《Total Environment Engineering》：Physicochemical characterization of ash, soot, and scrubber wastewater from different gas cleaning systems coupled to sugarcane bagasse boilers
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甘蔗渣燃烧产生的底灰、飞灰及清洗水中污染物特征及迁移规律研究。采用湿洗涤器（WS）和电除尘器（ESP）处理八家巴西糖厂烟气的残留物，发现ESP飞灰中二噁英前体物浓度最高（氯达1499mg/kg，铁6205mg/kg，铜32mg/kg），WS系统则使可溶性盐类和金属更多进入废水中（铁浓度达94.5mg/L）。研究揭示了不同气处理技术对污染物环境归宿的影响，强调在覆盖Guarani敏感含水层的地区需加强监测和管理。
Murilo Daniel de Mello Innocentini | Pedro Henrique Ferreira Pires | Saad Barbar Netto | Edson Salerno Junior | Francisco Diniz | Oscar Rubem Klegues Montedo | Cristina Filomena Pereira Rosa Paschoalato
巴西圣保罗州里贝朗普雷图大学（UNAERP）环境技术研究生项目
摘要
甘蔗渣燃烧是巴西可再生能源领域的一个关键过程，该过程会产生大量的颗粒残留物和废水。对这些物质进行表征对于评估环境影响和指导可持续管理至关重要。本研究对八家甘蔗厂的底灰、飞灰（烟尘）和洗涤水进行了物理化学分析。这些工厂采用了湿式洗涤器（WS）或静电除尘器（ESP）来净化烟气。固体样品（原甘蔗渣、底灰、飞灰/烟尘）被分析了水分、挥发性物质、总碳、氯化物以及金属（钾、钙、镁、铁和铜）的含量；液体样品（洗涤器进水及废水）则被分析了pH值、氯化物和金属含量。特别是来自静电除尘器单元的飞灰中，关键二噁英前体的浓度最高，氯化物含量达到1499毫克/千克，铁含量达到6205毫克/千克，铜含量达到32毫克/千克。这些数据表明，在适当的燃烧和冷却条件下，存在形成二噁英和呋喃的潜在风险。相比之下，湿式洗涤系统有效地将大量可溶性盐分和金属转移到了废水中，出水中的铁含量（最高达94.5毫克/升）远高于进水中的含量。由于传统处理方法无法有效去除溶解的氯化物，湿式洗涤系统主要将氯从烟气转移到水相中，而非从系统中完全去除。这些残留物的特性对处置方式、养分循环和环境风险具有直接影响，尤其是在位于敏感含水层上方的地区。因此，需要加强对固体和液体残留物的严格监测和妥善管理。研究表明，烟气净化技术显著影响了污染物的环境归趋及其在甘蔗产业中形成持久性有机污染物的潜力。
研究部分摘录
引言
甘蔗被广泛认为是生产糖、生物乙醇和生物电力的最可持续的原料之一，同时也是多种化学产品的原料，有助于许多农业国家向低碳生物经济转型（Singh等人，2021年；Kamboj等人，2024年）。巴西是全球甘蔗产量最大的国家，2023/2024季节的甘蔗产量为7.136亿吨，生产了4570万吨糖、2970万立方米乙醇以及约2亿吨其他产品。
研究对象的选取
巴西400家甘蔗加工厂中约有150家位于圣保罗州，该州在2023/2024季节共加工了3.88亿吨甘蔗，占全国总加工能力的54%。本研究选取了圣保罗州的八家甘蔗厂，这些工厂每季共加工4020万吨甘蔗。所有这些工厂均位于瓜拉尼含水层之上，而该含水层是重要的淡水资源。
甘蔗渣的表征
表2展示了送入八家甘蔗厂锅炉的原甘蔗渣的完整理化特性。平均水分含量为47.7 ± 3.0%（湿基），与文献中报道的50%值一致（Rein，2017年；Innocentini等人，2021年；Matsueda和Antunes，2024年）。平均灰分含量为2.3 ± 0.6%（干基），虽然略低于Rocha等人（2012年）报告的3.5%，但与Rocha等人（2015年）报道的2.84 ± 1.22%相当，仍在1-5%的典型范围内。
结论
本研究详细分析了八家巴西甘蔗厂在甘蔗渣燃烧过程中产生的残留物和工艺水的物理化学特性。这些工厂采用了湿式洗涤器或静电除尘器进行烟气净化。原甘蔗渣具有典型的性质：水分含量为47.7 ± 3.0%（湿基），灰分含量为2.3 ± 0.6%（干基），氯化物含量为228 ± 57毫克/千克。此外，其中铁和铜的含量较低（分别为76 ± 41毫克/千克和<5毫克/千克）。底灰的成分也得到了详细分析。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
未引用的参考文献
Huang和Buekens，1995年；Lucas和Wendland，2016年；McKay，2002年；Rein，2007年；Tame等人，2007年；UNICA（巴西甘蔗行业协会），2025年；Zhao等人，2022年；Conesa，2020年
作者贡献声明
Murilo Daniel de Mello Innocentini： 文章撰写——审稿与编辑、初稿撰写、项目监督、资金筹集、概念构思。
Pedro Henrique Ferreira Pires： 文章撰写——初稿撰写、数据调查、数据分析。
Saad Barbar Netto： 方法学设计、数据调查、数据分析。
Edson Salerno Junior： 文章撰写——审稿与编辑、数据可视化。
Francisco Diniz： 资源协调。
Oscar Rubem Klegues Montedo： 资源支持、概念构思。
致谢
作者感谢高等教育人员协调委员会（CAPES）和国家科学技术发展委员会（CNPq）的支持。
