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用重金属捕捉剂处理垃圾飞灰技术的研究

发表日期:2019-10-28 14:48 文章编辑:苏州昊诺新闻编辑部 浏览次数: 所属栏目:行业新闻

垃圾焚烧技术具有减容减量和回收热量等优点,促使我国垃圾焚烧产业迅速发展。2015垃圾焚烧量达到6175.5万吨,占垃圾无害化量的34.3%,同时发电量达到了252亿kWh。但垃圾焚烧产生的飞灰富集重金属、二噁英等污染物,对环境存在危害性,飞灰的安全处置和综合利用已成为城市可持续化发展的新挑战。

飞灰的高效脱毒无害化处置和高值化利用日渐受到重视。本文以“水热法耦合化学添加剂技术实现重金属的深度稳定化”为核心,重点针对飞灰重金属的稳定化处置,设计正交实验研究各参数对重金属浸出毒性的影响,并尝试在水热条件下合成聚合物来固化飞灰中重金属。

其次,本文将土壤重金属安全评估方法运用于飞灰处理中,评估稳定化后的飞灰的环境威胁性,分析水热法处理飞灰的可行性。最后,阐述飞灰的几种高值化利用途径,为后期飞灰综合利用提供数据支持。

本文工作的主要内容及结论如下:
(1)选取六种典型飞灰,研究其元素组成、粒度、微观结构等物化特性和重金属含量、腐蚀性等危害特性及浸出毒性来分析典型飞灰特性。
结果表明:焚烧厂类型、地区、焚烧炉型都会影响飞灰特性及毒性;飞灰粒径普遍集中在0.1~100μm,PM10至少占70%,如果无序管理将对环境和居民健康造成危害;醋酸浸提法浸出毒性更大,卫生填埋标准相对更为严格;飞灰中Pb含量较易超标,需重点开展稳定化处理。


在目前的城市生活垃圾处理方法中,焚烧法能较好的实现垃圾的减容化、无害化
和资源化而成为很多国家处理垃圾的主要方式。

在我国由于城市生活垃圾并未经过妥善的分拣处理,因而垃圾中常混入许多含有重金属的物质。城市生活垃圾经焚烧处理后最终的产物为烟气及焚烧飞灰(底灰和飞灰),其中焚烧飞灰是重金属污染物质的主要载体。

目前垃圾焚烧飞灰的处置主要是安全填埋或用于制造建材的原料,飞灰中的重金属在自然环境中经过风化及侵蚀后,易随着渗滤液而重新进入环境危害生态环境安全。

化学形态分析是- -种认识重 金属环境行为的有效方法。通过分析焚烧飞灰中的
重金属及存在形态,可进-步了解经焚烧后的垃圾飞灰中的不同形态重金属在环境中的迁移转化行为,从而为焚烧飞灰的处置利用研究提供科学依据。

本文以济南市无害化处理厂垃圾焚烧炉飞灰样品为研究对象,采用微波消解法对
城市生活垃圾焚烧飞灰样品进行预处理,在此基础上优化了城市生活垃圾焚烧飞灰的微波消解酸体系及消解程序。

优化后的微波消解酸体系及用量比例为HNO3: HF:HCIO4=3:4:1;消解程序的四个工步分别为: 3min(5X 101kPa), 3min(10X 101kPa), 4min(15X 101kPa), 6min(20X 101kPa).该方法的相对标准偏差为1.2%-4.5%, 加标回收率为95.9%-103.7%,应用于实际的城市生活垃圾焚烧飞灰样品取得了良好的效果。

实验结果表明,与其他三种飞灰相比,除尘器飞灰中六种重金属元素Cu. Pb. Zn、Mn、Fe和Cr含量均较高,从重金属污染的角度看,除尘器飞灰应作为研究治理的重点。

本文同时采用连续化学萃取法对不同粒径城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的化学形态进行了研究。实验结果表明,除尘器飞灰中可提取态的重金属元素Cu、Pb、Zn、Mn和Fe含量均比底灰、锅炉~飞灰和酸洗飞灰中可提取态重金属含量高;元素Cr在底灰中的可提取态大于锅炉飞灰、酸洗飞灰和除尘器飞灰。

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