磷酸洗涤对垃圾焚烧飞灰热稳定性和重金属固定的影响

为抑制垃圾焚烧飞灰中重金属的溶出,研究了磷酸洗涤对重金属固定和飞灰热稳定性的影响。进行了水洗、磷酸洗涤、重金属的化学结合形态分析和焚烧飞灰的热分析试验。结果表明:水洗虽能有效去除焚烧飞灰中大部分可溶性氯盐,但会导致水洗液中Pb、Zn的浓度超标;磷酸洗涤后Zn的溶出率由水洗时的112.65 mg/kg降低至2 mg/kg左右,Pb的溶出浓度未检出,固留在灰样中重金属的残留态和有机态的比例都有不同程度的提高。结论是:磷酸洗涤不但能有效抑制重金属的溶出,还有助于改善重金属的化学稳定性和飞焚烧灰的热稳定性。     

危险废物焚烧飞灰中重金属污染特性

以危险废物(70%工业废物 30%医疗废物)焚烧飞灰为研究对象,探讨了飞灰中重金属污染特性及其主要化学形态、浓度分布规律.初步得出以下结论:危险废物焚烧飞灰中主要污染重金属为Cd,Pb,Zn,其数量高于生活垃圾焚烧飞灰数倍,属于危险废物;飞灰中主要重金属以可溶及交换态、残留态、Fe-Mn氧化物结合态为主要化学形态,其中As,Cr, Cu比较稳定,而Cd,Pb,Zn易溶出进入环境;飞灰中Cd,Cu大体上呈易富集在小颗粒的趋势,Pb,Zn集中分布在50～125,125～250μm的两个粒级.     

水洗预处理对垃圾掺烧污泥焚烧飞灰中重金属高温挥发特性的影响

对某垃圾掺烧污泥焚烧厂焚烧飞灰进行采样,在研究重金属形态分布的基础上,重点研究飞灰水洗前后重金属(Cu、Zn、Pb、Cd)高温处置过程中的挥发特性。研究结果表明:飞灰中重金属酸可交换态中Cd的比例最大,其次为Zn,而重金属Cr,Ni和Mn主要以残渣态存在。高温处置过程中,飞灰中Pb表现出最易挥发的特性,其挥发率超过80%,而Cu挥发性较小,其挥发率30%,4种重金属的挥发性从大至小依次为:Pb,Cd,Zn,Cu。水洗飞灰中Zn的挥发率最高,超过20%,而Cu挥发性最小,水洗飞灰中重金属的挥发性从大至小依次为:Zn,Pb,Cd,Cu。在受热时间为120 min、加热温度为900℃条件下,飞灰水洗后Zn,Pb,Cd和Cu的挥发率分别降低了6.87%,70.24%,34.73%和9.52%,其中水洗脱Cl是重金属挥发率降低的主要原因。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属固化特性

针对生活垃圾焚烧飞灰中重金属元素(Cr、Cd、Cu、Pb、Zn)含量过高导致的飞灰资源化利用难及其环境污染风险问题,结合连续萃取实验(BCR)及超声波辅助水洗,探究重金属赋存形态对飞灰重金属元素固化特性的影响。研究结果表明：超声波辅助水洗对飞灰中重金属元素固化效果较好,其中Cd固化效果最佳(98.87%),Cu固化效果最差(80.14%)。水洗使飞灰中的可溶性氯盐(NaCl、KCl、CaClOH)发生重组,生成新的化合物(CuCl、硫酸钙水合物、CaSO₄)。水洗后飞灰中重金属元素的赋存形态发生改变,Cr的可移动态占比可达93%,Cd赋存形态总体变化不大,Cu的赋存状态由残渣态向可还原态转变,Pb酸溶态占比下降,Zn残渣态和可还原态占比明显上升。     

稻壳灰制备条件对稳固化垃圾飞灰重金属的影响

为了实现稻壳的资源化利用以及垃圾飞灰的无害化处理,以不同煅烧条件制得的稻壳灰作为中温热处理垃圾飞灰稳固化重金属的添加剂.采用X射线衍射、扫描电子显微镜以及BCR逐级提取法,探究不同的煅烧温度和时间下制得的稻壳灰对飞灰重金属稳固化的影响.研究结果表明:煅烧温度为500℃时,处理样中Pb和Zn的浸出质量浓度均随稻壳煅烧时间的延长逐渐降低;当煅烧温度在600～800℃时,Pb和Zn的浸出质量浓度均随着稻壳煅烧时间的延长先降低后升高.稻壳煅烧条件对稻壳灰的反应活性以及稳固化重金属效果有重要影响.经稻壳灰热处理后新生成Fluorellestadite相(Ca₁₀(SiO₄)₃(SO₄)₃F₂)和Ca₃SiO₅等,此类晶体结构有利于实现对重金属的包裹;热处理后飞灰的重金属中不稳定的酸溶态转化为稳定的可氧化态和残渣态,从而实现飞灰重金属的稳固化.     

城市固体废物焚烧炉飞灰中重金属酸溶出研究

对城市固体废物(MSW)焚烧炉飞灰中Cu,Pb和Zn 3种重金属的酸溶出过程进行了研究,结果显示在选用的3种不同浓度的酸中,只有浓度为0.5 mol/L的酸对3种重金属的溶出较理想.研究表明采用0.5 mol/L的酸对飞灰溶解搅拌约3 h后便可溶出大约50%~80%的Zn、40%~55%的Pb和50%左右的Cu,同时一些易溶金属如Mg,Ca和Al也大量溶出,但Fe和Si在飞灰中相对稳定,溶出量相对较少.飞灰经过酸处理后基本上可以满足填埋要求.     

水洗及酸洗过程对焚烧飞灰中Cu,Zn和Pb洗脱率影响的试验研究

以垃圾焚烧的一次飞灰为研究对象,比较了水洗,酸洗以及水洗结合酸洗工艺对飞灰中重金属元素Cu,Zn和Pb的洗脱率的影响,并应用XRD,SEM/EDS等研究了飞灰在水洗和酸洗过程中颗粒形态和矿物相组成的变化.结果表明: 单独水洗和单独酸洗均不能实现Cu,Zn和Pb的分离;酸洗结合水洗时,Cu和Zn洗脱率均较单独水洗和单独酸洗大幅提高,Pb基本沉淀在酸洗后的残渣中.经水洗后酸洗阶段的酸灰比是影响金属洗脱效果的主要因素.分离Cu和Zn和Pb的最佳工艺参数为: 水洗(水灰比为3∶1)+10% H2SO4酸洗(酸灰比为6∶1).XRD结果表明,水洗过程易溶于水的物质其峰形基本消失;酸洗过程中,生成了含Pb的矿物质和Zn的结晶化合物.SEM/EDS分析结果表征了飞灰在水洗、酸洗过程中主要晶相的生成以及主要元素Ca,Si,O和Al的变化规律.     

水洗及酸洗过程对焚烧飞灰中Cu,Zn和Pb洗脱率影响的试验研究

以垃圾焚烧的一次飞灰为研究对象,比较了水洗,酸洗以及水洗结合酸洗工艺对飞灰中重金属元素Cu,Zn和Pb的洗脱率的影响,并应用XRD,SEM/EDS等研究了飞灰在水洗和酸洗过程中颗粒形态和矿物相组成的变化。结果表明:单独水洗和单独酸洗均不能实现Cu,Zn和Pb的分离;酸洗结合水洗时,Cu和Zn洗脱率均较单独水洗和单独酸洗大幅提高,Pb基本沉淀在酸洗后的残渣中。经水洗后酸洗阶段的酸灰比是影响金属洗脱效果的主要因素。分离Cu和Zn和Pb的最佳工艺参数为:水洗(水灰比为3∶1) 10%H2SO4酸洗(酸灰比为6∶1)。XRD结果表明,水洗过程易溶于水的物质其峰形基本消失;酸洗过程中,生成了含Pb的矿物质和Zn的结晶化合物。SEM/EDS分析结果表征了飞灰在水洗、酸洗过程中主要晶相的生成以及主要元素Ca,Si,O和Al的变化规律。     

用络合剂萃取MSW焚烧炉飞灰中的重金属

讨论了2种氨羧类络合剂EDTA和DTPA对MSW(城市固体废物)焚烧炉飞灰中Zn,Pb,Cu 3种有害重金属的络合萃取过程,分析了影响络合萃取效率的主要因素——萃取反应时间、溶液pH和络合剂浓度。结果表明,在溶液pH 3~10范围内用浓度为1.5%的EDTA和DTPA处理飞灰20 h时,大约90%的Zn,80%的Pb和60%的Cu被萃取。络合萃取的飞灰残渣溶出试验表明,残渣中重金属含量远低于指导值。络合剂处理后的飞灰能满足填埋的要求,络合剂对MSW焚烧炉飞灰中重金属的去除是有效的。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的传统与生物电沉积联用技术研究

为了探究深圳市城市生活垃圾焚烧飞灰中主要重金属含量和浸出浓度, 选择浸出浓度超标的Cu(II) (100 mg/L), Pb(II) (200 mg/L) 和Zn(II) (300 mg/L)作为研究对象, 联合生物电化学系统(BES)和传统电沉积反应器(ER), 验证从飞灰浸出溶液中分离回收Cu, Pb和 Zn的可行性和经济性。研究结果表明, BES能有效地将混合溶液中的Cu(II)还原为单质, 去除效率大于98%。分步施加1.5 V和2.5 V 外加电压, ER可以分别将Pb(II)和Zn(II)浓度由200和300 mg/L降至23.5±1.1和4.3±0.2 mg/L。系统能耗分析结果显示, BES系统每还原1 kg Cu(II), 可以产生16.55 kWh的额外电能, ER系统每处理1 kg Pb(II)和Zn(II), 分别消耗60.91和114.27 kWh的电能, 溶解性重金属离子被转化为固态单质、氧化物和含重金属盐等。BES和ER联用技术表现出回收重金属和节约电能的双重优势。     

垃圾焚烧工况对重金属分布特性的研究

研究了垃圾焚烧工况对重金属在底渣与飞灰中分布的影响．研究结果表明垃圾焚烧过程中重金属铅、锌、铬、镍的分布与焚烧工况之间存在着密切的关系，锌和铅多存在于飞灰和气相中，镍和铬在底渣中比较容易存在．垃圾焚烧中添加碳酸钙能改变重金属的分布，使更多的重金属铅、镍、铬由飞灰或气相中往底渣中转移．垃圾中水分和氯也对重金属的分布存在影响，在高温焚烧条件下水能与重金属化合物发生作用，引起物质转变，导致更多的重金属由飞灰和气相往底渣转移；而氯却使重金属更易向飞灰或气相中迁移．     

生物淋滤法脱除城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属:底物浓度的影响

通过接种嗜酸性硫杆菌复合菌株(氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌)并采用序批式试验，研究了底物浓度(硫粉投加比例)对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属生物淋滤脱除效果的影响．结果表明，5g／L的硫粉投加比例对重金属的去除与底物利用最为有利．在此条件下淋滤处理飞灰15d，Cd、Zn、Cu、Pb的去除率分别可达到89．7％、81．8％、72．6％、29．3％，硫粉的利用率达到65．2％．TLCP毒性试验表明，飞灰的重金属毒性被有效脱除．飞灰中重金属的去除或溶出主要依赖于硫杆菌生物氧化S^0所导致的浆液酸化．     

不同钝化剂对城市地下固体废弃物重金属的钝化作用

采用实验室模拟,研究了6种重金属钝化剂(粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭)以不同添加比例(0%、3%、7%、10%)对城市地下固体废弃物二乙基三胺五乙酸{HOOCCH_2N[CH_2CH_2N(CH_2COOH)_2]~2,DTPA}可提取态重金属Cu、Zn、Pb、Cd含量的影响。结果表明,粉煤灰、脱硫石膏、磷矿粉、海泡石、膨润土、生物炭6种钝化剂均可以降低DTPA可提取态Cu、Zn、Pb、Cd的含量,表明这6种钝化剂对城市地下固体废物重金属Cu、Zn、Pb、Cd均具有钝化作用,且随添加比例的增高,钝化作用越明显,但钝化效果有所差异。膨润土的对Cu、Pb、Cd的钝化作用最明显,对Zn也有一定的钝化作用,因此,可优先选择膨润土作为城市地下固体废物重金属的钝化剂。     

医疗垃圾焚烧灰特性实验研究

医疗垃圾焚烧灰的固化/稳定化处理取决于其理化特性.利用XRF,XRD,SEM和AAS对布袋飞灰(FA1)、烟道飞灰(FA2)、底灰(BA)在化学成分、物相、微观形貌、重金属含量和渗沥行为等方面的特性进行了研究.结果表明:FA1中Cl,SO3,碱金属和活性炭含量较高,不宜直接作为水泥的部分替代物用于建筑,且Cd,Zn,Pb的渗沥浓度超过危险废物填埋允许限值,处理后方能进入危废填埋场填埋;FA2,BA的主要物相分别为硬石膏、复杂硅酸盐,重金属渗沥浓度低于危险废物规定的阈值.     

不同氯化物作用下垃圾焚烧飞灰中重金属挥发特性研究

以深圳市某垃圾焚烧厂飞灰为原料, 考察高温条件下不同氯化物(NaCl, CaCl₂和 FeCl₃)对飞灰中重金属气化特性的影响规律。结果表明: 3种氯化物均不同程度地促进飞灰中重金属的气化; 对于不同的重金属, 氯化物的影响效果各不相同。在未添加氯化物的情况下, 飞灰中Pb和Cr几乎全部气化。Zn和Cu的气化率受氯化物影响最大, 当添加量均为10% 时, 3种氯化物对Zn和Cu的影响效果为FeCl₃ ≈ CaCl₂ > NaCl。飞灰二次气化的最佳条件: 以0.6 L/min N₂做载气, 添加15%的CaCl₂, 1000℃下高温处理2小时。二次气化过程可减小飞灰毒性, 回收重金属。     

飞灰水洗脱氯及其烧结稳定化的试验研究

本试验以去离子水作为洗脱剂,考察了水洗前处理工艺（包括水灰比、水洗时间、水洗温度以及水洗次数）对飞灰中可溶性氯盐的洗脱效果。在此基础上对比研究了水洗工艺对飞灰烧结过程中重金属的稳定化促进效果。结果表明：在液固比为4时,水洗过程中约有93％的氯离子被洗脱而进入水相;水灰比是影响氯离子洗脱效果的最主要因素,氯离子洗脱量与水灰比的对数值呈现很好的线性关系;XRD结果证明了水洗过程中大量氯盐的洗脱以及低熔点含钙铝硅化合物的形成;同原始飞灰相比,水洗飞灰经烧结后其中的Pb、Cd、Ni的浸出浓度明显降低。800 ℃下烧结水洗飞灰可以使其中的重金属稳定化,浸出浓度均低于相应的标准限值。水洗工艺与烧结稳定化技术相结合明显降低了重金属的浸出毒性。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化研究

以华中某垃圾焚烧发电厂产生的飞灰为研究对象,分别考察了乙基黄原酸钾（乙基黄药）、硫化钠、高分子重金属离子捕集沉淀剂DTCR、磷酸钠、二乙基二硫代氨基甲酸锌（二乙氨基荒酸锌）以及磷酸钠与二乙氨基荒酸锌的混合药剂对飞灰进行稳定化处理的效果,运用X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和BCR三步提取法对飞灰中重金属的稳定化机理进行研究。研究结果表明：磷酸钠能有效稳定飞灰中重金属元素Pb、Cr,二乙氨基荒酸锌则对Cd、Ni等元素稳定化效果较好,采用8%磷酸钠和1%二乙氨基荒酸锌的混合药剂配伍方案添加处理飞灰,能满足国家的填埋标准。研究发现重金属与混合药剂反应没有生成晶体,而是在过程中与稳定化药剂反应生成絮状沉淀均匀地附着在飞灰颗粒表面及缝隙中,使其棱角变得模糊、表面变得致密,处理后的飞灰中重金属形态由不稳定态转化为稳定态,有效降低了飞灰中重金属的浸出浓度。