生活垃圾焚烧炉渣湿法处理前后化学特性表征

选取4个地区(编号为C、X、N、J)生活垃圾焚烧炉渣及其湿法处理后炉渣(分别称为原生炉渣及集料),针对元素成分、氧化物组分及重金属与溶盐的毒性浸出特性等开展实验分析。结果表明:(1)与原生炉渣对比,集料的化学元素含量变化较大,主要元素Si、Al、C含量均不同程度增加,而Cl、Fe及重金属Zn、Pb、Cr、Cu等含量基本降低;集料中SiO2和Al2O3均明显增加。(2)除C原生炉渣浸出液中Ni(7.62mg/L)严重超标外,其他3种原生炉渣浸出液中Pb、Cu、Ni浸出浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中浸出毒性鉴别标准值。与原生炉渣相比,除N集料外,其余集料浸出液中3种重金属(Pb、Cu、Ni)含量基本下降,特别是C集料浸出液中Ni浸出质量浓度下降到低于检测限;集料浸出液中Cl-和SO24-浸出浓度均下降,Cl-浸出质量浓度在C集料浸出液中下降最多,约下降72%,SO24-浸出质量浓度在J集料浸出液中下降最多,约下降86%。     

含铅钢渣制备钢渣水泥的试验研究

采用钢渣处理含铅废水,将吸附有Pb2+的钢渣作为混合材制得钢渣水泥。测定了钢渣水泥的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和水化热测试等手段分析钢渣水泥的微观水化性能与结构,测定钢渣水泥的Pb2+浸出浓度。结果表明,钢渣能有效处理含铅废水,当Pb2+与钢渣的投加质量比为1∶10时,废水中Pb2+的去除率可达80.04%,钢渣对Pb2+的吸附容量为80mg/g。将此含铅钢渣作为混合材制备钢渣水泥,当含铅钢渣掺杂量低于20%(质量分数,下同)时,制备的水泥试样强度等级达到52.5R;当含铅钢渣掺杂量为40%时,水泥试样强度等级达到42.5R;XRD与SEM分析表明,制得的钢渣水泥未出现异常水化产物;含铅钢渣未导致水泥水化延迟,且钢渣水泥中的Pb2+在酸性和中性环境下的浸出浓度均满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)。     

自制填料与常用湿地填料除磷能力的比较

用石英砂、石灰、水泥和铝粉等材料制作人工湿地填料,并对自制填料、粉煤灰块和钢渣等6种填料的等温吸附特性进行研究,发现自制填料在较低与较高浓度P溶液中吸附率都最高,在P浓度为(10～50 mg/L)时,平均吸附率达96.8%,其次是粉煤灰和钢渣,分别为87.6%和85.4%;填料对P的理论饱和吸附量分别为:自制填料(2 413.6 mg/kg)>粉煤灰块(1 605.8 mg/kg)>钢渣(1 277.5 mg/kg)>碎砖(451.6 mg/kg)>碎石(182.5 mg/kg)>砾石(18.4 mg/kg);填料中金属矿物成分含量高、比表面积大,是除P效果好的原因。     

优化化学浸提法对造纸白泥中汞形态的分析

《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2010)中规定的固体废物中各形态汞的逐级化学浸提周期较长,制取浸提液时的浸提时间为搅拌后恒温振荡8h,静置16h。对美国环境保护署提出的相关方法(US EPA Method 7471B,固体和固体废弃物中汞的测定(冷原子蒸汽技术))进行了改进,将水溶态汞、酸溶态汞测定的浸提液制取时间设定为搅拌后恒温振荡30min,静置2h(其他2种形态汞测定时未做优化),采用优化的化学浸提法来测定2种造纸白泥样品中不同形态汞的含量。测定结果表明,按照国标方法和优化方法测得的浸提液中水溶态汞、酸溶态汞含量的偏差均小于6%,在可接受的范围(小于10%)内,优化方法的测定结果可靠;不同种类的造纸白泥中各形态汞的分布趋势是相同的,含量分别为水溶态汞酸溶态汞过氧化氢溶态汞残渣态汞;2种造纸白泥样品中所含水溶态汞的比例均较高,这也为造纸白泥的安全资源化利用提供了有利条件。     

300 MW燃煤机组烟气控制装置对气态汞去除效果

利用美国EPA OH法对烟气中不同形态汞的气态汞进行测试,研究300 MW锅炉的袋式除尘、静电除尘和湿法烟气脱硫对气态汞的去除效果.研究结果表明,静电除尘器对气态汞的去除效率仅为32.50％,对颗粒态汞的去除效率达76.88％,而使用袋式除尘器对气态汞的去除效率可达44.33％,可脱除99.92％以上的颗粒态汞;应用湿法烟气脱硫对二价汞的去除率可达49.03％.通过对粉煤灰、炉渣和脱硫石膏等燃煤副产物汞含量分析发现,脱硫石膏中汞的含量最高达0.77 mg/kg,汞及其环境毒性是燃煤副产物安全利用时需要注意一个主要问题.     

粉煤灰合成沸石应用风险评估研究

以粉煤灰为原料通过改良水热法合成了粉煤灰合成沸石,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积等技术手段对其进行了表征;对粉煤灰合成沸石浸出毒性以及出水部分重金属离子浓度进行了实验研究;将使用后的粉煤灰合成沸石与土壤混合用于玉米盆栽实验,同时设置不加粉煤灰合成沸石的对照组,研究使用后粉煤灰合成沸石农用的效果。结果表明:(1)粉煤灰合成沸石主要物相成分为P型沸石,BET比表面积比粉煤灰增加了53倍(从0.867m2/g增加到45.804m2/g)。(2)粉煤灰浸出毒性均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的浸出毒性鉴别标准值,其中铬、铜、镍未检出;出水部分重金属离子浓度低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)中相应标准值,其中镉、铅、镍均未检出。(3)粉煤灰合成沸石添加于土壤中,对土壤pH影响不大(从6.81升至6.99),但实验组玉米根茎叶长势均好于对照组。     

含重金属水处理污泥的固化和浸出毒性研究

工业危险固体废物在进行安全填埋前需要进行固化稳定处理。针对电镀厂和皮革厂含重金属的水处理污泥 ,用不同比例的水泥、粉煤灰进行固化稳定处理。考虑酸雨环境 ,浸出实验采用TCLP标准。电镀厂污泥单独固化时 ,其浸出液中铜离子浓度由 78 0mg/L下降到 1 5mg/L ;镍离子浓度由 2 2 4 5mg/L下降到 2 2 2mg/L ,高于危险废物允许进入填埋区 15mg/L的控制限值。电镀厂污泥与皮革厂污泥混合后固化 ,浸出液毒性明显降低。铜离子的浸出浓度降低到1 98mg/L ,镍离子降低到 4 10mg/L ,总铬降低到 0 4 0mg/L ,各项指标均低于国家危险废物允许进入填埋区的控制限值 ,可安全填埋。     

Leaching toxicity of the unfired bricks made by dyestuff-making wastewater coagulation aludge

染料废水混凝污泥处理处置及资源化利用对环境保护和染料生产企业的可持续发展有重要意义.依据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557-2009)和《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)对污泥和污泥免烧砖制备浸出液,用分光光度法和化学滴定法测定了浸出液中主要有机污染物(对硝基苯胺、苯胺、间苯二胺和丙烯腈)的含量.结果表明:(1)硅酸盐水泥(样品标记为42.5R、水泥1、水泥2)和铝酸盐水泥(样品标记为CA)对苯胺和间苯二胺的固化效果差别不大；水泥2对对硝基苯胺的固化效果最好:42.5R对丙烯腈的固化效果不如其他3种水泥.(2)对硝基苯胺、苯胺、间苯二胺、丙烯腈经水泥固化后,其浸出毒性均降低.     

染料废水混凝污泥免烧砖浸出毒性的研究

染料废水混凝污泥处理处置及资源化利用对环境保护和染料生产企业的可持续发展有重要意义。依据《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(HJ 557—2009)和《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299—2007)对污泥和污泥免烧砖制备浸出液,用分光光度法和化学滴定法测定了浸出液中主要有机污染物(对硝基苯胺、苯胺、间苯二胺和丙烯腈)的含量。结果表明:(1)硅酸盐水泥(样品标记为42.5R、水泥1、水泥2)和铝酸盐水泥(样品标记为CA)对苯胺和间苯二胺的固化效果差别不大;水泥2对对硝基苯胺的固化效果最好;42.5R对丙烯腈的固化效果不如其他3种水泥。(2)对硝基苯胺、苯胺、间苯二胺、丙烯腈经水泥固化后,其浸出毒性均降低。     

Pb/Zn冶炼废渣中重金属的生物浸出-盐浸处理

利用中温嗜热菌对某铅锌冶炼废渣进行生物浸出盐浸处理研究，并根据国家固体废物浸出毒性方法(HJ/T299-2007)对盐浸后余渣进行毒性分析。研究结果表明，在pH 1.5、温度65℃、矿浆浓度5%的优化条件下生物浸出3 d后，废渣中Cu、In、Ga和Zn的浸出率分别达到了91.5%、91.8%、84.9%和93.4%；盐浸生物浸出渣，其浸出液中Ag、Pb浓度分别为7.6和247.5 mg/L，可从废渣中有效回收Cu、In、Ga、Zn、Ag和Pb。生物浸出盐浸处理后余渣约为原渣量的70%；毒性分析浸出液中重金属元素Ag、As、Cd、Cu、Pb和Zn浓度分别为2～3.5、2～3、0.3～0.5、30～50、2～4、20～60 mg/L，低于国家危险废物鉴别标准(GB5085.3-2007)。根据试验结果，提出了针对冶炼废渣资源化、减量化、无害化的生物浸出盐浸联用工艺。     

风淬钢渣对高炉渣基微晶玻璃性能的影响

以风淬钢渣和高炉渣为主要原料,采用一次烧结法制备微晶玻璃。结果表明,该方法制备的微晶玻璃主晶相为钙铝黄长石(Ca2Al2SiO7),还有少量的镁黄长石(Ca2MgSi2O7),钢渣最大用量达到50%;随着风淬钢渣含量的增加,样品的最佳烧结温度逐渐增加;烧结温度对样品析晶性能的影响明显大于风淬钢渣含量的影响;样品的抗折强度随风淬钢渣的增加呈现出先增大后减小的趋势;样品的密度随风淬钢渣的增加而逐渐减小;直接用风淬钢渣和高炉渣制备出的微晶玻璃具有良好的抗折强度和耐酸碱性,抗折强度最大可达90 MPa,该方法为综合治理冶金渣污染及其综合利用开辟了新的途径。     

固体废物中重金属浸出毒性评价方法的研究进展

浸出毒性是固体废物的重要特性之一,亦是判别固体废物是否属于危险废物的重要评价指标.根据与溶液接触方式的不同,固体废物浸出毒性评价方法可以划分为批处理实验、柱淋滤实验和恒pH滴定(pH-stat)实验等.对这3种方法的应用方向、特点和缺陷等进行了系统总结.最后还指出,在评价固体废物中重金属的浸出毒性时,可采用几种方法进行对比,还可以根据实验目的和需求对各个实验参数进行改进,从而得出更全面、客观的评价结果.     

几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件

以西南地区广泛分布的紫色土-灰棕紫泥为对象,探讨了硫化物种类(S、Na_2S、FeS、Na_2S_2O_3和DTCR(二硫代氨基甲酸盐))、用量对不同水平汞污染土壤的稳定化效果。结果表明5种硫化物对土壤汞均具有显著的稳定化效果。固定S:Hg摩尔比为1:1条件下,在1.5～250 mg·kg~(-1)汞污染土壤中,几种硫化物稳定效率相对大小顺序:DTCRNa_2SNa_2S_2O_3SFeS。Na_2S和DTCR在高浓度汞污染土壤中均表现较高的稳定化效果,在不同汞污染浓度下均能在3d内使土壤浸出汞浓度满足美国固体废弃物毒性浸出程序(TCLP)浸出标准要求(0.2 mg·L~(-1)),Na_2S_2O_3稳定效果相对较差,对250 mg·kg~(-1)的汞污染土壤,稳定化处理时间需要15d才能达到浸出标准要求,当汞污染浓度≥150 mg·kg~(-1)时,S和FeS不能满足浸出标准要求。固定汞污染浓度为150 mg·kg~(-1)稳定化效果取决于硫化物的用量,其中,仍然以DTCR效果最好,S:Hg=1稳定化处理3 d时即可达汞浸出标准。Na_2S和Na_2S_2O_3则均需要在较高的浓度下才能实现汞的稳定化,但是过高的用量会导致土壤中HgS再次溶解,两者的最佳施用量为S:Hg=5。元素S和FeS则需要以S:Hg5稳定化处理7 d以上才能达到浸出标准要求。土壤中汞的浸出活性与其赋存形态有关,交换态(Exc-Hg)和碳酸盐结合态汞(Carb-Hg)与土壤浸出汞浓度呈显著正相关,高效稳定剂显著促进了汞向有机质结合态(OM-Hg)和残渣态(Res-Hg)转化。硫化物稳定化处理9个月内土壤中浸出汞浓度始终维持在极低水平,满足持续稳定化要求。     

2种浸取程序下炉渣重金属浸出特性

对锅炉煤渣、高炉煤渣、流化床焚烧渣和炉排焚烧渣4种炉渣样品进行了分级,研究炉渣典型重金属(Cu、Zn、Cr、Cd、Pb)含量,以及基于水平振荡浸出程序(HVEP)和毒性特性浸出程序(TCLP)浸取程序的重金属浸出特性,为炉渣的资源化利用模式提供科学依据。结果表明,2种浸取程序下,4种炉渣的重金属浸出浓度远低于浸出毒性限值,其中,炉排焚烧渣中典型重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd)浸出量最大,高炉煤渣最小;HVEP方法下,2 mm粒级炉渣对重金属浸出总量的贡献较大,TCLP方法下则为2~6 mm粒径段;高炉煤渣和流化床焚烧渣可作为基质应用于潜流园林湿地污水处理系统,但不适宜于酸雨区。     

含重金属水处理污泥的固化和浸出毒性研究

工业危险固体废物在进行安全填埋前需要进行固化稳定处理。针对电镀厂和皮革厂含重金属的水处理污泥，用不同比例的水泥、粉煤灰进行固化稳定处理。考虑酸雨环境，浸出实验采用TCLP标准。电镀厂污泥单独固化时，其浸出液中铜离子浓度由78．0mg／L下降到1．5mg／L；镍离子浓度由224．5mg／L下降到22．2mg／L，高于危险废物允许进入填埋区15mg／L的控制限值。电镀厂污泥与皮革厂污泥混合后固化，浸出液毒性明显降低。铜离子的浸出浓度降低到1．98mg／L，镍离子降低到4．10mg／L，总铬降低到0．40mg／L，各项指标均低于国家危险废物允许进入填埋区的控制限值，可安全填埋。     

三峡库区香溪河流域磷矿废石磷素浸出特性

为评价三峡库区香溪河流域内所堆存的磷矿废石对地表水体的磷污染风险,以香溪河支流高岚河流域内磷矿废石为研究对象,依据EPA M1316所规定的实验方法,开展了5种不同液固比(0.5~10.0 m L/g-dry)条件下磷矿废石磷素浸出特性的实验研究,探讨了液固比条件对磷矿废石磷素浸出浓度以及浸出率的影响。结果表明,磷矿废石浸出液中总磷浓度随液固比的增加而减小,其变化范围为0.74~0.47 mg/L;在液固比7 m L/g-dry的条件下,浸出液中的总磷浓度均超出《污水综合排放标准(GB 8978-1996)》中所规定的最高允许排放浓度(0.5 mg/L);磷矿废石中磷素浸出率随液固比的增加而增大,其变化范围为0.37~4.70 mg/kg;磷矿废石将以点源的形式对其附近的地表水体形成长期的磷污染,属于第II类一般工业固体废物,应考虑在其堆置场顶部设置封盖层以降低其环境污染风险。     

城市生活垃圾焚烧飞灰物化性质及重金属污染特性

以上海市生活垃圾焚烧飞灰为案例,研究了其物化性质及重金属污染特性。结果表明:(1)飞灰孔隙率较高,经化学药剂稳定后飞灰形貌呈致密化,可大大减少重金属浸出;飞灰吸脱附曲线有明显滞回环,属于H2型滞回环,属于典型的多孔物质吸附类型。(2)飞灰重金属的浸出毒性表明,Pb、Cd超出了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中的限值,根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007),飞灰属于危险废物。(3)在酸性条件下,重金属较易释放到环境中。     

含砷污泥的粉煤灰固化研究

硫酸废水处理系统的中和污泥属于有害废渣,其中As浸出率超标.采用固化的方法处理某冶炼厂硫酸废水中和污泥,发现以水泥∶粉煤灰∶污泥=1∶1∶2的配比固化后,固化块浸出液浓度达到国标规定(1.5 mg/L).研究表明,粉煤灰替代水泥50%可达到较好的固化效果,浸泡24 d后浸出浓度达到稳定值,pH值为7时浸出浓度最小,外加剂对固化有负影响,采用湿养护可获得更好的效果.     

粉煤灰吸附除磷的改性研究

研究了粉煤灰的最佳改性条件及其吸附理论模型.获得了粉煤灰用于吸附含磷量为5 mg P/L的模拟二级出水的3种改性的最佳条件(21℃):(1)0.25 mol/L盐酸改性的粉煤灰对磷的去除率为76.0%,出水含1.20 mg P/L;(2)300℃下煅烧的粉煤灰对磷的去除率为93.8%,出水中磷含量达到了0.31 mg P/L;(3)低火(119 W)改性的粉煤灰的磷去除率达95.4%,出水含0.23 mg P/L.试验结果表明:Langmuir方程能很好地解释两种改性粉煤灰的吸附动力学(R2=0.9188,S.E=0.0032),而Simple Elovieh方程在描述两者的吸附动力学试验数据上显示出优越性(R2=0.9427,S.E=0.029).     

面向矿山废弃地复垦的炉渣污泥人工土壤的理化特性

通过添加不同比例的燃煤电厂粉煤灰和炉渣对城市污泥进行钝化,配制成不同灰渣比例的人工土壤,对人工土壤的pH、电导率、养分含量、重金属含量以及持水、渗水性能进行了研究。结果表明,污泥人工土壤pH介于7.5～8.0之间,属于弱碱性土壤;电导率变化范围为2.93～3.71 mS/cm,表明盐分含量较高。污泥人工土壤中有效态养分含量随炉渣比例提高而增加,所有配比人工土壤有机质和有效磷、速效钾的含量达到高肥力水平。人工土壤中Cd、Ni、Pb、Cu、Zn含量均明显低于国家农用标准(GB 4284-84、GB 8173-87)。粉煤灰渣对污泥中有效态Cd、Ni、Pb和Cu有钝化作用,使其向无效态转化,对Zn则有活化作用。炉渣对Cd、Ni的钝化作用要优于粉煤灰,而粉煤灰对Pb、Cu的钝化作用要优于炉渣。添加炉渣提高了污泥人工土壤水分的蒸发量,减弱了人工土壤的持水能力,但加入炉渣使人工土壤的渗透系数显著增加,提高了其渗水性能。