危险废物焚烧飞灰玻璃化产物危险特性

《国家危险废物名录》中HW18焚烧处置残渣明确规定,"危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质和飞灰"判定为危险废物.为降低危险废物焚烧飞灰的生态环境危害,并期望对其进行更好的资源化利用,采用国际前沿的玻璃化技术对危险废物焚烧飞灰进行处置,制备得到玻璃态物质,即玻璃体.结果表明:①焚烧飞灰掺杂不同比例的高岭土、SiO₂、CaO后,可形成符合玻璃体烧制条件的CaO-Al₂O₃-SiO₂系统,经过2 h 1 400℃高温熔融,几种不同配料比的玻璃体均可形成无定型的、微观表面平滑的结构.②玻璃体对Zn、Cr、Pb、Cd和As等重金属均有不同程度的固化作用,采用HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》测得的重金属浸出浓度均低于焚烧飞灰.③采用Hakanson公式中潜在生态危害模型对焚烧飞灰及玻璃体进行风险评价显示,几种玻璃体的RI（潜在生态危害风险指数）均在50~100范围内,呈中等风险,低于焚烧飞灰（299.34）.④效果最优的玻璃体的碱度（CaO/SiO₂,质量分数）为0.3,呈现浅绿色且质地透明的外观形貌,它对Zn、Cr的浸出浓度分别为0.12、0.05 mg/L,但均未检出Pb、Cd、As,远低于焚烧飞灰浸出浓度及GB 16889-2008《生活垃圾填埋场控制标准》中生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣浸出限值（Zn、Cr、Pb、Cd、As浸出浓度限值依次为100、4.5、0.25、0.15、0.3 mg/L）,该玻璃体的RI为60.05,远低于焚烧飞灰的299.34.研究显示,采用玻璃化技术对焚烧飞灰进行处置后,焚烧飞灰可形成无定型的玻璃态结构,碱度为0.3时,玻璃体的重金属浸出浓度最低,且潜在生态风险最低,为最适用于焚烧飞灰玻璃化技术的调控比例.      

危险废物浸出毒性的理论基础研究

浸出毒性是危险废物毒性特性鉴别的重要指标.美国危险废物毒性特性鉴别标准是针对工业固体废物与生活垃圾共处置产生的污染特性而制定的,其主要保护目标是地下水;日本针对产业废物投海和进入管理型填埋场处置,分别制定了危险废物浸出毒性鉴别标准,其保护目标分别是海洋和普通填埋场地下水.目前中国的浸出毒性标准缺乏完整的理论基础,没有明确阐明固体废物鉴别目的,浸出项目不全.针对美国和日本等的废物浸出毒性鉴别理论基础和方法进行了比较研究,分析了中国危险废物污染特性、污染途径和环境效应,通过模拟工业废物进行不规范处置且受酸雨影响条件下毒性物质浸出向地下水渗滤迁移的过程,以此作为模型确定浸出毒性的浸取方法.     

固体废物浸出毒性浸出方法标准研究

对国内外浸出方法标准体系、研究方向、应用目标、方法的特点和缺陷进行了系统总结,介绍了《固体废物 浸出毒性浸出方法 硫酸硝酸法》(HJ/T299—2007)和《固体废物 浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300—2007)的模拟场景、方法学探讨和实验研究结果. 目前,HJ/T299—2007已经成为我国危险废物浸出毒性鉴别的指定标准方法,而HJ/T300—2007也被用于特定危险废物和一般工业废物进入生活垃圾填埋场的入场检验. 新制定的浸出方法标准的环境保护目标和模拟场景假设明确,实验参数由理论计算和系统的实验获得,具有较充分的方法学依据. 尽管如此,对于该标准的客观、全面的评估还需要经过长期的执行过程才能获得,新的浸出方法标准只是在现有研究基础上的阶段性成果,还要随着环境管理的需要和细化以及研究的不断深入而加以补充和修改.      

危险废物填埋处置的地下水环境健康风险评价

基于美国EPACMTP模型和健康风险评价模型,建立了一种危险废物填埋处置地下水环境健康风险评价方法.在此基础上,以电镀污泥为例,评价了其进入危险废物填埋场和一般工业固体废物填埋场处置的地下水环境健康风险,以验证该方法的有效性.结果表明,该方法需要参数少且计算简单;电镀污泥中的污染组分(Ni、Mn和Cr6+)进入危险废物填埋场和一般工业固体废物填埋场中处置所引起的目标敏感点处的地下水环境健康非致癌风险分别为10.20×10-4和0.81×10-1,两者均小于美国标准中非致癌的可接受风险水平(1.00),表明该电镀污泥进入上述填埋场引起的地下水环境健康风险不明显;就该电镀污泥填埋处置对目标敏感点处产生的地下水环境健康风险而言,其可以进入一般工业固体废物填埋场处置.     

我国铝冶炼企业固体废物的指纹特征及毒性

《国家危险废物名录(2021年版)》明确规定了铝冶炼企业产生的大修渣、残阳极、铝灰、二次铝灰、烟尘等均为危险废物,在行业内引起了较大反响.为了对铝冶炼企业固体废物的特征及环境危害进行归纳分析,采集了多家电解铝、再生铝和铝灰加工企业在不同阶段产生的固体废物,通过样品的物相组成、重金属和氟化物的浸出毒性及含量分析其危险特性.结果表明:金属铝、氮化铝、氧化铝是铝灰及二次铝灰中的典型特征物相;β-氧化铝可作为指纹特征用于识别铝灰及二次铝灰的工艺来源,其通常存在于电解铝液加工过程产生的铝灰中,而罕见于再生铝液加工过程产生的铝灰中.电解铝企业废物中Cu、Zn、Cd和Pb的含量显著低于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.6—2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准,此次采集中76.2%的样品累计毒性物质与标准值的比值≥1,累计毒性物质总含量超标.其中,47.6%的样品同时存在有毒物质总含量≥3%,14%的样品同时存在致癌物质总含量≥0.1%.毒性物质含量主要与重金属和氟化物相关,氟化物对铝冶炼企业固体废物毒性影响最大,重金属次之,电解铝企业铝灰氟化物含量显著高于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,此次采集中电解铝、再生铝和铝灰加工企业废物样品氟化物浸出毒性的超标率分别为60%、17%和0%,再生铝企业铝灰样品氟化物浸出毒性显著低于电解铝和铝灰加工企业(P < 0.05).研究显示,铝冶炼企业相关危险废物的主要环境风险来自金属铝、氮化铝、氟化物和重金属,其反应性危险特性主要与金属铝、氮化铝相关,毒性危险特性主要与氟化物、重金属相关,在铝灰加工过程中减少含氟精炼剂的使用将有助于降低二次铝灰的毒性危险特性,降低环境风险.      

模拟雨水对工业烧渣中重金属浸出特性的研究

采用《固体废物浸出毒性浸出方法—水平振荡法》(HJ557-2010)对工业固体烧渣中重金属进行浸出试验研究,并利用火焰原子吸收分光光度法分别测定了其浸出液中的铅、铬、锌、镉、铜、铁和镍等7种重金属,用可见分光光度法测定砷,考察了模拟酸雨的pH值、液固比和浸取时间等因素对烧渣中重金属的浸出试验的影响,实验结果表明烧渣中各重金属的浸出值均未超出国家标准《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中的允许值,可直接作为建筑材料或路基材料使用。     

垃圾焚烧飞灰的熔融特性研究

以飞灰从开始熔融到熔渣全变成液体这一过程中的4个温度段所得到的熔渣为研究对象,探讨了它们的外观结构、成分、浸出毒性以及液固比、浸取液的pH值对熔渣中Ba、Cd、Ni等重金属浸出量的影响规律．结果表明：飞灰开始熔融后,随着温度的升高,熔渣的颜色逐渐变深、质地逐渐变硬、玻璃化现象逐渐明显,Ca、Al、Mg、K、Fe等主量元素的质量百分含量逐渐升高;熔融温度在1230℃以上所得到的熔渣不再是具有浸出毒性的危险废物;液固比对Ba、Zn、Cd和Ni的浸出量影响较大,而对As的影响较小;Ba、Cu、Pb和Zn等重金属元素在强酸和强碱环境下比较容易浸出．     

土壤中重金属铅浸出毒性的方法研究

以某电池有限公司退役场地铅污染土壤样品为研究材料,对比了国际上几种标准浸提方法、中国标准浸出毒性方法和常见浸提剂柠檬酸和EDTA二钠的浸提效果。结果发现,标准方法中醋酸和柠檬酸缓冲溶液作为浸提剂时体系前后pH变化较稳定,铅的浸提效果最好,其他方法如《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T 299-2007)中的浸提剂浸提后体系pH均上升至近中性,土壤中的铅难以浸提出来。鉴于HJ/T 299-2007的浸出效果最差,利用它的浸出实验结果来判断污染土壤是否对环境有害时,有待商酌;柠檬酸缓冲溶液也可用于重金属含量较高的土壤等固体废物是否属于危险废物的判定。     

化学工业固体废物毒性鉴别分析

该文介绍了对硫酸烧渣和磷石膏两种固体废物进行急性毒性和浸出毒性鉴别试验的过程与结果 ,并对磷石膏由危险废物转变为非危险废物的原因进行了探讨 ,为硫酸烧渣和磷石膏的处置和利用提供了依据     

陶粒窑协同处置电镀污泥试验中Zn、Cr的迁移特性

为了合理处置固体废物 , 利用陶粒回转窑进行了协同处置固体废物试验,分析了Zn和Cr的分布规律和固化机理,并对Zn和Cr的环境风险进行评估. 结果表明:在陶粒窑协同处置电镀污泥系统中,89.70%的Zn和89.32%的Cr被固定在陶粒中,10.30%的Zn和10.68%的Cr富集在飞灰中,飞灰中Zn和Cr的含量较高,但飞灰参与陶粒窑系统内循环;热力学平衡计算表明,在陶粒中,Zn主要以ZnCr₂O₄、ZnO、ZnFe₂O₄等形态存在,Cr主要以Cr₂O₃和铬尖晶石等形态存在. 成品陶粒中Zn和Cr的浸出浓度远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性标准》标准限值,说明ZnCr₂O₄、ZnO、Cr₂O₃和铬尖晶石等物质结构稳定,重金属Zn和Cr在陶粒中实现了良好的固化. 研究显示,绝大部分的Zn和Cr被固定在陶粒中,并且陶粒中重金属的浸出浓度低于标准限值,因此利用陶粒窑协同处置高重金属含量的电镀污泥安全可行.      

黄磷生产企业磷泥烧渣浸出毒性试验研究

以某黄磷企业磷泥烧渣为分析研究对象,对采集的黄磷烧渣样品采用《城市生活垃圾有机质的测定灼烧法》(CJ/T96-1999)测定样品的含水率和燃烧挥发分,按照《固体废物浸出毒性浸出方法》(HJ/T299)进行浸出试验,并利用火焰原子吸收光度法分别测定了其浸出液中的铅、镉、铜、锌、铬和镍6种重金属,可见分光光度法测定砷。试验结果表明磷泥烧渣中7种重金属相对标准偏差在1.2%～5.3%之间,加标回收率在78.7%～106.6%之间,磷泥烧渣的浸出液中的危害成分浓度除了Cu离子不超标外,其余六种危害成分均超标,其中Cd离子超标189.7倍。     

废旧阴极射线管(CRT)显示器玻壳中铅浸出特性研究

CRT显示器玻壳中含有大量的铅,废旧CRT显示器玻壳被列为危险废物。采用4种浸提方法(水平振荡法(GB5086.2-1997)、翻转法(GB5086.1-1997)、硫酸硝酸法(HJ/T299-2007)、醋酸缓冲溶液法(HJ/T300-2007))研究CRT显示器玻壳中铅的浸出特性。同时探讨浸提液pH和pH缓冲能力、振荡方式、CRT玻壳颗粒粒径、液固比、浸提时间对CRT玻壳颗粒中的Pb浸出的影响。结果表明:上述4种方法浸提液中Pb的平均浓度分别为0.07、0.69、1.64、11.33 mg/L。随着醋酸缓冲液初始pH值从4.0升高到7.0,其浸提的Pb的含量呈现出逐渐下降的趋势。而去离子水的pH值低于5时,其浸提的Pb的含量才明显升高。Visual MINTEQ模型计算结果表明:在去离子水和硫酸硝酸混合液浸提过程中,主要以酸碱反应为主;而在醋酸缓冲液浸提过程中,以酸碱反应和络合反应为主。前3种浸提方法使用的浸提液类似于天然水环境或降水,其浸提的Pb浓度高于地下水环境质量III标准。第4种浸提方法模拟垃圾填埋场环境,其浸提的Pb的浓度高于工业固废最高容许浸出浓度。因此,废旧CRT玻壳无论填埋处置或直接进入土...     

我国垃圾焚烧飞灰性质及其重金属浸出特性分析

调查分析了我国12个垃圾焚烧飞灰样品的性质和重金属浸出规律.结果表明,飞灰的主要组成元素有Si、Ca、Al、Fe、K、Na、Cl 等,除1个样品外,飞灰样品中的重金属元素含量均在0 .5%～3 .0%范围内.由此可见焚烧飞灰具有较大的环境风险,必须按危险废物进行安全管理.应用单批次浸出程序检测结果表明,美国EPA的毒性浸出程序（TCLP）和我国固体废物浸出毒性鉴别程序（GB 5086 .1-1997）对焚烧飞灰中的重金属浸出率偏低,且二者对飞灰危险性评估的差异较大,这主要是受二者不同的浸出液最终的pH值所影响.常规酸中和容量（GANC）浸出试验结果表明,飞灰中重金属的浸出主要受浸出液的最终pH值影响,而该pH值取决于飞灰中碱性物质与浸取剂酸度二者间的相互作用.通过对不同类别程序的浸出过程分析发现,在相同浸取液作用下,单批次式浸出程序的静态平衡终点与连续过流式浸出程序的平衡终点存在较大差异,有必要结合我国飞灰特点和实际处置场景,建立适用于焚烧飞灰的单批次式毒性浸出试验程序,避免对飞灰危险性识别的不足和管理的失控.     

垃圾焚烧炉飞灰的低温玻璃固化初步研究

在研究我国城市生活垃圾焚烧炉飞灰的毒性特征和高温灼烧特性的基础上，试验了几种常用玻璃熔制助溶剂、烟气净化产物中的成分对飞灰的溶融温度和熔融减量的影响，以实现低温玻璃固化。实验发现受热温度越高、时间越长，飞灰减量越大；B2O3、硼砂、CaF2对飞灰助溶效果明显，而废玻璃、CaO、CaCl2能使悄灰溶融后形成的玻璃态物质地均匀、少孔。按一定比例同时加入硼砂、CaF2、废玻璃、CaO、CaCl2于飞灰中，混合物的熔融温度降到1000℃以下，大大低于飞灰自身的熔融温度（1200℃）。对该熔融物在空气中淬火形成的玻璃态物质按标准方法浸沥，选择测量了浸出液中铅、汞、镉、砷的浓度，初步发现低温玻璃态物质对重金属铅和镉具有较好的固化效果，而对汞有砷的固化效果尚不确定。     

卫生填埋场水平防渗系统各结构单元设计深度探讨

结合《生活垃圾卫生填埋场防渗系统工程技术规范》（CJJ113－2007）和《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）,在此基础上进一步探讨卫生填埋场水平防渗系统各结构单元的组成详细设计。     

不同 pH 浸提条件对生活垃圾焚烧炉渣重金属浸出影响研究

生活垃圾焚烧炉渣富集了大量重金属,对环境有严重影响。对生活垃圾焚烧炉渣以（ HJ／T 299－2007）硫酸硝酸法浸提,在不同的pH浸提条件下对炉渣中重金属浸出特性进行了实验研究。结果表明重金属浸出量随着浸出pH的下降有明显上升趋势,尤其在酸性条件下有明显提升。炉渣在酸雨长期浸泡下会浸出大量重金属,对周边土壤及地下水造成严重影响。     

固体样品六价铬的检测比对和验证

采用碱溶液提取/火焰原子吸收法(HJ 687—2014《固体废物六价铬的测定 碱消解/火焰原子吸收分光光度法》和HJ 1082—2019《土壤和沉积物 六价铬的测定 碱溶液提取-火焰原子吸收分光光度法》)测定了固体废物和土壤样品中六价铬含量,比对和验证了2种方法实验流程、分析方法性能及不确定度评定结果。结果表明:HJ 687—2014的方法检出限相对较高,不适合测定浓度较低的土壤;HJ 1082—2019要求按照试样制备的步骤配置工作曲线,考虑了基体干扰的影响。HJ 687—2014的检出限为0.28 mg/kg,相对标准偏差为0.69%~0.93%,样品加标回收率为95.7%~97.2%;HJ 1082—2019的检出限为0.17 mg/kg,相对标准偏差为0.6%~3.0%,样品加标回收率为76.0%~83.1%。对于同一实际样品,2种方法的测定结果相近,HJ 687—2014和HJ 1082—2019的测定结果分别为(48.1±4.2),(46.6±5.4) mg/kg。比对发现,影响HJ 687—2014和HJ 1082—2019不确定度的最主要环节分别为曲线拟合和样品消解。