北京市生活垃圾焚烧飞灰安全处置技术路线分析

调研了北京市生活垃圾焚烧处理及飞灰产生现状、污染特性以及处置方式,剖析了现行飞灰环境管理的技术政策标准法规,对比分析北京市目前处置生活垃圾焚烧飞灰采用的固化/稳定化—填埋和水泥窑协同处理两种技术路线,结合北京市水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰实例,深入分析了水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术路线及存在问题,分析了改进后的水泥窑协同处置方式的技术特点。文章最后提出北京市生活垃圾焚烧飞灰处置应选择适宜的技术路线、加强相关技术规范和标准制定和完善与推广安全可行的飞灰资源化处置技术等对策建议。     

城市生活垃圾焚烧飞灰湿处理及其在水泥中的固化研究

垃圾焚烧飞灰富含的氧化钙及氧化硅可作为水泥原材料,但飞灰中含有较多的氯离子,影响水泥性能。为减少飞灰中氯离子含量,对比研究了纯水、盐酸及醋酸预处理剂对氯离子的洗涤效果,结果表明,纯水可有效去除飞灰中包含的氯离子。对不同预处理条件下氯离子含量研究表明,液固比10∶1、震荡时间20 min及沉淀时间30 min下纯水对氯离子具有最佳去除效果。水泥固化体强度检测表明,10%内飞灰掺量对固化体强度增长有促进作用。     

垃圾焚烧飞灰处理处置研究进展

针对作为危险废物的垃圾焚烧飞灰,介绍了近年来国内外对其进行处理处置的研究情况.飞灰的固化/稳定化处理主要从水泥(沥青)固化、熔融固化及化学药剂固化几方面进行论述,飞灰中重金属的提取主要从酸碱浸提、生物浸提、螯合剂浸提及电渗析法提取几方面进行论述.     

垃圾焚烧飞灰的处理技术现状

系统论述了国内外垃圾焚烧飞灰的处理现状,从固化稳定化、湿法化学处理、安全填埋等几个方面分析了垃圾焚烧飞灰在各个技术领域的利用情况,以及以后的处理方向和发展前景,并且对各项技术的利用情况作了详细的阐述.     

生活垃圾焚烧飞灰无害化处理后浸出液中危险成分最高容许浓度研究

为提出生活垃圾焚烧飞灰无害化处理后浸出液中危害成分最高容许浓度的参考标准,对有代表性的生活垃圾焚烧飞灰无害化产品浸出液中的危害成分质量浓度进行了检测,并根据GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》及GB 8797—1996《污水综合排放标准》中规定的主要危险成分最高容许质量浓度配制不同溶液,通过小鼠急性经口毒性试验、鼠伤寒沙门氏菌/回复突变试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验及小鼠细胞染色体畸变试验,对生活垃圾焚烧飞灰无害化产品浸出液中危害成分可能达到最高容许质量浓度时的毒性进行了研究。结果表明,生活垃圾焚烧飞灰无害化产品浸出液中总铬质量浓度为0.032 mg/L,六价铬质量浓度为0.027 mg/L,钡质量浓度为0.64 mg/L,而铜、铅、镉等其他危险成分均未检出,危险成分质量浓度远低于GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》、GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》及GB8797—1996《污水综合排放标准》。根据相关标准配置的溶液各组毒理试验结果均为阴性。生活垃圾焚烧飞灰经无害化处理后浸出液毒性降低。为规范飞灰的资源化利用,提出生活垃圾焚烧飞灰无害化处理后浸出液中危险成分最高容许质量浓度可参考GB 16889—2008《生活垃圾填埋污染控制标准》或GB 8797—1996《污水综合排放标准》执行。     

医疗垃圾焚烧飞灰中重金属浸出的影响因素

以四川某城市为例,对医疗垃圾焚烧飞灰进行了重金属的浸出特性实验,探讨了不同液固比、初始pH值及浸取剂对飞灰中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的浸出影响.结果表明,重金属的浸出率随着液固比的增加而增加;重金属在酸性条件下较易浸出,而在碱性条件下渗滤较少;不同的浸取剂对重金属的浸出也有一定影响.     

烧结条件对焚烧飞灰烧结特性的影响研究

对垃圾焚烧飞灰在高温箱式电阻炉中进行烧结实验,考察烧结温度、时间及成型压力对烧结体理化性质(抗压强度、烧失量、体积变化率、密度变化率)的影响.结果表明,烧结温度在1 080～1 100 ℃范围时,烧结温度、时间、成型压力对烧结体各种理化性质的影响各不相同.烧结试体的抗压强度、烧失率、体积变化率和密度变化率随烧结温度的增加而明显增大,且随烧结时间的增加而增大;抗压强度和密度变化率随成型压力的增大而增大,烧失率和体积变化率却随成型压力的增大而减小.     

基于文献计量学的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用研究现状及发展趋势分析

随着生活垃圾焚烧产业的飞速发展，生活垃圾焚烧飞灰(以下简称“飞灰”)的处理处置问题日渐严峻。基于Web of Science核心合集数据库，利用VOSviewer软件，从文献计量学角度解析了近15 a飞灰资源化的相关研究现状，并分析了发展趋势。结果显示：2008—2021年飞灰资源化领域发文量持续增长，其中中国发文量占总发文量的47.21%;飞灰资源化领域前十的被引文献主题中有80%是飞灰作为建筑领域原料的替代方法以及飞灰资源化利用过程中的风险评价；进一步通过关键词共现分析，发现飞灰资源化利用的方式主要为用作水泥原料、飞灰中金属的提取以及飞灰热处理后产物的利用；飞灰资源化产物类型、资源化过程以及资源化产物耐久性的探究将是飞灰资源化研究发展的趋势。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属在浸出柱中的浸出规律

通过浸出柱实验,研究生活垃圾焚烧飞灰中重金属的动态浸出规律.结果表明,浸出液中各种重金属的质量浓度均随浸取剂与飞灰比值(L/S)增大而减小,并在L/S＞2后趋于稳定.除Pb外,浸出质量浓度均低于污水综合排放标准(GB 8978-1996)限值.对比原灰与浸出残留物重金属多级提取结果表明,飞灰的重金属在浸出柱实验中释放能力由强到弱依次为:Cd、Ni、Cu、Pb、Zn和Cr.受浸取剂pH值和固液接触方式影响,浸出柱重金属累计浸出量都小于国家标准(GB 5086.2-1997)浸出量(Cd除外),尤其Cr、Hg和Pb的浸出柱累计浸出量分别是国标浸出量的23.25%、1.29%和14.29%     

垃圾焚烧飞灰中重金属分布特征研究

以三峡库区垃圾焚烧飞灰为研究对象,研究了飞灰的粒径分布特征、重金属含量及不同粒径下重金属的分布特征。四季飞灰在粒径分布上有相似的规律:250μm的飞灰占飞灰总量的90%以上,含量最高的是粒径范围处于37-75μm的飞灰;飞灰中不同重金属含量差异很大;飞灰中重金属含量具有季节性差异;不同粒径下重金属含量不同,除Zn外,Cd、Cu、Mn、Pb、Cr基本上符合随飞灰粒径减小重金属含量增大的规律。与国内其他城市飞灰进行比较,库区飞灰中Cd、Mn、Pb的含量相对较高,但Zn的含量却最低。飞灰中各种重金属含量远远超过库区土壤背景值,亦超过国家土壤环境质量二级标准。     

热电厂炉渣作为煤矿膏体充填材料的配比试验研究

为了寻求既满足充填工艺要求又能够降低成本的新型充填材料，通过一系列试验，研究了热电厂粉煤灰/炉渣比例、膏体质量浓度和水泥含量等因素对膏体充填材料性能的影响规律，据此确定了材料最优配比。结果表明:随着粉煤灰/炉渣比例的增加，坍落度、扩展度和充填体强度均呈现先较大幅度增加然后又缓慢减小的变化趋势，料浆泌水率呈近似负指数规律降低；随着质量浓度的增加，坍落度、扩展度及泌水率均随之显著变小，充填体强度近线性增大；随着水泥含量的增加充填体强度随之显著增大，坍落度、扩展度和泌水率均呈现缓慢减小的变化趋势；材料的最优配比为粉煤灰、炉渣和水泥的质量比为 20∶48∶6，质量浓度为 74%，此时料浆流动性和充填体强度完全符合充填开采基本要求。     

基于响应面方法的粉煤灰地质聚合物混凝土制备

针对粉煤灰的资源利用和环境保护问题,对粉煤灰地质聚合物混凝土(Fly ash Geopolymer Concrete,FGC)的制备进行了系统研究。为有效解决FGC制备参数的优化问题,在单因素分析的基础之上,采用Box-Behnken Design响应面方法设计并进行了系列研究试验,建立了基于响应面方法的FGC强度预测模型,并对其制备参数进行了优化。结果表明,当FGC水胶比为0.35、用碱量为7.9%、水玻璃模数为1.66时,其28 d抗压强度预测值得到最大值(44.6 MPa),验证试验证明了响应面方法优化制备FGC的有效性。     

粉煤灰-煤矸石基胶结充填材料制备与性能研究

为了解决我国煤矿采空区地表沉陷以及"三下"压煤资源浪费的问题,提出以粉煤灰-水泥熟料-脱硫石膏复合胶凝材料为胶结材,原状粉煤灰为细骨料,破碎后的煤矸石为粗骨料制备新型煤矿开采胶结充填材料。依据正交试验结果和各因素影响规律趋势图,确定充填材料的优化配合比。研究结果表明,适当增大水泥熟料掺量可缩短材料初凝时间,减小水胶比能使材料强度显著提高,而材料坍落度可通过选取适宜的浆体中的固体质量分数和灰矸比来有效调节,当胶凝材料中水泥含量为15%,脱硫石膏含量为8%,水胶比为2,灰矸比为2∶3,浆体中的固体质量分数为70%时,充填材料性能可达到最佳。通过试验优选材料各项参数,工业废弃物可以用来制备高质量的胶结充填材料。     

Thermal characterization of fly ash from one municipal solid waste incinerator (MSWI) in Shanghai

This study aims to develop a methodology for the thermal characterization of MSWI fly ash. We performed TGA–DTA and component variation analysis, microstructure transfer of sintered fly ash, as well as leaching toxicity, volatilization ratio and specification transformation of heavy metals as a function of temperature. It is found that content of crystal phases first increases between room temperature and 800 °C and then decreases between 800 °C and 1200 °C, while that of glass phases registers a reverse trend. Fly ash registers a SiO₂–Al₂O₃–metal oxides system and its content of glass phases is around 57%. Increase of sintering temperature between 600 °C and 1200 °C is conducive to the reduction of soluble As, Cd, Cu, Hg, Pb, Ni and Zn, while content of soluble Cr increases as temperature rises from 800 °C to 1200 °C.     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

Thermoplastic elastomers from waste polyethylene and reclaim rubber blends and their composites with fly ash

Waste polyethylene (WPE) collected from the municipality solid waste (MSW) was melt blended with reclaim rubber (RR) in different proportions and composites with fly ash (FA) were prepared and characterized. Mechanical and dynamic mechanical properties of the blends and composites were studied in presence as well as in absence of a silane-coupling agent (Si-69). Tensile strength, flexural strength, flexural modulus, impact strength and hardness properties of the FA composites was found to improve in presence of Si-69. Phase morphology of the blends has been reported.     

基于地表沉陷控制的膏体充填材料的性能优化研究

充填材料性能是充填开采控制地表沉陷的一个重要因素,为克服传统充填材料性能优化试验耗时长、成本高、人为误差较大的缺点,探索将传统正交试验与模糊决策相结合进行充填材料性能优化。基于L9(33)正交试验,确定了S1~S55组充填材料性能优选方案。在综合分析充填材料性能影响因素的基础上,建立充填材料性能优化指标体系,构建AHP-FUZZY模糊综合优选模型对方案进行比选,并分析了正交试验中各因素水平变化对最优方案的敏感性。结果表明:膏体充填材料性能最优方案为“S4”即水泥含量15%,灰矸比1∶2,质量浓度75%,决策结果与试验结果相符,且“灰矸比”对充填材料性能优化的敏感性程度最高,在实际膏体充填开采中要严格控制粉煤灰和煤矸石掺量。     

粉煤灰混凝土生命周期评价初步研究

采用生命周期评价(LCA)方法评价了掺不同等级不同含量粉煤灰混凝土的环境影响.研究表明,粉煤灰的掺入可以有效减少混凝土生产过程中的煤耗、CO2、NOX、SO2以及废弃物的排放,但并不能有效减少CO、CXHY排放量.因此可认为粉煤灰混凝土是一种很好的生态材料.     

基于正交试验的煤矿安全开采充填材料配比优化研究

针对目前我国"三下"压煤的现状,以及煤矿固体废弃物以煤矸石、粉煤灰为主的情况,结合岱庄煤矿膏体充填工程实践,以水泥为胶结料,煤矸石和粉煤灰为粗细骨料,运用正交试验的方法定量确定了水泥、粉煤灰和煤矸石不同配比和膏体浓度对煤矸石膏体充填各性能指标的敏感程度,以及各指标随各因素的变化趋势。结果表明:提高水泥掺量可以缩短膏体的凝结时间并提高膏体的强度;膏体的塌落度即流动性主要通过调节其浓度来实现;加入适量的粉煤灰可以提高膏体的流动性,但随着粉煤灰的增多,分层度和泌水率都有所增加。当水泥∶粉煤灰∶煤矸石为1∶2.22∶4.44,浓度为75%时,充填膏体的可泵性和强度都达到最佳,充填效果显著,有助于煤矿安全开采。