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.     

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。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的浸滤特性及影响因素

以重庆市生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,分析飞灰浸滤的初始pH值、液固比(L/S)及浸出时间对飞灰中重金属浸滤特性的影响.同时,采用分级提取法(BCR法)对浸滤进行形态分析.结果表明,飞灰浸滤呈弱碱性(飞灰浸滤pH值未超过腐蚀性鉴别标准pHi≥12.5或≤2.0,不具有腐蚀性);但Pb的浸出质量浓度(5.19 mg/L)超过国家限定标准(5 mg/L),具有浸出毒性,属危险废物.飞灰中Cr、Ni和Mn主要以残渣态为主,而Cd和Cu主要以弱酸提取态为主.重金属的浸出量与初始pH值密切相关,易在酸性条件下浸出.重金属的浸出量基本上随液固比和浸出时间的增加而增加,且在浸出时间为24 h时达到最大浸出量(Cd除外).本研究为焚烧飞灰的污染防治与合理处置提供了依据.     

新疆某地土壤中有效态钴提取法研究

采用火焰原子吸收光谱法测定比较了EDTA、柠檬酸、DTPA-TEA、Ca(NO3)2和NH4OAc 5种浸提剂对新疆某石化企业污水库周边农田土壤中有效态钴的浸提效果,并将超声浸提法引入常规振荡提取中.采用Tessier连续提取法对试验土壤进行形态分析,并分析了各形态钴与单一浸提剂提取钻量的相关性.结果表明,不同浸提剂对土壤有效态钴的提取率明显不同,提取率均随土壤钴含量升高而升高.浸提剂对有效钴的提取率从大到小依次为柠檬酸、EDTA、DTPA-TEA、NH4OAc、Ca(NO3)2;5种浸提剂的超声法提取钴量均高于常规振荡法,且EDTA提高程度最大.通过紫花苜蓿盆栽试验可知,柠檬酸、EDTA和DTPA-TEA提取有效态钴量与紫花苜蓿根、茎、叶中钴质量比存在较好相关性,且它们的提取率较高,可作为土壤中有效钴的浸提剂.Tessier连续法提取的各形态钴中,5种浸提剂提取钴量与除残渣态外其余4种形态钴及紫花苜蓿根、茎、叶中富集钴量之间均有较好的相关性.     

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。     

基于地聚合反应的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用实验研究

为了实现对城市生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用,本实验以城市生活垃圾焚烧飞灰为原材料,通过碱激发法制备出力学性能优异的地聚合物固化体。当碱激发剂的模数为1.0,垃圾焚烧飞灰含量为60%,碱激发剂和固体质量比为1∶1.2时垃圾焚烧飞灰基地聚合物的抗压强度最佳。XRD分析结果表明所制备的地聚合物中存在少量碳酸钙和沸石结晶相,SEM表征结果显示固化体结构致密。另外,产物中存在Si(Al)-O-Si基团,有助于增强地聚合物固化体的抗压强度。     

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。     

两种垃圾焚烧炉灰渣的重金属成分与放射性检测

对8种重金属As、Hg、Mn、Cr、Cu、Cd、Co、Ni和Pb在两种垃圾焚烧炉灰渣中的浓度分布,浸出毒性及放射性进行检测.样品(炉渣和飞灰)分别取自北京(循环流化床焚烧炉CFBI)和深圳(炉排焚烧炉)两台不同燃烧方式的垃圾焚烧炉.研究表明,CFBI炉渣及飞灰中的重金属As、Mn、Cu、Cd、Co含量在炉渣中含量最低,中灰次之,飞灰中含量最高.重金属Hg在炉渣和飞灰中的含量相当,在中灰中的含量最低;Cr和Ni在炉渣中的含量也偏高,在中灰和飞灰中的含量相当Pb含量依中灰、炉渣和飞灰的顺序逐渐升高.浸出毒性检测结果显示,循环流化床垃圾焚烧后炉渣及飞灰中的重金属浸出毒性远低于国家标准1～2个量级,重金属总体排放量较低.炉排炉垃圾焚烧的炉渣及飞灰中的重金属含量却高很多,尤其是Cr、Pb、Cd和Cu.放射性检测结果表明,两种焚烧所产生的灰渣放射性均低于国家标准.在排放时无需作任何放射性方面的处理.最后,对焚烧灰渣的稳定化技术进行了讨论.     

尿素/飞灰混合浆液同时脱硫脱氮反应热力学分析

为实现烟气同时脱硫脱氮,从热力学角度对尿素/飞灰混合浆液同时脱硫脱氮的机理进行了分析;通过XRF测定了飞灰中主要成分的质量分数,并用XRD表征判断尿素和飞灰混合前后的主要成分是否改变;根据测试分析结果和气液反应规律,计算各反应达到平衡时SO2和NOx的分压及反应的吉布斯自由能变,从反应机理方面说明飞灰中主要成分对混合浆液同时脱硫脱氮反应的影响,并确定了相关反应的可行性及适宜温度区间。结果表明,飞灰添加到尿素中对脱硫反应有促进作用,对脱氮反应没有抑制作用,从各反应吉布斯自由能判断,反应是可行的,因此,尿素/飞灰混合浆液同时脱硫脱氮是可行的,且适宜的反应温度为298~380 K。     

火灾场所易燃残留物化学分析方法的研究进展

从火灾残留物的提取、前处理及实验室分析几个方面论述了目前对火灾残留物分析的研究现状,归纳出常用的前处理方法,其中固相微萃取技术因以无溶剂化对样品进行前处理近年来得到广泛应用,实验室分析方法以GC/MS为主。火灾残留物的分析集中在以汽油和柴油为主的纵火案件中,而化工火灾残留物分析方法研究较少。对于火灾残留物化学分析的图谱数据库有待进一步完善。     

粉煤灰对水中酸性品红的吸附研究

以粉煤灰为吸附剂,研究了粉煤灰对酸性品红的吸附效果。选取了粒径、投加量、温度、时间、转速、染料浓度6个因素进行单因素实验,研究了各个因素对粉煤灰的影响,研究表明,粉煤灰对酸性品红的吸附效果很好,最高去除率可达99.63%;并且从热力学和动力学两方面对粉煤灰吸附酸性品红的过程进行拟合,结果表明,粉煤灰对酸性品红吸附的热力学过程比较符合模型Langmuir EXT1,动力学过程比较符合准一级吸附动力学方程Box Lucas1。     

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.     

Characterization of heavy metals in fly ash from municipal solid waste incinerators in Shanghai

This study aims to develop a methodology for analysis of characteristics of heavy metals in MSWI fly ash. It performed analysis of composition of heavy metals, leaching toxicity, leaching behavior as a function of pH, specification distribution and corresponding mineral components of residue derived from each step of the sequential extraction. It is found that content of heavy metals follows the sequence of Zn > Pb > Cu > Cr > As > Ni > Cd approximately Hg in both plants, and that total heavy metals account for less than 1% by mass of fly ash. Major hazardous heavy metals in fly ash are As, Cd, Hg, Pb and Zn, whose leaching ratios exceed the limit value described in hazardous waste identification standard. Measured leaching results of Cu, Pb and Zn are essentially consistent with the simulated results at pH between 0 and 13. Content of calcium-silicates, alumino-silicates and glass phases in residue derived from sequential extraction procedure increases steadily from the first step to the fifth step of the sequential extraction procedure. Cu, As, Cr, Hg, Cd, and Ni, relatively stable under strong basic conditions, can be leached out under strong acidic conditions, while Zn and Pb tend to be leached out under both strong acidic and basic conditions.     

粉煤灰处理阴离子表面活性剂废水及机理研究

采用粉煤灰作为吸附混凝剂,研究了粉煤灰对阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)模拟废水的去除效果及机理.结果表明,粉煤灰投加量和pH值对去除效果有较大影响;在200 mL 50 mg/L的SDS溶液中,调节pH值为13,加入70 g粉煤灰,搅拌20min时,SDS的去除率为83.3％.粉煤灰对SDS的吸附符合Freundlich吸附等温式.     

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。     

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.