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.     

水泥固化污染土电阻率试验研究

通过低频交流电阻测试仪测定在室内制备的水泥固化污染土样的电阻率,采用电阻率法研究龄期、水泥掺入比、似水灰比及污染物含量对固化土电阻率的影响.结果表明,固化污染土的电阻率随着似水灰比和污染物含量的增加而减小,随着龄期和水泥掺入量的增加而增大,与无侧限抗压强度呈线性正相关.研究表明,可以通过固化土电阻率反映水泥固化土桩成桩质量和水泥固化土强度等指标.     

硅酸盐水泥去除垃圾渗滤液氨氮的技术研究

试验研究表明,硅酸盐水泥对去除垃圾渗滤液的氨氮有较好效果,对影响去除效果的主要因素如水泥投加量、反应时间、搅拌强度和中和加酸的方式进行了详细的研究。在水泥投加量10 g/L,反应时间3.5 h时,去除率可以达到35%以上;用磷酸与水泥的混合液参与反应时,去除率达到45%以上。     

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。     

声波对室内模拟涂料燃烧烟气中颗粒物的去除研究

使用低频、高声强的声波作为声源,以聚醚多元醇燃烧模拟涂料燃烧烟气,研究了声波频率、声波强度和团聚时间对烟气中固体颗粒物去除的影响。在声波频率800 Hz、声波强度140 dB、团聚时间1～3 min的条件下,对烟气的固体颗粒去除效果明显,团聚后粒径为4～10μm,照度显著提高。结果表明声波对于室内火灾烟气中颗粒物有较好的去除作用,能有效提高火场能见度,有利于防灾减灾。     

纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化特性的研究

铬渣固化处置作为一种常规处置手段应用较为广泛。本文通过对纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化体在不同条件下稳定性进行研究,以铬渣水泥固化体的抗晒能力和抗压能力为指标,考察了纤维改性硫酸亚铁还原铬渣水泥固化体的固化特性。结果表明,铬渣水泥固化体的抗日晒能力和抗压强度分别为36%和48.9 MPa。     

电解锰渣的水泥固化与浸出毒性研究

针对电解锰渣产量大且渣中水溶性锰严重超标的问题,采用水泥作为固化剂对电解锰渣进行处理,研究了水泥掺量对破碎固化体(颗粒粒径d<5 mm)浸出毒性的影响,模拟了酸雨对固化体表面浸出率和破碎固化体浸出毒性的影响,并采用XRD分析了电解锰渣固化前后的矿物组成.结果表明,水泥质量分数为15%～45%的破碎固化体中锰的浸出质量浓度低于国家标准(2 mg/L);水泥质量分数为45%的固化体在pH>3.0的酸雨中的早期表面浸出率数量级仅为10-5 g/(cm2·d),后期则检测不到;水泥质量分数为25%～45%的破碎固化体在pH=1.0的酸性环境中的锰浸出浓度均不超标.电解锰渣水泥固化前后的矿物组成结果显示,电解锰渣水泥固化后的锰浸出率减小是由于其中的水溶性锰被水泥水化产物包容吸附,且固化后水溶性Mn2+转化为不溶、低毒性的MnO2也有利于消除锰对环境的危害.     

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。     

蒽酮比色测定污泥中糖原的预处理研究

污泥中糖原含量对系统脱氮除磷的效果具有显著影响。本研究采用蒽酮比色法测定污泥中糖原含量,探讨预处理过程中超声频率、超声时间、盐酸浓度3因素对其含量的影响,确定最优测定方法。研究表明,超声频率为550W,超声时间为40min,盐酸浓度为1.2 mol/L时,所测污泥中的总糖所占质量分数最高,为5.59%。采用蒽酮比色法测定污泥中糖原含量具有设备简便、误差小、灵敏度高等优点。     

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。     

周期换向电凝聚法处理黄连素模拟制药废水研究

为了降低能耗和解决极板钝化问题,以铝板和铁板为反应电极,与周期换向电源装置组成无隔膜体系,以黄连素模拟废水为处理对象,对周期换向电凝聚法处理制药废水进行试验研究.结果表明,反应电压、换向周期、极板间距、电解质浓度及搅拌速度对处理效果都有较大影响.在反应电压为6V,换向周期为10 s,极板间距为0.3～0.6 cm,电解质Na2SO4浓度为0.015 mol/L,搅拌速度为750 r/min,初始pH值为3～ 10的条件下,质量浓度为800 mg/L的模拟制药废水反应60 min,黄连素去除率可达99.11％.研究表明,周期换向电凝聚法处理黄连素模拟制药废水具有技术可行性.通过对反应机理初步分析,推断模拟废水中大部分黄连素分子是通过气体气浮作用和金属离子絮凝作用直接去除,部分黄连素分子由氯离子在反应过程中形成的中间产物及羟基自由基氧化作用去除.     

粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定重金属污染底泥的影响

利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥.固定胶凝材料和底泥的质量比为1.5∶1,在不同养护时间(7 d和28 d)下,研究粉煤灰掺用量对水泥固化/稳定污染底泥的影响.浸出毒性(固体废物浸出毒性浸出方法--醋酸缓冲溶液方法,HJ/T 300-2007)结果表明,固化体浸出液中主要重金属Cd、Pb和Zn的浓度均符合危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别(GB 5085.3-2007)的要求.在稳定浸出液pH=4的条件下,粉煤灰掺用量不超过50%时,浸出液中Cd、Pb和Zn浓度均低于GB 5085.3-2007规定的限值,适量掺加粉煤灰降低了重金属的浸出毒性.无侧限抗压强度结果表明,8%的粉煤灰掺加量能够一定程度地提高固化体抗压强度,继续增加粉煤灰用量导致固化体抗压强度持续下降.环境耐受力测试结果表明,干湿循环对固化体的破坏不大,而冻融循环对固化体的破坏较大,当粉煤灰掺用量超过33%时,养护28 d的固化体冻融循环质量损失高于30%.利用粉煤灰-水泥体系固化/稳定重金属污染底泥,合适的粉煤灰掺用量为33%.     

垃圾焚烧飞灰中As和Hg的粒径分布及浸出特性研究

研究重庆市某垃圾焚烧发电厂不同粒径飞灰中As和Hg的分布特性及飞灰中As和Hg的浸出毒性,探讨浸出液初始pH值、液固比及浸出时间对飞灰中As和Hg浸出的影响.结果表明,飞灰粒径<100 μm时,As含量随粒径的增大而增大,粒径>100 μm时,As含量则随粒径的增大而减小;飞灰粒径<1 000 μm时,Hg明显表现出向小颗粒富集的趋势.其中,75～100 μm灰飞中As含量最高,是粒径<38 μm飞灰中As含量的10.73倍;粒径<38 μm飞灰中Hg含量最高,是250～1 000 μm飞灰中Hg含量的3.68倍.垃圾焚烧厂飞灰中As和Hg的浸出质量浓度分别为(2.85±0.87)mg/L和(0.20±0.06)mg/L,其中Hg的浸出毒性超过国家限定标准(0.10 mg/L),是危险废物.As和Hg的浸出量随浸出液初始pH值的减小而增大,随液固比的增大而增大;As和Hg在浸出液初始pH<4时的浸出质量浓度较大,表明飞灰中As和Hg较易在酸性环境下浸出.随着浸出时间的增加,As的浸出量总体上呈上升趋势,而Hg的浸出量总体上呈下降趋势.本研究为垃圾焚烧飞灰的无害化处理和资源化利用提供了依据.     

养猪废水的吸附-过滤法初级处理试验研究

以实际养猪废水为对象,采用吸附-过滤法进行预处理,研究稻草滤料和稻草-沸石双层滤料在不同滤速下对养猪废水中CODCr、氨氮和磷的去除效果.结果表明,稻草-沸石双层滤料对CODCr、氨氮和磷的去除效果明显优于稻草滤料.以稻草-沸石双层滤料为过滤介质时,5 m/h的滤速下,CODCr、氨氮和磷的最大去除率分别达47 9%、72 9%和50 1%.研究表明,吸附-过滤预处理不仅能去除养猪废水中的CODCr、氨氮和磷,还能去除一定量的小分子有机物和臭味,同时附着大量固体有机物的稻草和吸附有氨氮、磷的沸石经过处理后可作为土壤改良剂或肥料,从而实现了农业固体废物的资源化利用.     

铁碳微电解法预处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

对垃圾渗滤液膜滤浓缩液采用铁碳微电解法进行预处理,探讨了p H值、反应时间及气液比对COD去除效率的影响。结果表明,当p H值为3、反应时间120 min、气液比10∶1时,COD、TN的去除率分别为79.6%,56.4%;NH3-N由进水的70.9 mg/L上升为77.0 mg/L;预处理效果较好。但是由于铁碳微电解对盐度没有去除效果,影响后续反应进行。如何经济有效地降低含盐量成为今后研究重点。     

磷矿粉-水泥固化Zn污染土工程特性试验研究

为揭示磷矿粉-水泥固化Zn污染土的工程性质,通过含水量、干密度、p H值测试和无侧限抗压强度试验,研究了两种固化土的物理力学性质随Zn质量分数和养护龄期的变化规律,探讨了重金属Zn对不同固化剂固化效果的影响,同时分析了固化土抗压强度与物理性质指标间的相关关系。结果表明:磷矿粉-水泥固化剂(PMC)固化Zn污染土的效果优于水泥固化土;PMC固化土的含水量变化率高于水泥固化土的,少量Zn可促进水化反应的进行,Zn质量分数大于0.5%时水化反应受到明显阻滞;PMC固化土的干密度比同条件下水泥固化土提高约6%,其p H值低于水泥固化土的,且集中在8.0~9.5;PMC主要通过吸附作用固化重金属,固化土的应力-应变特征为"软化"型,重金属Zn使得水泥固化土的应力-应变特征由"脆性"向"韧性"转变。     

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.     

超声预处理对污泥电脱水特性的改进

探讨超声波预处理对污泥电脱水性能的影响,并找到超声波预处理能够对电脱水产生促进作用的最佳工况。以天津市纪庄子污水处理厂的污泥为研究对象,采用自制的超声预处理电渗透污泥脱水装置进行试验,考察超声波声强和作用时间等因素对污泥电脱水效果的影响。试验开始前对污泥在0.1 MPa压力下进行机械预压0.5min,使污泥挤压密实,以保证电流和超声波在污泥介质中能够均匀平稳地流通。在整个脱水过程中机械压力恒定在0.1 MPa,总作用时间为5.5 min;电脱水过程中电压控制在60 V(泥饼厚度为2 cm),总作用时间为5 min。结果表明,在固定频率20 k Hz、相同电场和压力场作用下,适当的超声波声强和预处理时间能够对电渗透脱水产生积极作用,且超声预处理的最佳作用工况为声强0.510 W/cm2(功率40 W),超声预处理3.5 min。在最佳作用工况下,污泥脱水率达到24.35%,同时减缓了电流的衰减速率,增强了电脱水的效果。     

铁盐-高岭土-PAC联用去除铜绿微囊藻的研究

以聚合氯化铝(PAC)为絮凝剂,高岭土和铁盐(FeCl3)为助凝剂,研究去除水中铜绿微囊藻的适宜条件.结果表明,高岭上作前助凝剂、氯化铁作后助凝剂时,可显著提高PAC去除铜绿微囊藻的效果.PAC投加前将高岭土混匀在原水中,在絮凝阶段投加氯化铁后絮凝体体积增大,沉降速度明显加快.实验室条件下,氰化铁宜在絮凝开始后第3 min投加,适宜投加量为1 ms/L.研究表明,氯化铁作后助凝可使叶绿告素a的去除率达94.07%.而且去除效果受水体PH值的影响变小.     

化学结合磷酸盐胶凝材料对Pb（Ⅱ）滞留性的研究

研究化学结合磷酸盐胶凝材料(CBPC)固化体对Pb2 滞留性的影响.在不同Pb2 加入量和养护龄期下,测定固化体力学性能,以及浸出溶液的pH值、电导率和Pb2 质量浓度,分析CBPC固化体对Pb2 的稳定效果.结果表明,不同Pb2 加入量下,CBPC固化体均具有较好的早期力学性能,养护1 d的抗压强度超过30 MPa;1 d和3 d龄期的固化体浸出液的pH值约为7.5～8.0、电导率为1.95～3.04ms/cm;浸出液中Pb2 质量浓度较小.当Pb2 加入量为5%(Pb2 加入质量占固体总质量的比例)时,1 d龄期的CBPC固化体浸出液中Pb2 质量浓度仅为0.45 mg/L,远低于国标中危险废物的鉴别标准.此时Pb2 固化效率超过99.9%.研究表明,CBPC是一种非常有效且稳定的固铅材料.