垃圾焚烧飞灰中的重金属污染物处理方法

随着垃圾焚烧技术在各个城市生活垃圾处理中的广泛应用,对生活垃圾焚烧的残余物,主要是飞灰的处理、处置,已成为困扰人们生产生活的重要难题之一。飞灰的处理是控制重金属污染的关键,目前处理垃圾焚烧飞灰中重金属污染物的常用方法有：水泥固化法、化学药剂稳定法、飞灰热处理、化学浸提法等,生物淋滤法是近年新兴起来的金属浸提技术。经处理后的飞灰可进行填埋或资源化利用。因此,着重叙述了当前有关垃圾焚烧飞灰中重金属污染的控制方法与处置技术的研究现状。     

医疗垃圾焚烧飞灰重金属形态分析

利用原子吸收光谱仪分别对医疗垃圾焚烧飞灰重金属含量和重金属形态及其随颗粒度分布特性进行了分析,结果表明,飞灰中Cd、Zn、Pb等的浸出浓度远超标与这些重金属的可交换态和碳酸盐态含量较高有关;飞灰颗粒度主要在96 μm以下,96～150 μm的颗粒中Cd、Pb含量最高,且Zn、Cd的形态以可交换态为主.     

垃圾焚烧飞灰中重金属固化稳定机理及系统评价方法的研究进展

垃圾焚烧飞灰中的重金属是必须处理的环境污染物.目前,对于垃圾焚烧飞灰的固化稳定化处理已经有了大量的实验研究.但是,不同地区垃圾焚烧厂产生的飞灰中,重金属含量和形态大不相同,故相应的飞灰仍然难以实现大规模、普适性的处理.在查阅文献及实际调研的基础上,系统总结了垃圾焚烧飞灰中重金属的存在形态与浸出特性;通过对重金属固化稳定机理的分析,指出了垃圾焚烧飞灰固化材料和稳定剂选择的方向.此外,还计算了不同的固化剂与稳定剂对不同重金属的固化率,发现材料复配的方式对多种重金属的稳定效果较好.最后,比较了不同评价方法在垃圾焚烧飞灰固化系统选择中的应用效果,指出综合评价方法是目前相对较完善、系统的方法,在工程实际中具有广阔的应用前景.     

地聚合材料固化处理垃圾焚烧飞灰

以垃圾焚烧飞灰和高岭土为主要原料,氢氧化钾为碱激活剂制备了地聚合材料,当焚烧飞灰的掺加量在70%时,其28 d抗压强度可达19.36 MPa。重金属浸出实验表明,地聚合物材料对垃圾焚烧飞灰中的重金属有明显的固化效果,在28 d时基本无溶出。SEM结果表明,地聚合材料的断面结构与力学性能和固化效果相关,XRD和FTIR的分析结果表明,焚烧飞灰和高岭土在碱的激发下生成新的硅铝酸盐聚合物,所得地聚合材料为无定形态。     

飞灰热处理过程中基本特性研究

对不同粒径飞灰中重金属的分布情况进行了研究，并采用高温熔融管式电炉试验装置，对垃圾焚烧飞灰进行了高温热处理研究，探讨了热处理过程中飞灰减重率和重金属挥发率的变化规律，并对飞灰热处理后的收集物进行XRD实验。结果表明，Cd和Pb在小粒径飞灰中含量较高，Zn和Cu的分布与飞灰的粒径分布相似，Cr富集于相对较大粒径的飞灰中。热处理过程中，1 150 ℃和1 350 ℃时飞灰减重率增长快，而在650～1 050 ℃之间减重率增长缓慢，仅从8%增加至17%。飞灰中重金属经热处理后，挥发率依次为Pb＞Cd＞Cu＞Zn。XRD实验结果表明，Pb主要以双金属氯化物（KPb₂Cl₅）形式挥发。     

超临界水无害化共处理PVC和医疗垃圾焚烧飞灰的可行性探讨

采用超临界水氧化降解PVC同时无害化处理医疗垃圾焚烧飞灰,利用PVC脱氯形成的中间产物盐酸提取医疗垃圾焚烧飞灰中的重金属,达到飞灰无害化的目的。结果显示,超临界水可以将飞灰颗粒打碎,从而提高盐酸提取重金属的速率和效果,但是在超临界水中还存在重金属的固定过程,过长的反应时间和过高的反应温度都会降低重金属的提取效率。在提取过程中,Cu和Zn优先于Pb被盐酸浸出,而Pb被浸出后很容易被超临界水进一步固定。综合考虑重金属在超临界水中的变化特性,总结出超临界水处理飞灰和PVC的最佳条件为:PVC与飞灰质量比0.5:1,温度400℃,提取时间90 min。处理后的飞灰再次经过水洗后,其重金属浸出浓度低于USEPA规定的限制值。本研究为飞灰的无害化处理提供一条新的思路。     

垃圾焚烧飞灰熔融过程中重金属的固化机理以及熔渣浸出特性的研究

研究了中国垃圾焚烧飞灰中主要重金属在熔融过程的固定化机理，定义了固定率这个参数来表征此过程。采用了中国和美国的危险废物浸出毒性鉴别方法来判别飞灰及其熔融渣的浸出毒性。研究结果表明，固定率能够较好地表征重金属在熔融过程不同温度阶段的固定情况；按照中国和美国废物浸出毒性鉴别标准，飞灰熔融处理后的熔渣不属于危险废物，具备资源化利用的条件。     

垃圾焚烧飞灰有毒重金属固化稳定技术研究综述

采用焚烧法处理生活垃圾正呈快速增长的趋势,焚烧过程产生的飞灰中所含有的大量有毒重金属对自然环境和人类生存都造成极大影响。阐述了目前常用的几种固化稳定垃圾焚烧飞灰有毒重金属的方法,综合分析了其固化特点和优缺点,并初步探索了一种低能耗环境下实现高温熔融处置技术的有效途径,从而为垃圾焚烧飞灰高温固化稳定有毒重金属的实施提供一定的理论基础和技术支持。     

流化床飞灰固化焚烧飞灰效果及微观分析

以深圳某垃圾焚烧厂焚烧飞灰为例分析了焚烧飞灰的性质和重金属毒性.结果表明,飞灰中 Pb 和 Cr 超出TCLP 阈值,必须进行稳定化处理.以流化床飞灰为主要成分配制固化材料,按不同比例掺人焚烧l￡灰进行固化实验,结果表明,实验范围内重金属固定效果良好.微观测试显示,固化过程主要产物有水化硅酸钙凝胶、钙矾石等,通过物理包胶、物理吸附、复分解沉淀反应和同晶替代等作用抑制重金属浸出.     

不同粒径垃圾焚烧飞灰金属形态分布比较研究

研究了华南地区某垃圾焚烧厂的除尘器飞灰的化学组成和粒径分布,并采用分级提取法对不同粒径飞灰中的重金属化学形态进行了研究。同时比较了华南、华东、西南地区以及台湾地区垃圾焚烧飞灰的筛下累积分布和不同粒径飞灰中各重金属组成。结果表明,飞灰的组要成分为：CaO、SiO2和SO3等;各地区75%的飞灰粒径都主要集中在38.5～75μm。华南地区各粒径飞灰中挥发性金属（Zn和Pb）含量明显高于其他金属。除Ni和Cr外,Cu、Zn、Pb和Cd含量随粒径减小呈先减少后增大的趋势。华南地区Cu、Zn、Ni、Cr、Pb和Cd的含量均高于其他地区（台湾地区除外）。Cu、Zn和Cd的弱酸提取态和可还原态含量较高。高于40%的水溶态Pb表明其对环境有较大潜在危害;40%Ni和Cr主要以残渣态存在,对环境的潜在影响较小。     

油页岩循环流化床锅炉底渣和飞灰中重金属元素浸出毒性研究

为了研究我国桦甸油页岩65 t/h循环流化床锅炉的底渣和飞灰中重金属元素Cr、Cu、Pb和Zn的赋存状态及不同酸度条件下的浸出特性,分别进行了逐级提取实验和分批浸出的淋滤实验。逐级提取实验结果表明,这4种元素在底渣和飞灰中具有基本相当的赋存状态。硫化物结合态和稳定的残渣态是各元素的主要赋存状态,元素的潜在浸出能力大小表现为:PbCrCuZn,飞灰中各元素的潜在浸出能力大于底渣中的。浸出实验结果表明,元素的赋存状态决定了其浸提能力,浸提液的pH值对各元素浸出能力的影响不尽相同,各元素的浸出能力随浸提时间的延长都会趋于平衡,Cr和Pb的浸出浓度都高于地表水和饮用水的国家标准。     

水泥对垃圾焚烧飞灰的固化处理试验研究

对垃圾焚烧飞灰的化学成分、重金属物质的含量及浸出浓度进行测试分析.结果表明,飞灰中Pb和Cr等重金属物质浸出量超过浸出毒性标准,因而被认为是危险废物,必须进行固化处理.还考察了水泥对焚烧飞灰中重金属物质固化的效果,研究表明当飞灰掺量适当时,重金属物质的固化效果良好.重金属物质通过物理固封、替代,沉淀反应和吸附等形式可固化进水泥水化产物结构中.     

Effect of thermal processing on the characteristics of incineration fly ash

This work investigated the possibilities of immobilizing incineration fly ash by applying different processing methods. Direct sintering of fly ash at 1050 degrees C produced material with increased resistance to leaching; however, the high content of halides prevented the achievement of appropriate strength. Fly ash melting and casting into metallic moulds resulted in the formation of glass with good chemical resistivity and mechanical properties, which were further improved by devitrification, and the formation of glass-ceramics. The most successful combination of strength and resistance to leaching was obtained by a process consisting of fly ash melting, by pouring the melt into water, then grinding, and sintering without additives at 850-950 degrees C. In this way, a material was produced that cannot only be landfilled as a stabilised and non-reactive waste in landfills for non-hazardous wastes, but can also be utilized as a valuable material for manufacturing useful products. This article provided valuable results for policy-makers in Slovenia, about the handling fly ash from incineration plants. Implications: Fly ash from an incineration plant was thermally treated using several processing routes. Ash-melting, by pouring the melt into water and sintering, produced glass-ceramics having an optimal combination of strength and resistance to leaching that can find applications as useful products. These results provide important data for policy makers in Slovenia regarding the building of incineration plants, and handling the solid-waste products, especially fly ash.     

CaCl2高温热处理垃圾焚烧飞灰中重金属的挥发特性

以深圳市某垃圾焚烧厂飞灰为原料，采用高温管式电阻炉，研究了在0．6L／minN，气氛下，CaCl2在不同添加量、处理温度及处理时间下对飞灰中重金属Pb、Cd、Zn和Cu挥发特性的影响，并对收集到的二次飞灰进行成分及物相分析。结果显示，X射线衍射仪和EDS分析表明，二次飞灰主要是由NaCl、KCl和部分SiCl4组成，zn主要以K2ZnCl4形式挥发，而Pb则主要以氧化物PbO和Pb3SiO5的形式挥发。最终得到CaCl2热处理飞灰的最佳二次气化条件：以0．6L／minN，为载气，添加14wt％的CaCl2，在1100℃高温下处理2．5h。经CaCl2热处理后的剩余飞灰，其浸出毒性达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》要求。     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究

根据EPA1311、HJ／T299—2007、HJ／T300—2007和HJ557—2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthioguanidineacid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodiumdimethyldithiocarbamate，SDD）和Ca（OH）2浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的cd、Ni、Ph和zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085．3—2007）规定值的4．75倍、1．47倍、6．72倍和2．20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0．1mol／kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）2；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）2加入量为0．5mol／kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB5085．3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）：相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究简

根据EPA 1311、HJ/T 299-2007、HJ/T 300-2007和HJ 557-2009等国内外不同标准，研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性，探讨了六硫代胍基甲酸（sixthio guanidine acid，SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodium dimethyl dithio carbamate，SDD）和Ca（OH）₂浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明，随着浸提液pH的降低，该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大，焚烧飞灰浸出液中的Cd、Ni、Pb和Zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007）规定值的4.75倍、1.47倍、6.72倍和2.20倍，属于危险废弃物，必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0.1 mol/kg时，稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准，且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）₂；当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）₂加入量为0.5 mol/kg时，稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB 5085.3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）₂相比，SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

Comparison of CaO’s effect on the fate of heavy metals during thermal treatment of two typical types of MSWI fly ashes in China

Both grate and fluidized bed incinerators are widely used for MSW incineration in China. CaO addition for removing hazardous emissions from MSWI flue gas changes the characteristics of fly ash and affects the thermal behavior of heavy metals when the ash is reheated. In the present work, two types of MSWI fly ashes, sampled from both grate and fluidized bed incinerators respectively, were thermal treated at 1023–1323 K and the fate of heavy metals was observed. The results show that both of the fly ashes were rich in Ca and Ca-compounds were the main alkaline matter which strongly affected the leaching behavior of heavy metals. Ca was mostly in the forms of Ca(OH)₂ and CaCO₃ in the fly ash from grate incinerator in which nascent fly ash particles were covered by Ca-compounds. In contrast, the content of Ca was lower in the fly ash from fluidized bed incinerator and Ca was mostly in the form of CaSO₄. Chemical reactions among Ca-compounds caused particle agglomeration in thermal treated fly ash from grate incinerator, restraining the heavy metals volatilization. In thermal treated fly ash from fluidized bed incinerator, Ca was converted into aluminosilicates especially at 1323 K which enhanced heavy metals immobilization, decreasing their volatile fractions as well as leaching concentrations. Particle agglomeration hardly affected the leaching behavior of heavy metals. However, it suppressed the leachable-CaCrO₄ formation and lowered Cr leaching concentration.     

Impacts of pH and ammonia on the leaching of Cu(II) and Cd(II) from coal fly ash

Many coal-fired power plants are implementing ammonia-based technologies to reduce NO(x) emissions. Excess ammonia in the flue gas often deposits on the coal fly ash. Ammonia can form complexes with many heavy metals and change the leaching characteristics of these metals. This research tends to develop a fundamental understanding of the ammonia impact on the leaching of some heavy metals, exemplified by Cu(II) and Cd(II), under different pH conditions. Batch results indicated that the adsorption is the main mechanism controlling Cu(II) and Cd(II) leaching, and high concentrations of ammonia (>5,000 mg/l) can increase the release of Cu(II) and Cd(II) in the alkaline pH range. Based on the chemical reactions among fly ash, ammonia, and heavy metal ion, a mathematical model was developed to quantify effects of pH and ammonia on metal adsorption. The adsorption constants (logK) of Cu(2+), Cu(OH)(+), Cu(OH)(2), and Cu(NH(3))(m)(2+) for the fly ash under investigation were respectively 6.0, 7.7, 9.6, and 2.9. For Cd(II), these constants were respectively 4.3, 6.9, 8.8, and 2.6. Metal speciation calculations indicated that the formation of less adsorbable metal-ammonia complexes decreased metal adsorption, therefore enhanced metal leaching.     

添加垃圾焚烧飞灰冷固小球的工业烧结实验

将垃圾焚烧飞灰添加进烧结冷固球团配料进行造球,对冷固小球的成分及强度进行分析,结果表明,添加垃圾焚烧飞灰冷固小球化学组成稳定,重金属浸出毒性远低于危险废物鉴别标准,落下强度较基准期略微降低,但符合运输、贮存的要求.并对添加了飞灰的冷固小球对其后续烧结、冶炼工序的影响进行分析,结果表明,用添加飞灰的冷固小球进行烧结所得烧结矿的转鼓强度、落下强度及常规化学成分较基准期没有太大变化,添加飞灰进行造球、烧结,对其后续冶炼工序的顺行几乎没有影响,所带来的额外的环境污染微乎其微.     

矿区炼金废渣的固化/稳定化处理

通过对金矿矿区炼金废渣的酸中和能力、净产酸量及浸出毒性实验，测定了废渣的产酸潜力及重金属砷、镉、铅、锌的总量和它们的浸出量。为了合理处置矿区炼金废渣，并为矿区重金属污染土壤的修复提供技术支持，采用石灰、粉煤灰、堆肥化污泥作为添加剂对废渣进行固化/稳定化处理；通过浸出毒性实验对固化/稳定化处理效果进行综合分析，试图寻求一种最佳的稳定剂。结果表明，无论是单独添加石灰、粉煤灰或者堆肥化污泥还是两两组合混合添加，样品浸出液的pH都有升高，As、Cd的浸出浓度都有明显下降，而且两两组合添加比单独添加的固化/稳定化处理效果更好。在两两组合添加中，粉煤灰混合堆肥化污泥的处理效果最好，浸出液的pH值达到7.82，As、Cd的浸出率分别下降72.0%和72.2%。说明粉煤灰混合堆肥化污泥处理炼金废渣效果最佳，同时具有以废治污的资源化生态效能。