焚烧飞灰水泥窑煅烧资源化水洗预处理实验研究

以苏州某公司生活垃圾焚烧飞灰为对象,采用水洗和CO2曝气等方法,通过考察飞灰中Cl的去除率、水洗液的pH值和其中重金属的浓度的变化,对飞灰水泥窑煅烧资源化预处理中的工艺参数和处理效果进行了实验研究。结果表明:水灰比是影响氯盐洗脱效果的最主要因素,水洗比应控制在5:1到10:1左右,而CO2通气量是飞灰水洗上清液中重金属去除过程的主要影响因素,通气量在1.4~1.5 L(CO2)/L(HO2)左右可以有效降低上清液pH值及重金属浓度,使出水达到国家污水排放标准。     

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.     

垃圾焚烧飞灰综合利用研究进展

焚烧处理是解决日益增长生活垃圾的有效方法。垃圾焚烧产生的飞灰因含有大量的重金属等污染物而属危险废物 ,目前常采用的处理方法是填埋。本文就垃圾飞灰的综合利用研究现状进行了论述。从环境和技术的角度看 ,垃圾飞灰的预处理、水泥固化和玻璃化是目前飞灰综合利用的主要研究方向     

稳定化飞灰填埋场渗滤液产量预测

以南方某稳定化飞灰填埋场为研究对象,通过钻孔获取了新鲜、1、3、6和11个月等5个龄期的试样,并在实验室开展了颗粒分析、含水量、持水量等测试.不均匀系数Cu > 5,曲率系数Cc<1,属于级配不良土,容易形成优势流通道.含水量介于18.6%~46.4%之间,随埋深的增大而减小,随龄期的增长而增大.持水量介于15.0%~52.4%之间,随上覆应力的增大而减小,随龄期的增长而增大,由此建立了持水量计算模型.对于相同龄期和埋深的稳定化飞灰,其含水量要低于持水量2.6%~13.7%,这表明稳定化飞灰整体上未达到持水量状态,由此推测底部导排层收集到的渗滤液主要由雨水入渗后经过稳定化飞灰体内优势通道而进入导排层.在此基础上,建立了考虑填埋进程、降雨入渗量、优势流通道、稳定化飞灰产/吸水量等因素的填埋场渗滤液产量预测模型,并利用现场记录数据对模型进行了参数率定.模型分析结果表明,填埋场开始运营后的9个月内,渗滤液主要来源于降雨入渗量和运输车辆冲洗水量,分别占比约48%和52%.当稳定化飞灰体内优势流通道占总孔隙的比例从0%增至20%,导排层收集到的渗滤液量占渗滤液总收集量的比例从0增至34.1%.因此,建议对稳定化飞灰进行充分压实后再填埋,以减少优势流现象的发生,同时改用节水型车辆冲洗装置,最终降低渗滤液总产量.上述研究成果能够为我国类似稳定化飞灰填埋场中导排系统、调节池等的设计提供重要参考.     

Dehalogenation potential of municipal waste incineration fly ash

BACKGROUND, AIMS AND SCOPE: It is well known that the fly ash from filters of municipal waste incinerators (MWI-FA) shows dehalogenation properties after heating it to 240-450 degrees C. However, this property is not general, and fly ash samples do not possess dehalogenation ability at all in many cases. Fly ash has a very variable composition, and the state of the fly ash matter therefore plays the decisive role. In the present paper, the function of important components responsible for the dehalogenation activity of MWI-FA is analysed and compared with the model fly ash. METHODS: With the aim of accounting for the dehalogenation activity of MWI-FA, the following studies of hexachlorobenzene (HCB) dechlorination were performed: The role of copper in dehalogenation experiments was evaluated for five types of metallic copper. The gasification of carbon in MWI-FA was studied in the 250-350 degrees C temperature range. Five different kinds of carbon were used, combined with conventional Cu(o) and activated nanosize copper powder. The dechlorination experiments were also carried out with Cu(II) compounds such as CuO, Cu(OH)2, CuCl2 and CuSO4. The results were discussed from the standpoint of thermodynamics of potential reactions. Based on these results, the model of fly ash was proposed, containing silica gel, metallic copper and carbon. The dechlorination ability of MWI-FA and the model fly ash are compared under oxygen-deficient atmosphere. CONCLUSIONS: The results show that, under given experimental conditions, copper acts in the dechlorination as a stoichiometric agent rather than as a catalyst. The increased surface activity of copper enhances its dechlorination activity. It was found further that the presence of copper leads to a decrease in the temperature of carbon gasification. The cyclic valence change from Cu(o) to Cu+ or Cu2+ is a prerequisite for the dehalogenation to take place. RECOMMENDATION AND OUTLOOK: Thermodynamic analysis of the dechlorination effect, as well as the comparison of dechlorination pathways on MWI-FA and model fly ash, can provide a deeper understanding of the studied reaction.     

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，1150℃和1350℃时飞灰减重率增长快，而在650～1050℃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。     

垃圾焚烧厂周边大气二噁英含量及变化特征——以北京某城市生活垃圾焚烧发电厂为例

2013年4月至2014年1月对北京市某生活垃圾焚烧厂周边4km范围内5个采样点环境空气中二噁英含量、组成特征及季节变化特征进行了分析.结果表明该垃圾焚烧厂周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度的变化范围为8.3~115pg/m³,毒性当量(TEQ)变化范围为0.11~1.9pg I-TEQ/m³,其中秋季1个采样点和冬季全部采样点超出日本环境空气质量标准限值(0.6pg I-TEQ/m³).1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDF均是四季空气中PCDD/Fs质量浓度的主要贡献单体,而2,3,4,7,8-PeCDF是总TEQ贡献最大的单体.空间分布特征表现为近源点位(~400m)浓度水平较高而其他点位(>1000m)浓度水平与距污染源距离远近没有显著相关性;季节变化特征表现为冬季值显著高于其他季节,分析可能与冬季采暖及大气扩散条件差导致的大气整体污染较重有关.样品中二噁英同族体及异构体分布指纹谱图与焚烧设施排放烟气存在差别,主成分分析(PCA)源解析结论与指纹谱图特征分析结论一致,体现为多种污染源共同作用的影响.二噁英呼吸暴露剂量估算结果表明该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平(0.034~0.161pg I-TEQ/(kg·d)),但仍需关注大气重污染天气发生时的呼吸暴露风险.     

不同粒径垃圾焚烧飞灰中重金属富集特性表征

针对杭州市生活垃圾焚烧飞灰按粒径级别进行其重金属特性表征,主要展开飞灰组成元素和矿物成分、重金属含量分布、以及重金属与飞灰颗粒的微观结合行为等研究.结果表明,＂SiO2-CaO-Al2O3-金属氧化物＂体系构成了重金属的富集载体;Zn、Pb、Cu、Mn、Ni、Cr、Sb等重金属在75—125μm飞灰颗粒中的占有率最高,达52%;Zn、Cu、Cr随着粒径减小其含量显著增加,其它重金属未见此趋势;通过SEM-EDX对飞灰颗粒表面和断面进行扫描电镜观察和面、线扫描元素能谱分析,在飞灰断面发现了更多类型、更密集的重金属分布.通过结合XRF、ICP-MS、SEM-EDX等仪器手段分析飞灰中重金属富集特性,深入探索重金属在飞灰颗粒中富集特征.     

垃圾焚烧飞灰熔融固化处理过程特性分析

为研究熔融固化过程中飞灰主要成分的迁移转化规律,在有温控的高温实验熔融炉中对垃圾焚烧飞灰进行了动态熔融固化实验研究,对处理后的飞灰进行了XRF、XRD分析检测,分析了飞灰熔融过程中熔融渣的主要成分、物相组成、碱度、挥发率和减容率的变化规律.试验结果表明:①飞灰中主要成分CaO、Al₂O₃和SiO₂的质量分数随着温度的升高而增加,而主要成分Cl元素和SO₃则从原来的20.59%和10.74%分别降低到0.15%和0.22%,可见高含量Cl元素和S元素是引起飞灰熔融固化挥发率高的主要原因,并且可能主要以氯化物和硬石膏的形式分解挥发,XRD的测定结果也进一步证明了这一点.②飞灰熔融前,碱度随温度的升高而显著降低,但当温度达到流动温度后,碱度值随温度的变化很小,基本保持在0.95左右.③飞灰中盐类分解挥发主要发生在1150℃～1260℃之间,在飞灰熔融温度前约100℃的范围内.     

北京市某垃圾焚烧厂周边大气二(口恶)英污染特征及暴露风险

2014年4月至2015年1月对北京市某生活垃圾焚烧发电厂周边6 km范围内7个采样点采集环境空气,应用高分辨气相色谱-高分辨质谱（HRGC-HRMS）联用技术对二英（PCDD/Fs）浓度水平进行监测并对其组成特征及时空特征进行了分析.结果表明该生活垃圾焚烧发电厂周边环境空气中PCDD/Fs质量浓度的变化范围为8.9~140 pg·m^-3,毒性当量（TEQ）变化范围为0.11~1.8 pg·m^-3,其中秋季霾天4个采样点和冬季全部采样点超出日本环境空气质量标准限值（TEQ：0.6 pg·m^-3）.1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD是四季空气中PCDD/Fs质量浓度的主要贡献单体,年平均贡献率分别为20.5%和14.0%,而2,3,4,7,8-PeCDF是总TEQ贡献最大的单体,年平均贡献率为43.3%.空间分布特征表现为各采样点浓度水平与距污染源距离远近没有显著相关性;季节变化特征表现为冬季值显著高于其他季节,分析可能与冬季燃煤采暖及大气扩散条件差导致的大气颗粒物污染较重有关,与各季采样时段内大气PM₁₀和PM_2.5的平均浓度水平呈正相关相一致.样品中二英同族体及异构体分布指纹谱图与该焚烧设施排放烟气存在差别,主成分分析（PCA）源解析结论与指纹谱图特征分析结论一致.二英呼吸暴露剂量估算结果表明该区域人群呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平[0.060~0.224 pg·（kg·d）^-1],但仍需关注大气颗粒物重污染天气发生时的呼吸暴露风险.