城市垃圾焚烧飞灰重金属药剂配伍稳定化实验研究

以飞灰中富含的Pb和Zn为目标重金属,对飞灰中重金属药剂配伍稳定化效果了实验研究.选用EDTA、Na2S、NaH2PO4等稳定化药剂和pH值控制,首先将试剂单独投加飞灰中测定重金属浸出浓度,分析各试剂的稳定化效果;然后通过系列试验观察现象,确定试剂最优投加顺序;最后,按照试剂性质制定4个配伍方案,按照最优投加顺序投加试剂,测定分析各个配伍方案的稳定化效果.结果表明:pH值保持在弱碱性(10左右),重金属稳定化效果较好.EDTA二钠、NaH2PO4和Na2S重金属稳定化效果明显,而有机试剂EDTA二钠稳定化效果明显优于NaH2PO4和Na2S;稳定化药剂投加顺序以Na2S、EDTA二钠、NaH2PO4顺序投加处理效果为最佳;配伍方案4处理效果明显优于其他方案,可以实现稳定化药剂配伍相合,提高飞灰中重金属稳定化效果,同时减少有机螯合剂的使用量,从而降低处理成本.     

ES稳定重金属污染底泥效果

就新型有机重金属稳定剂ES和常用稳定剂氧化钙、硫化钠、硫酸亚铁、磷酸氢二钠、壳聚糖对Cu、As、Cd、Hg单一重金属模拟底泥的稳定化效果进行了对比实验研究。结果表明,氧化钙对几种重金属均有一定稳定效果,但用量大,成本高;硫化钠也对4种重金属有一定效果,对Hg、Cu效果较佳,As、Cd效果一般;磷酸氢二钠则对Hg、As基本无稳定效果;硫酸亚铁虽对As有较高的稳定化率,对于其余3种重金属则基本无效;壳聚糖则对As有明显反作用。根据稳定模拟底泥实验结果对新型有机重金属稳定剂-ES的稳定现场原状污染底泥的工程应用和机理进行了研究。结果表明,投加量为5%,pH为8,液固比为1.2∶1时,ES对复合重金属底泥中的重金属稳定化率最高。经ES稳定后各重金属形态残渣态占较大比例,稳定性佳。     

有机螯合剂与磷酸盐联合稳定垃圾焚烧飞灰中重金属的作用机理

为探讨二硫代氨基甲酸型有机螯合剂(FACAR)和重过磷酸钙(TSP)对垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Cd、Ni的稳定作用机制,对稳定前后的飞灰采用BCR连续提取法、 X射线衍射(XRD)分析以及扫描电镜-能谱(SEM-EDS)联用等分析方法进行了表征。结果表明:投加质量分数5%的FACAR能有效稳定飞灰中Pb、Cd和Ni,其浸出浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)规定的浸出浓度限值;采用3%FACAR和3%TSP复配药剂处理,可使飞灰达到GB 16889-2008进场要求;经复合药剂稳定处理后的飞灰颗粒表面孔隙度明显降低,飞灰中Pb、Cd和Ni的形态均由不稳定态向稳定态转化。该复合稳定剂的稳定机制主要为螯合、共沉淀和吸附联合作用机制,其中,有机螯合剂中含硫官能团是影响重金属稳定的主要因素,且重金属具有优先与含硫官能团结合的特性。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属药剂稳定化研究

采用几种不同厂家提供的有机重金属飞灰螯合剂和一种无机飞灰稳定剂对湖北某垃圾焚烧厂及四川某垃圾焚烧厂所产飞灰分别进行了稳定化处理的研究。结果表明,就2种飞灰而言,有机螯合剂在处理效果上较无机药剂具有一定的优势,为使飞灰处理后的浸出毒性低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)所规定的限值,满足进入垃圾填埋场分区填埋的要求,不同种类的有机螯合剂添加量在1%~5%之间,各有机螯合剂的稳定效果与其分子结构和分子大小的关系密切。而某无机药剂在添加剂量为15%时仅能使四川某厂所产生的飞灰勉强达标。从经济上考虑,使用有机螯合剂的药剂成本费用也低于某无机药剂,同时对比实验发现,飞灰初始浸出毒性的大小,飞灰粒径大小,飞灰的物理性状对螯合过程具有一定的影响。     

垃圾焚烧飞灰中Cd、Pb、Zn的螯合稳定与水泥固化处理

采用有机硫稳定剂(DTCR)与水泥对城市垃圾焚烧飞灰进行稳定/固化处理,研究了飞灰中Cd、Pb、Zn的浸出毒性和固化体的抗压强度,比较了螯合稳定与水泥固化对Cd、Pb、Zn的处理效果、养护时间对固化体抗压强度的影响,并对飞灰的结构形貌进行了分析。结果表明,在稳定固化过程中飞灰中发生了复杂的螯合、水化反应,重金属形态由不稳定态向稳定态转变,螯合稳定对Cd的处理效果最好,水泥固化更适用于Pb、Zn。固化时间大于7 d后,飞灰中的重金属以及固化体的抗压强度已较为稳定。螯合稳定协同水泥固化的处理效果优于单一的稳定或固化方法,飞灰在固化7 d后可同时达到重金属浸出毒性和抗压强度标准,满足安全填埋要求。     

预处理飞灰重金属的固定化效果及环境影响评估

针对垃圾焚烧飞灰广泛存在重金属超标的问题,采用哌嗪螯合剂、二甲基二硫代氨基甲酸盐及水泥对飞灰进行预处理,以降低填埋风险。通过《固体废物浸出毒性方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007)探讨预处理对飞灰中重金属的固定效果,并采用X射线衍射、扫描电镜和BCR形态提取分析各飞灰的物相组成、微观形貌和重金属形态分布,使用RAC和STI模型对各飞灰进行环境风险评估。结果表明,原灰中重金属Ni、Pb、Cd的浸出毒性超标,重金属含量呈Zn>Pb>Cu>Cd>Cr>Ni顺序分布。预处理作用后,飞灰中重金属Ni、Cd、Pb的浸出毒性满足标准限值,固定率达99%以上,未超标重金属Cr、Zn、Cu的固定率高于96%。同等添加量下,SDD的稳定效果优于TS300,但TS300协同水泥固定重金属的作用优于SDD。稳定化对Cr的处理效果优于固化/稳定化,单一水泥固化对Zn、Pb、Ni的固定作用最佳,但40%的水泥用量及高增容比限制了水泥固化的应用。ANC测试表明,水泥固化的ANC最强。XRD和SEM分结果表明,稳定化形成的新矿物对重金属的固定起重要作用,水泥水化生成的Ca(OH...     

有机磷酸HEDP稳定垃圾焚烧飞灰重金属的研究

研究了有机磷酸羟基亚乙基二膦酸(HEDP)对生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定方法.通过对不同HEDP投加量处理后的飞灰试样作危险废物浸出毒性鉴别试验,分析HEDP最佳使用剂量,并评价了稳定化飞灰的长期稳定性.结果表明,HEDP最适使用剂量为0.03 Ml/g(以商品级HEDP与飞灰的体积质量比计),处理后飞灰与原状飞灰相比,Pb、Zn和Hg的浸出浓度分别降低了98.3%、99.5%和85.0%.HEDP对飞灰中重金属稳定效果排序为:Pb＞Zn＞Hg＞Ni＞Cu＞Cd＞CrHAs.重金属pH相关浸出测试(pH-dependent leaching tests)表明:经0.03mL/g HEDP稳定处理的飞灰,在0.3 mol/L HNO3和0.3 mol/L NaOH的浸取条件下,其重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准,显示具有良好的长期稳定性.     

有机磷酸HEDP稳定垃圾焚烧飞灰重金属的研究

研究了有机磷酸羟基亚乙基二膦酸（HEDP）对生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定方法.通过对不同HEDP投加量处理后的飞灰试样作危险废物浸出毒性鉴别试验,分析HEDP最佳使用剂量,并评价了稳定化飞灰的长期稳定性.结果表明,HEDP最适使用剂量为0.03 Ml/g（以商品级HEDP与飞灰的体积质量比计）,处理后飞灰与原状飞灰相比,Pb、Zn和Hg的浸出浓度分别降低了98.3%、99.5%和85.0%.HEDP对飞灰中重金属稳定效果排序为：Pb＞Zn＞Hg＞Ni＞Cu＞Cd＞CrHAs.重金属pH相关浸出测试（pH-dependent leaching tests）表明：经0.03mL/g HEDP稳定处理的飞灰,在0.3 mol/L HNO3和0.3 mol/L NaOH的浸取条件下,其重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准,显示具有良好的长期稳定性.     

水泥、粉煤灰及DTCR固化/稳定化重金属污染底泥

采用水泥、粉煤灰及有机硫稳定剂DTCR固化/稳定化处理重金属污染的底泥,考察固化体的抗压强度及重金属浸出毒性,确定了底泥固化/稳定化的最佳工艺条件。结果表明:仅用水泥固化/稳定化重金属污染底泥,固化体抗压强度随水泥用量的增加而上升,重金属浸出浓度则下降,当水泥∶干底泥质量比为0.6∶1.0时,固化体7 d抗压强度能达到0.99 MPa的标准值;进一步研究发现,水泥∶粉煤灰∶干底泥质量比为0.54∶0.06∶1.0时,重金属浸出浓度有所上升,但7 d及28 d抗压强度仍能分别达到1.2 MPa和2.8 MPa;加入DTCR后,当水泥∶粉煤灰∶DTCR∶干底泥质量比为0.54∶0.06∶0.012∶1.0时,固化体7 d及28 d抗压强度分别为1.1 MPa和2.1 MPa,醋酸缓冲溶液法浸出的Cd、Pb、Zn和Cu浓度分别为0.102、0.189、0.180和0.032 mg/L。     

新型重金属螯合剂对焚烧飞灰中Pb的稳定性能研究

生活垃圾焚烧飞灰因富集重金属，需稳定化处理后填埋处置。采用新型重金属螯合剂(0代端二硫代羧酸基聚酰胺-胺超支化聚合物(PAMAM/4DTC-0G))、二甲基二硫代氨基甲酸钠(SDD/DTC)和乙二胺-双二硫代氨基甲酸钠(EDA/2DTC)对Pb浸出浓度较高的飞灰进行稳定化处理，考察螯合剂投加量、浸出液pH对其稳定化效果的影响，并通过Pb形态分布、红外吸收光谱和微观形貌表征探究稳定化机理。结果表明，2%(质量分数，下同)的PAMAM/4DTC-0G能使飞灰中Pb的浸出浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)限值；5%的PAMAM/4DTC-0G稳定化后的飞灰中Pb的浸出浓度在较宽的pH范围(2～14)内均低于标准限值；PAMAM/4DTC-0G可与Pb²⁺结合形成超大三维网络状螯合物，能实现长期稳定。     

焚烧飞灰中Pb的浸出特征及预处理效果

着重研究飞灰中重金属铅的浸出行为,探讨焚烧飞灰在不同添加剂预处理下的稳定化效果。结果显示,飞灰主要重金属为铅,在液固比0.4 L·kg~(-1)、养护7 d条件下,分别将水泥添加量从0增至40%、磷酸钠添加量从2%增至5%、绿矾从2%增至5%,铅的稳定效果均与以上添加剂的质量百分比呈正相关性。硫化钠添加量在0至0.4%内时,铅的稳定效果与其添加量呈负相关性,超过0.4%后呈正相关性。当在飞灰中添加4%绿矾、3%磷酸钠、0.5%硫化钠、15%水泥的复合添加剂时,符合卫生填埋场入场标准,且增容比最小,经济上最省。     

土壤中Pb、Cd的稳定化修复技术研究进展

在众多重金属修复技术当中,稳定化技术具有花费少、环境损失小等诸多优势。综述了国内外土壤中Pb、Cd稳定化修复的研究进展;分析了稳定剂的作用机制、土壤中Pb、Cd的赋存形态;探讨了土壤中Pb、Cd稳定化修复的主要影响因素。最后,还提出了稳定化修复技术在土壤中Pb、Cd污染治理应用中尚存在的问题。     

城市生活垃圾焚烧飞灰与矿山废水共处置技术研究与工程应用

以城市生活垃圾焚烧飞灰和矿山酸性废水无害化处理为研究对象,设计了一条城市生活垃圾焚烧飞灰与矿山酸性废水共处置技术路线,利用焚烧飞灰和矿山酸性废水的酸碱性,加入重金属稳定化药剂,经处理可实现矿山酸性废水和垃圾焚烧飞灰中重金属的有效去除和稳定。矿山酸性废水的p H由2.33升至中性,废水中重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、Fe和As等浓度均有下降,可满足国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)相关标准;垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Zn和Cd浸出浓度分别降低了92.1%、73.4%和95.2%,满足危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)。     

螯合剂与水泥协同稳定垃圾焚烧飞灰中的重金属

开展了水泥和螯合剂协同处置全烧垃圾循环流化床炉飞灰的研究,并对经济性进行了分析。实验结果表明,当水泥添加比例为30%时,重金属的浸出毒性均低于生活垃圾填埋污染物控制标准的规定。有机硫螯合剂TMT(三巯基均三嗪三钠盐类)对Cu、Pb、Cd的稳定效果最好,有机硫螯合剂DTCR(二硫代氨基甲酸盐衍生物)以Cu、Pb最佳,同等有效添加量时TMT的稳定效果优于DTCR,完全达标时二者所需的添加量分别为2%和3%。水泥和螯合剂协同处置时,满足生活垃圾填埋标准的水泥和螯合剂之间的用量关系并非为线性。螯合剂在实现减容化的同时,存在成本提高的问题,以DTCR为例,在兼顾经济性和增容性时水泥用量可以控制在20%,稳定剂为1.75%。     

满足《生活垃圾填埋污染控制标准》的生活垃圾焚烧飞灰重金属药剂稳定化研究

基于<生活垃圾填埋污染控制标准>(GB 16889-2008)对生活垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)的豁免管理规定,选用磷酸盐组合药剂和硫基螯合剂对飞灰进行重金属稳定化实验,考察了2类药剂对飞灰重金属的稳定效果.寻求达到最佳重金属稳定效果的药剂添加量,同时分析了稳定化飞灰进入生活垃圾填埋场时初期渗滤液中的重金属浸出情况.结...     

水泥对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化研究

采用水泥固化法处理垃圾焚烧飞灰,研究了飞灰与水泥质量比、养护时间、添加剂和化学预处理对垃圾焚烧飞灰固化块中重金属Zn、Pb、Cu、Cd、Cr浸出的影响.结果表明,当飞灰与水泥质量比为3:4,养护时间为11d的条件下,以砂浆塑化剂为添加剂,固化块Pb、Cu、Cd和Cr的浸出浓度分别降低了72.4％、70.6％、60.0％...     

螯合剂稳定化飞灰中Pb和Cd浸出行为研究

考察了螯合剂稳定化飞灰(以下简称螯合灰)中重金属Pb、Cd的浸出特性。结果表明,各螯合灰样品中Pb总浓度均高于Cd,经醋酸缓冲液浸提后,各样品中Pb、Cd的浸出浓度均超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)的标准限值,且Pb超标倍数均高于Cd。样品中Pb的浸出行为表现为高浸出浓度低浸出率,而Cd则为高浸出率低浸出浓度。浸提前后各螯合灰样品中Pb、Cd均以铁锰氧化物结合态为主,在醋酸浸提过程中,螯合灰中的Pb、Cd均易再次形成不溶性的碳酸盐或氢氧化物沉淀,因此在中性或偏酸性环境中依然存在较大浸出风险。     

重金属Pb、As污染土壤的稳定化修复评价方法研究

稳定化修复是广泛应用的土壤修复技术之一,然而目前对该项技术修复效果的评价方法并不完善。鉴于此,提出分层原位取样的淋溶实验及外源污染的截留柱实验作为评价方法,分别评价稳定化修复过程中重金属在土壤中的迁移风险和稳定化修复的适应性。结果表明,稳定化修复后5cm深度土壤浸出液中As和Pb浓度分别降低了92.6%和98.4%;而稳定剂对于25cm深度土壤中的Pb、As截留效果不同,稳定化修复后的As污染土壤对Cd有较好的截留效果,而稳定化修复后的Pb污染土壤对于Cd的截留能力低于对照组。基于淋溶实验和截留柱实验的评价方法具有良好的应用前景。     

几种含磷材料对紫色土铅稳定条件优化及磷淋失环境风险评价

以西南地区广泛分布的紫色土-灰棕紫泥为对象,探讨了磷酸二氢钾(MPP)、过磷酸钙(SSP)、钙镁磷肥(CMP)和磷矿粉(PR)4种含磷材料,在不同剂量下对不同程度Pb污染土壤的稳定化效果,并对其长期稳定性和P淋失的环境风险进行了研究。结果表明4种含磷材料对土壤Pb均具有显著稳定化效果。在P:Pb(摩尔比)为1时,稳定效率相对大小顺序:MPPSSPěCMPPR。当Pb污染浓度600 mg·kg~(-1)时,4种稳定剂均能实现土壤Pb的稳定化。当Pb浓度ě1 200 mg·kg~(-1)时,MPP依然保持高效的稳定化能力,但是PR对土壤稳定化不能满足浸出标准。固定Pb污染浓度为1 200 mg·kg~(-1),含磷材料稳定化Pb的效果受其剂量的影响。MPP在P:Pb为1时稳定化处理3 d即可达到浸出标准,SSP和CMP在P:Pb为1.5和2时稳定化处理30 d可达到浸出标准,PR在P:Pb为4时稳定化处理60 d基本达到浸出标准,增加稳定剂剂量能够显著提高对紫色土Pb的稳定速率。施用系列含磷材料稳定剂后,除SSP外均使土壤pH升高,且随着稳定时间的延长,土壤中可交换态(Exc-Pb)逐渐降低,残渣态(Res-Pb)所占比例逐渐升高。满足Pb浸出标准的处理在稳定化9个月内土壤中Pb浸出浓度始终维持在极低水平,并且土壤有效P也一直保持在土壤P淋失临界值以内,说明合理剂量和类型的含磷材料能满足持续稳定化和环境风险控制要求。     

基于重金属提取的垃圾焚烧飞灰无害化处理

采用加酸浸出工艺对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理。研究证明盐酸能有效分离飞灰中重金属,重金属浸出率与盐酸浓度及液固比有关;重金属在实验的盐酸浓度和液固比下都能达到高浸出率,但液固比越低,浸出液中重金属的浓度就越高,越有利于重金属的回收。当盐酸浓度为5 mol·L~(-1)、液固比为2(mL:g)时,Pb、Cd和Zn浸出率均达到95%以上,而Cu的浸出率也达到81.38%,Pb、Cd、Zn和Cu的浓度分别为468.10、78.12、2 268.80和347.78 mg·L~(-1)。残灰采用加盐水洗工艺后,浸出毒性超标的重金属Pb和Cd浸出毒性低于GB 16889-2008标准限值,符合填埋要求。