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.     

危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理

以上海市某危险废物焚烧厂飞灰为研究对象,采用Na2S、FeSO4、Na3PO4、和Na3C3N3S34种不同类型化学稳定药剂对飞灰进行了稳定化处理,并应用XRD、IR、SEM和连续化学提取法等仪器和手段对Na3C3N3S3处理焚烧飞灰的产物进行分析研究。研究结果表明,Na3C3N3S3对飞灰中的重金属Cr、Pb、Zn的稳定效果最好,Na3PO4对Cr无明显稳定效果。稳定后产物表面变得致密化,Na3C3N3S3与重金属离子生成的沉淀物干燥后无明显晶型存在。经稳定处理后飞灰中的重金属形态由弱酸提取态转化为可氧化态,减少了飞灰中重金属的浸出毒性。     

碱性催化剂对农业废物液化产生生物油和气体的影响

采用热化学处理法对农业废物玉米秸秆和苹果渣进行处理,3种碱性物质Na2CO3、K2CO3和KOH作为催化剂,都能不同程度提高液化生物油收率、减少固体残渣收率.但碱性催化剂会降低气体收率,因而不适合作为以获得气体产物为目的的生物质气化试验的催化剂.就增加液化生物油收率方面而言,Na2CO3的催化效果最好,KOH催化效果次之,K2CO3的催化效果最差.     

金矿区高浓度砷污染土壤的稳定化处理

以粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁（Fe2SO4）和磷酸二氢钾（KH2PO4）为稳定剂对矿区高浓度As污染土壤进行处理,通过土壤理化性质、重金属形态和浸出浓度变化等综合评估稳定剂对高浓度砷污染土壤的稳定化处理效果。结果表明,添加稳定剂可以提高土壤pH值、有机质含量和阳离子交换量。粉煤灰、干化污泥、粉碎花生壳、硫酸亚铁对土壤中的As有较好的稳定化作用,其中硫酸亚铁对土壤中As的稳定效果最好。同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥和1%硫酸亚铁后,土壤中可交换态As、碳酸盐结合态As、铁锰氧化物结合态As、有机结合态As含量显著降低,降幅分别为62.3%、55.2%、29.6%、58.2%,残渣态As含量增加8.1%。添加粉煤灰、干化污泥、硫酸亚铁能显著降低土壤中As的浸出浓度,而添加KH2PO4会使土壤中As浸出浓度增加,移动性增强。当同时添加10%粉煤灰、10%干化污泥、1%粉碎花生壳和1%硫酸亚铁后,As浸出浓度最低（0.93 mg·L-1）,稳定效果最好,稳定化效率达到了74.8%。土壤中As的浸出浓度与可交换态As和碳酸盐结合态As呈显著正相关,与残渣态As呈显著负相关,可交换态As、碳酸盐结合态As和残渣态-As含量是影响土壤中As浸出浓度变化的主要因素。     

几种硫化物对紫色土汞的稳定化效果及优化稳定条件

以西南地区广泛分布的紫色土-灰棕紫泥为对象,探讨了硫化物种类(S、Na_2S、FeS、Na_2S_2O_3和DTCR(二硫代氨基甲酸盐))、用量对不同水平汞污染土壤的稳定化效果。结果表明5种硫化物对土壤汞均具有显著的稳定化效果。固定S:Hg摩尔比为1:1条件下,在1.5～250 mg·kg~(-1)汞污染土壤中,几种硫化物稳定效率相对大小顺序:DTCRNa_2SNa_2S_2O_3SFeS。Na_2S和DTCR在高浓度汞污染土壤中均表现较高的稳定化效果,在不同汞污染浓度下均能在3d内使土壤浸出汞浓度满足美国固体废弃物毒性浸出程序(TCLP)浸出标准要求(0.2 mg·L~(-1)),Na_2S_2O_3稳定效果相对较差,对250 mg·kg~(-1)的汞污染土壤,稳定化处理时间需要15d才能达到浸出标准要求,当汞污染浓度≥150 mg·kg~(-1)时,S和FeS不能满足浸出标准要求。固定汞污染浓度为150 mg·kg~(-1)稳定化效果取决于硫化物的用量,其中,仍然以DTCR效果最好,S:Hg=1稳定化处理3 d时即可达汞浸出标准。Na_2S和Na_2S_2O_3则均需要在较高的浓度下才能实现汞的稳定化,但是过高的用量会导致土壤中HgS再次溶解,两者的最佳施用量为S:Hg=5。元素S和FeS则需要以S:Hg5稳定化处理7 d以上才能达到浸出标准要求。土壤中汞的浸出活性与其赋存形态有关,交换态(Exc-Hg)和碳酸盐结合态汞(Carb-Hg)与土壤浸出汞浓度呈显著正相关,高效稳定剂显著促进了汞向有机质结合态(OM-Hg)和残渣态(Res-Hg)转化。硫化物稳定化处理9个月内土壤中浸出汞浓度始终维持在极低水平,满足持续稳定化要求。     

燃煤钙基固砷剂的影响因素研究

利用电石渣、CaCO3、CaCO3·Ca(OH)3和Ca(OH)2作为燃煤钙基固砷剂,通过正交试验研究了固砷剂种类、固砷剂用量、燃烧温度及煤粒径对固砷效果的影响.结果表明,燃烧温度是影响燃煤固砷的最显著因素,最佳为1 050℃;钙基固砷剂中CaCO3和电石渣的固砷效果最好,其次是CaCO3·Ca(OH) 2,Ca(OH) 2的固砷效果最差;钙基固砷剂用量按Ca、S摩尔比计量为2.0、煤粒径为160～200目时,钙基固砷剂具有较好的固砷效果,而且具有固砷固硫的双重作用.     

改性电石渣干法催化净化工业废气中的NO

采用电石水解制取乙炔气体后的废渣(电石渣)脱除工业废气中的NO。结果表明：通过KOH改性之后,该电石渣NO脱除效果有显著提高;改性电石渣NO脱除率随反应温度的升高呈先增大后减小的趋势。正交实验结果显示,各因素对NO脱除率的影响顺序大小为：浸渍浓度>焙烧温度>焙烧时间。NO脱除率随着KOH浓度增加呈现先增加后下降的趋势,随着焙烧温度和焙烧时间的增加NO脱除率下降;当KOH浓度为5 mol.L⁻¹,焙烧温度为300 ℃,焙烧时间为2 h时,改性电石渣的NO脱除率可达80.66%。表征分析结果表明,改性电石渣微观结构明显发生改变,可为催化NO反应提供反应场所,生成的K₂CO₃为NO的去除提供了更多活性点位。     

粉煤灰、电石渣及其配合物碳酸化特性

为了促进粉煤灰和电石渣建材化高效利用和协同矿化CO2减排,研究了粉煤灰、电石渣及其配合物的碳酸化特性。实验采用pH在线测试方法分别对粉煤灰、电石渣以及两者配合物的碳酸化过程的pH进行在线测试,并对原料和产物进行XRD、TGA和SEM表征。结果表明：相同条件下,粉煤灰碳酸化浆液pH降到7.0的平均速度约为电石渣的51倍;与等量电石渣单独碳酸化相比,粉煤灰与电石渣按照4:1（质量比）复配碳酸化pH降低到7.0的速度较纯电石渣提高了近5.6倍,且在相同电石渣配量的条件下,粉煤灰-电石渣复配料比碳酸钙-电石渣复配料的碳酸化反应完成时间缩短了31.6%,说明电石渣与粉煤灰复配后进行碳酸化反应具有明显协同促进作用。TGA分析表明,纯粉煤灰和纯电石渣的固碳率分别约为2%和61.3%,粉煤灰与电石渣复配料的固碳率较等量单一电石渣和粉煤灰的固碳率之和的计算值提高了19.6%。SEM分析表明,粉煤灰与电石渣复配料碳酸化产物碳酸钙颗粒在粉煤灰表面呈现异位分散附着形态,而单一电石渣碳酸化产物碳酸钙则在电石渣颗粒表面呈现原位聚集附着形态。这可能是复配料固碳率提高的主要原因。     

河流重金属污染底泥的稳定化实验研究

以实现河道疏浚底泥中富含的重金属Cu、Zn、Ni的稳定化为目标,选用EDTA、DTCR、Na2S、Na2S2O3、膨润土、水泥及自主研发的特殊胶凝材料作为稳定剂,对底泥中的重金属进行固化稳定,通过分析稳定后重金属浸出液浓度及赋存形态变化,探讨各药剂稳定效果,并寻求稳定剂的最佳投加量.研究表明,7种稳定剂对3种重金属的综合稳定化效果由好到差依次为:水泥> 胶凝材料> 膨润土> DTCR> 硫化钠> 硫代硫酸钠> EDTA;对Cu、Zn、Ni单种重金属而言,稳定效果最好的药剂分别为膨润土、胶凝材料及DTCR,而EDTA则使重金属浸出液浓度升高.除EDTA外,其他药剂对重金属Cu和Zn的稳定效果要明显优于Ni.根据稳定后重金属赋存形态变化结果,EDTA可使重金属可交换态比例升高,而膨润土对重金属4种形态分布基本无影响,其他药剂使重金属可交换态比例降低.     

三种混凝剂处理煤泥水的对比试验研究

本文介绍了石灰、电石渣及CaCl2 分别与聚丙烯酰胺联用处理煤泥水的对比试验研究结果。结果表明 ,三种方法对煤泥水均有较好的处理效果 ,其中CaCl2 法效果最好 ,但药剂费也最高 ,石灰法和电石渣法处理效果相差不大 ,但电石渣法药剂费较低。     

不同稳定剂对Zn、Cd复合污染废渣的稳定化效果

针对含重金属废渣污染程度高且难处理问题,采用典型硫化物、磷酸盐、CaO、MgO以及配伍药剂对锌(Zn)、镉(Cd)复合污染强酸性废渣进行稳定化,利用水浸提法(HJ 557-2010)评估稳定化效果,以GB 8978-1996最高允许排放浓度为达标限值,达到安全处置的目的。结果表明,单一磷酸盐和硫化物中,同摩尔添加比条件下,Na₃PO₄·12H₂O对Zn和Cd的稳定效果最好,Na₂S·9H₂O对砷(As)稳定效果最好,Zn、Cd、As和铜(Cu)4种金属元素同时达标时的综合稳定效应(η)依次为Na₂S·9H₂O(96.36%)> (NH₄)₂HPO₄(87.42%)>Na₃PO₄·12H₂O(82.26%)。单一MgO或CaO与组合剂的综合稳定效应顺序依次为0.4% MgO>0.4% CaO>(0.4% CaO+0.61% Na₂S·9H₂O)>(0.4% CaO+0.32% (NH₄)₂HPO₄)>1.2% (Na₂S·9H₂O∶(NH₄)₂HPO₄∶Na₃PO₄·12H₂O=2∶1∶3)。MgO、Na₃PO₄·12H₂O、硫钙组合为优选稳定剂。研究结果可为国内含重金属废渣的高效稳定化处理提供参考。     

Hazardous Waste Minimization: Part VI Waste Minimization in the Foundry Industry

The foundry industry is a major consumer of waste materials (scrap). Unfortunately, the recycling of these waste materials can result in the generation of hazardous wastes that must be properly managed at a significant cost. This article focuses on two waste streams in the foundry industry; calcium carbide desulfurization slag and melt emission control residuals. The author presents an overview of how foundries have evaluated different waste management options with the ultimate goal of minimizing the generation of hazardous waste.     

Immobilization of antimony waste slag by applying geopolymerization and stabilization/solidification technologies

During the processing of antimony ore by pyrometallurgical methods, a considerable amount of slag is formed. This antimony waste slag is listed by the European Union as absolutely hazardous waste with a European Waste Catalogue code of 10 08 08. Since the levels of antimony and arsenic in the leachate of the antimony waste slag are generally higher than the landfilling limits, it is necessary to treat the slag before landfilling. In this study, stabilization/solidification and geopolymerization technologies were both applied in order to limit the leaching potential of antimony and arsenic. Different combinations of pastes by using Portland cement, fly ash, clay, gypsum, and blast furnace slag were prepared as stabilization/solidification or geopolymer matrixes. Sodium silicate–sodium hydroxide solution and sodium hydroxide solution at 8 M were used as activators for geopolymer samples. Efficiencies of the combinations were evaluated in terms of leaching and unconfined compressive strength. None of the geopolymer samples prepared with the activators yielded arsenic and antimony leaching below the regulatory limit at the same time, although they yielded high unconfined compressive strength levels. On the other hand, the stabilization/solidification samples prepared by using water showed low leaching results meeting the landfilling criteria. Use of gypsum as an additive was found to be successful in immobilizing the arsenic and antimony.

ImplicationsDespite the wide use of antimony for industrial purposes, disposal options for an antimony waste such as slag from thermal processing of antimony ore were not reported in the existing literature. This study aimed to develop a disposal strategy for the hazardous antimony waste slag. The findings of this study would contribute to understand the immobilization mechanisms of antimony and arsenic and will also be of interest to the owners of the antimony ore processing plants and to researchers investigating the efficiency of stabilization/solidification and geopolymerization technologies.     

磷矿关键组分对湿法烟气脱硫技术的影响

磷矿浆湿法烟气脱硫技术将污染物SO₂吸收转化为硫酸原位分解磷矿,失活后的磷矿浆用于生产磷酸,节约了湿法磷酸生产中硫酸用量,无废水废液排放,是一种绿色、经济的技术。通过对磷矿浆及其主要组分开展脱硫实验,确立了磷矿中脱硫的关键活性组分及其对脱硫效果的影响。XRD、IC等实验及表征结果表明,SO₂吸收后转化形成的硫酸会优先与磷矿中的活性组分碳酸镁钙反应,待其消耗殆尽再与氟磷酸钙反应。与氟磷酸钙相比,碳酸镁钙呈现出优越的脱硫活性。氟磷酸钙分解过程中产生的H⁺和PO₄^3–会抑制S(Ⅳ)转化为S(Ⅵ)的速率,导致脱硫率下降。PO₄^3–抑制SO₂脱除与温度、pH均有关,当温度高于55 ℃、且pH为4.75~2.61时,其抑制作用最明显。本研究可为磷矿浆湿法烟气脱硫技术的优化提供参考。     

汞(Ⅱ)和砷(Ⅲ)在草炭土胡敏酸上的吸附

为研究汞和砷在胡敏酸上的吸附特性,从辽宁彰武采集了草炭土并用稀碱法提取胡敏酸。研究胡敏酸对Hg（Ⅱ）和As（Ⅲ）吸附作用,探讨温度（15、25、35、45℃）、pH（3,5,7,9）和离子强度（Ca2+,H2PO4-）对该吸附的影响,并计算吸附活化能。结果表明：温度与胡敏酸对Hg（Ⅱ）的吸附呈显著正相关,而对胡敏酸吸附As（Ⅲ）的影响较小;pH对胡敏酸吸附Hg（Ⅱ）也呈正相关,而胡敏酸对As（Ⅲ）的吸附以中性最好,酸性、碱性下吸附量均降低;Ca2+对Hg（Ⅱ）的吸附有明显的抑制作用,H2PO4-对As（Ⅲ）的吸附影响很小。对等温吸附实验结果拟合证明,胡敏酸对Hg（Ⅱ）和As（Ⅲ）等温吸附更符合Freundlich模型。对动力学吸附实验结果拟合证明,准二级动力学方程能很好地描述胡敏酸对Hg（Ⅱ）和As（Ⅲ）的吸附。Hg和As（Ⅲ）在胡敏酸的吸附活化能分别为23.06 kJ·mol-1和2.65 kJ·mol-1,表明Hg（Ⅱ）在胡敏酸上的吸附以化学吸附为主,As（Ⅲ）在胡敏酸上的吸附以物理吸附为主。     

改性钢渣吸附氨氮和磷的特性研究

利用钢渣与氢氧化铝以4∶3质量配比混合,在700℃下进行2 h煅烧,得到改性钢渣。通过批次吸附实验,研究了改性钢渣在不同初始pH值、振荡时间和温度下对水溶液中氨氮和磷酸根的吸附情况,进而分析了改性钢渣对氨氮和磷酸根的吸附等温线、热力学和动力学特性。结果表明,改性钢渣脱氮除磷能力比原钢渣显著增强,且最适pH值为4～8。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,氨氮(以N计)最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.67、2.59和3.24 mg/g,磷酸根(以P计)的最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.02、1.19和1.37 mg/g。热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0表明,该吸附是一个自发、吸热、熵增型反应过程,且磷的吸附是化学吸附为主,氨氮的吸附是以离子交换吸附和物理吸附为主。改性钢渣对磷和氨氮的吸附动力学符合伪二级方程(R2>0.999)。     

危险废物稳定化/固化技术的现状与发展

本文对危险废物稳定化／固化处理技术的历史、现状以及今后的发展方向进行了较为系统的论述，对该技术在处理危险废物时所存在的问题进行了探讨，认为今后药剂稳定化技术在废物处置预处理领域将会占据重要的地位。     

典型危险废物的工程力学特性

掌握填埋废物的工程力学特性是确保危险废物填埋堆体稳定性的重要前提条件,因此,针对6种典型危险废物的工程力学特性开展了调查研究.研究结果表明,污泥类危险废物的含水率和有机质含量远高于非污泥类危险废物,而前者的比重则显著低于后者.污泥类危险废物的渗透系数相对较小,比污染土壤和飞灰炉渣混合物的渗透系数小1个数量级,比滤池填料的渗透系数小2个数量级.不同危险废物的无侧限抗压强度排序为:飞灰炉渣混合物(314.3 kPa)和滤池填料(278.9 kPa)＞污染土壤(124.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(68.6 kPa)、锌铬污泥(71.4 kPa)、油泥(58.4 kPa).不同危险废物的粘聚力排序为:飞灰炉渣混合物(40.8 kPa)、滤池填料(31.1 kPa)＞污染土壤(20.9 kPa)＞杭州氧气厂污泥(1.94kPa)、锌铬污泥(3.10 kPa)、油泥(1.81 kPa).此外,不同危险废物的内摩擦角差异相对较小,其变化范围在18.8°～35.0°之间.综合分析可知,飞灰炉渣混合物和滤池填料的工程力学特性较好,而污泥类危险废物的工程力学特性则较差.     

改良型湿法制备活性白土清洁生产及末端治理实验研究

传统湿法制备活性白土工艺中存在水耗、酸耗大等清洁水平较低的问题,本研究提出了在生产工艺流程中循环使用硫酸酸性废液、并从循环3次的硫酸废液中回收铝盐制备无铁硫酸铝的一种改良型湿法制备活性白土工艺,对末端治理采用电石渣替代石灰作为中和剂进行了探索性实验研究。实验结果表明,改良型湿法制备活性白土工艺对活性白土产品的理化性质无明显影响,产品质量符合行业标准,且酸的利用率从20%提高到约90%,水耗减少量为原工艺的1/3,无铁硫酸铝主要参数符合相关产品技术标准(HG/T2225-2001)。用电石渣作为中和剂处理酸性废液能够实现出水水质稳定达标,处理成本从255万元降低至210万元。本研究的实施使得活性白土的生产工艺清洁生产水平有较大提高。