生活垃圾渗滤液脱除垃圾焚烧飞灰中氯及重金属的实验

对比考察了纯水与城市生活垃圾渗滤液对生活垃圾焚烧飞灰洗涤脱氯脱毒效果。结果表明:纯水与渗滤液均可脱除飞灰中水可溶性氯盐(KCl、NaCl和CaClOH),对飞灰中水不可溶性氯盐(Friedel’s盐)去除效果较差。渗滤液脱氯残渣中氯含量比纯水脱氯残渣低。此外,与纯水洗涤相比,渗滤液可进一步脱除飞灰中重金属(Cu、Pb、Zn)。飞灰在洗涤过程中可吸附渗滤液中的有机物及部分重金属(Mn、As、Cr)。因此,以渗滤液替代纯水用于飞灰洗涤脱毒是一种可行的协同处置方式。     

生活垃圾焚烧飞灰加速碳酸化深度除氯与水洗除氯对比研究

选取了国内两个典型垃圾焚烧厂飞灰,在对飞灰基本理化特性进行分析的基础上,对比了水洗、加气水洗（通CO₂）、加气水洗+加碳酸盐水洗3种预处理方法的脱氯效果.结果表明,2种飞灰中氯含量均较高,分别达16.95%和20.52%.水洗预处理后氯的最高去除率分别达87.54%和90.12%.升高水洗温度对氯的去除贡献不明显.加气水洗可显著提高氯的去除率,2种飞灰氯的去除率分别达93.69%和99.19%,脱氯效果明显高于水洗脱氯.加气水洗虽提高了氯盐的去除率,但液相中依然残留有高浓度钙离子.在加气水洗的基础上,向反应体系中加入碳酸盐,可有效降低溶解性钙离子含量.通过对预处理飞灰进行XRD矿物相分析,发现加气碳酸化水洗较纯水洗过程去除了更多的难溶性氯盐,且处理后飞灰组分以碳酸钙和硫酸钙为主.采用《水泥化学分析方法（GB/T176-2017）》对加气水洗后飞灰进行测定,其氯含量低于1%,满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（HJ1134-2020）》中资源化利用标准.     

水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰过程中二噁英的迁移和降解特性

为了解生活垃圾焚烧飞灰中的二噁英在水泥脱氯预处理过程中的迁移特性以及在水泥窑内的热降解特性,依托北京市琉璃河水泥有限公司的生活垃圾焚烧飞灰水泥窑协同处置示范线,开展了生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯预处理和水洗后飞灰向水泥窑投加的工程试验研究.结果表明:烘干烟气中和水泥窑窑尾烟气中二噁英排放浓度低于GB 30485—2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》中所规定的标准限值(以I-TEQ计)为0.1 ng/m~3,结晶氯盐中二噁英含量(以I-TEQ计)仅为2.8 ng/kg;以每h进入水洗罐的原飞灰中所含二噁英量为100%计,经过水洗处理后,99.97%的二噁英仍留在脱氯飞灰中,仅有0.08%和0.14%的二噁英分别通过烘干废气和结晶盐排出;以每h投入水泥窑窑尾烟室的飞灰所含二噁英为100%计,仅有0.82%、0.13%和0.002%的二噁英分别随窑灰、熟料、烟气排出,飞灰中的二噁英在水泥窑内的消减率达到了99%以上,实现了较为彻底的降解.     

生活垃圾焚烧飞灰差异性特征对脱氯除盐效果影响研究——以重庆和天津飞灰为例

随着生活垃圾焚烧技术的普及,垃圾焚烧飞灰的资源化利用迫在眉睫,然而飞灰中的高浓度氯元素严重阻碍了其资源化进程.水洗技术作为常用的脱氯除盐技术,得到越来越多的应用,但除氯效果受飞灰自身性质特征影响较大.本研究从重庆和天津采集了两种理化性质具有较大差异的垃圾焚烧飞灰,在对其粒径分布、化学组成、矿物组成、pH值和浸出毒性等基本特征进行分析表征的基础上,采用水洗技术和碳酸化水洗技术对两种飞灰进行了脱氯处理.结果表明,重庆飞灰氯元素的赋存形态包括NaCl、KCl等可溶性氯盐,还含有较高浓度的难溶氯盐(如CaClOH、Friedel盐和Ca₆(CO₃)₂(OH)₇Cl),因此,水洗技术难以达到理想的脱氯效果,氯盐去除率最高为88%.在水洗过程中通入CO₂可以显著降低反应体系的pH值,促进难溶盐的转化和溶解,进而提高飞灰氯盐的去除率.重庆飞灰采用加速碳酸化水洗技术,氯盐去除率最高可达94%.天津飞灰中氯元素主要以可溶性氯盐的形式存在,难溶盐占比很少,因此,水洗技术可以达到较高的脱盐率(96%).采用加速碳酸化技术对天津飞灰进行处理,发现氯盐去除率较纯水洗技术反而有所降低,分析其主要原因可能与加速碳酸化过程中碳酸钙等物质的再沉淀对氯盐的裹挟作用有关.由此可知,飞灰自身性特征尤其是氯盐的赋存形态对于脱氯除盐技术的选择有重要影响.因此,实际资源化利用过程中,可根据飞灰性质来决定预处理手段,从而最大化提升效率和节约成本.     

生活垃圾焚烧飞灰处置技术与应用瓶颈

生活垃圾焚烧飞灰富含二噁英、重金属和可溶盐,属于危险废物,需进行无害化处理。但当前垃圾焚烧产业普遍存在“重烟气、轻飞灰”问题,造成飞灰处置技术和能力不足,已成为当前制约垃圾焚烧产业发展的重要瓶颈。综述了飞灰的产生、物化特性以及处置技术。重点介绍了当前普遍采用的3种处理方式以及技术应用难点,包括螯合稳定耦合填埋、水洗脱盐耦合水泥窑协同处置和熔融玻璃化处理等,以期为垃圾焚烧飞灰的无害化处置行业提供技术参考。     

水泥窑替代燃料中的氯含量聚类分析

以水泥窑常用的替代燃料——生活垃圾和污泥为研究对象,测定其含氯量并进行聚类分析,结果表明:替代燃料中,以3种垃圾筛上物中的含氯量最高:填埋垃圾筛上物0.292%、原生垃圾筛上物0.280%及堆肥垃圾筛上物0.276%。垃圾组分中,以织物类含氯量最高(0.263%),其次为塑料(0.246%),食品略高于纸张(0.192%)。矿化土、污泥中含氯量较为接近,均在0.12%以下。水泥窑各替代燃料中的氯含量均远远超过水泥入窑生料安全含量的0.015%。将替代燃料制备成RDF后,市政污泥、垃圾筛上物及垃圾组分中氯含量变化不大,差异不显著。按照含氯量高低,水泥窑替代燃料可以分为3类:第1类含氯量大于0.20%,包括垃圾筛上物及垃圾中的塑料、织物类等大部分可燃物;第2类含氯量为0.15%⁰.20%,包括垃圾中的纸张、食品;第3类含氯量低于0.15%,主要是污泥。     

重庆市垃圾焚烧厂汞的分布特征与大气汞排放因子研究

垃圾焚烧是大气汞的重要排放源之一.为了解重庆市垃圾焚烧行业大气汞污染水平,研究选取了重庆市典型生活垃圾焚烧厂和医疗垃圾焚烧厂,采用美国环保署的30B标准方法对烟气汞排放进行了现场测试,同时采集垃圾焚烧后的飞灰和炉渣样品进行分析.结果表明,测试得到生活垃圾焚烧厂和医疗垃圾焚烧厂排放的烟气中汞质量浓度分别为(26.4±22.7)μg·m-3和(3.1±0.8)μg·m-3;生活垃圾和医疗垃圾焚烧飞灰中汞含量分别为(5 279.2±798.0)μg·kg-1和(11 709.5±460.5)μg·kg-1.生活垃圾焚烧过程中仅0.7%汞残留在炉渣中,65.3%在飞灰中,烟气排放占34.0%,脱汞效率为66.0%;医疗垃圾焚烧过程中0.2%汞残留在炉渣中,67.5%存在飞灰中,烟气排放占32.3%,脱汞效率为67.7%.实测得到重庆市生活垃圾焚烧和医疗垃圾焚烧厂大气汞排放因子分别为(126.7±109.0)μg·kg-1和(46.5±12.0)μg·kg-1.与国内珠三角地区生活垃圾焚烧厂相比,重庆市生活垃圾焚烧厂的大气汞排放因子较低.     

北京地区生活垃圾焚烧飞灰理化和水洗特性分析

针对飞灰水洗预处理工艺控制难题,分析了北京地区3家生活垃圾焚烧厂飞灰的理化特性,并模拟国内首条生活垃圾焚烧飞灰工业化处置示范线进行了水洗实验研究。结果表明:朝阳飞灰Cl~-含量为18. 73%,其平均粒度最小;高安屯飞灰Cl~-含量最高,达到19. 40%,处理过程中每吨飞灰碳酸钠的消耗量最大,是朝阳飞灰的1. 4倍,是大工村飞灰的2. 9倍;大工村飞灰Cl~-含量为11. 71%,其CaO、SiO_2、Al_2O_3玻璃态含量最高,达到58. 31%,是水洗水泥窑资源化利用的优质配料。掌握北京地区典型垃圾焚烧厂飞灰的特性,可以指导飞灰水洗预处理工艺的灵活控制。     

基于生命周期的水泥窑协同处置生活垃圾技术环境影响评价

水泥窑协同处置生活垃圾技术既能实现生活垃圾的减容,同时垃圾可为水泥工业提供能量和原料,降低水泥行业能源和资源的消耗。但与传统的生活垃圾处置技术相比,该技术的环境效益仍有待考察。采用生命周期评价方法,分析了水泥窑协同处置生活垃圾技术的环境影响,并与传统的垃圾焚烧技术和垃圾填埋技术进行了对比。结果表明:水泥原料制备和水泥生产过程是水泥窑协同处置生活垃圾技术产生环境影响的主要环节;相比于垃圾焚烧技术和垃圾填埋技术,水泥窑协同处置生活垃圾技术在全球变暖潜值方面表现最优,分别降低了2.4%和3.6%;在富营养化潜值方面,该技术高于垃圾焚烧技术但低于垃圾填埋技术;在酸化潜值和人体毒性潜值方面,该技术表现不佳,在未来发展中需要引起重视。随着水泥窑协同处置生活垃圾技术的成熟与优化,其环境表现将会越来越好,是一项环境友好的固废处置技术。     

膜浓缩液淋滤飞灰重金属迁移特性及化学形态变化特征

为解决膜浓缩液和生活垃圾焚烧飞灰难以处理处置的问题,以淋滤柱为试验装置,以膜浓缩液淋滤3种不同填充高度(25.50、16.60、12.70 cm)的生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,通过X射线衍射(XRD)、XRF(X射线荧光光谱分析)和重金属化学形态分析等手段,分析淋滤过程对飞灰中重金属Cd、Cu、Zn、Pb的去除效果及转化机理. 结果表明:①通过膜浓缩液淋滤飞灰实现了飞灰脱氯的效果,填充高度H3(12.7 cm)对氯的去除率达到88%. ②填充高度H3 (12.7 cm)对重金属的脱除效果最好,对Pb、Cu、Cd和Zn的去除率分别为41.83%、0.23%、0.21%和0.57%. ③淋出液中重金属离子主要来自飞灰中弱酸可提取态的重金属,其中淋滤过程对残渣态、可氧化态重金属等影响较小. ④3种填充高度均使飞灰中重金属的浸出浓度有所降低,其中H3 (12.7 cm)填充高度的淋滤灰渣相比于飞灰的浸出浓度减少了90%. 研究显示,膜浓缩液淋滤飞灰可脱除飞灰中的氯盐和部分重金属,降低重金属浸出浓度,为飞灰资源化利用提供了新思路.      

Investigation of heavy metal partitioning influenced by flue gas moisture and chlorine content during waste incineration

The impact of moisture on the partitioning of the heavy metals including Pb,Zn,Cu and Cd in municipal solid waste (MSW) was studied in a laboratory tubular furnace.A thermodynamic investigation using CHEMKIN software was performed to compare the experimental results.Simulated waste,representative of typical MSW with and without chlorine compounds,was burned at the background temperature of 700 and 950°C,respectively.In the absence of chlorine,the moisture content has no evident effect on the volatility of Pb,Zn and Cu at either 700 or 950°C,however,as flue gas moisture increasing the Cd distribution in the bottom ash increased at 700°C and reduced at 950°C,respectively.In the presence of chlorine,the flue gas moisture reduced the volatility of Pb,Zn and Cu due to the transformation of the more volatile metal chlorides into less volatile metal oxides,and the reduction became significant as chlorine content increase.For Cd,the chlorine promotes its volatility through the formation of more volatile CdCl 2.As a result,the increased moisture content increases the Pb,Zn,Cu and Cd concentrations in the bottom ash,which limits the utilization of the bottom ash as a construction material.Therefore,in order to accumulate heavy metals into the fly ash,MSW should be dried before incineration.     

粉煤灰和活性污泥对好氧填埋渗滤液组分的影响

通过在好氧反应器中添加粉煤灰和活性污泥来加速固体废物的降解。实验结果表明,添加粉煤灰不但改善了氧气扩散,而且增强了反应器对各种污染物的去除能力,对渗滤液中COD、NH4+、NO3-的去除率分别达到75%、68%和65%以上;添加活性污泥引入了一定量的微生物,也有利于固体废物的降解,渗滤液中COD、NH4+、NO3-的去除率分别达到了90%、65%和77%。因此,通过添加粉煤灰和活性污泥来加速固体废物降解是可行的。     

稳定化处理对矿渣中重金属迁移转化的影响研究

土壤中重金属的不同存在形态会产生不同的环境效应,并直接影响重金属的毒性、迁移性和生物有效性.以石灰、粉煤灰、干化污泥、花生壳为稳定剂,对某金矿区含重金属矿渣进行组合处理;通过重金属形态分析、淋滤试验、植物盆栽试验,探讨矿渣中重金属的迁移转化规律.结果表明,添加稳定剂后,酸性矿渣的pH升高至中性以上,有机质含量显著增加.矿渣中As、Pb、Zn的主要存在形态为残渣态,添加粉煤灰、干化污泥和花生壳使矿渣中可交换态As和有机结合态As含量分别降低了65.6%、87.7%;添加石灰、粉煤灰和花生壳使矿渣中铁锰氧化物结合态As主要向碳酸盐结合态As转化;添加石灰和粉煤灰使矿渣中的可交换态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Pb、Zn主要向残渣态Pb、Zn转化.经前期稳定化处理后,矿渣淋滤液中As、Pb、Zn的含量均有不同程度的下降,添加花生壳处理后淋滤液中的As、Pb、Zn含量进一步下降.其中,粉煤灰、干化污泥和花生壳处理后淋滤液中As含量下降最显著,降幅为57.4%;石灰、粉煤灰和花生壳处理后淋滤液中Zn含量下降最显著,降幅为24.9%.添加稳定剂处理矿渣明显有利于植物的萌发与生长,其中添加粉煤灰、干化污泥和花生壳效果最好,香根草的萌发率为76%.     

利用城市垃圾焚烧飞灰稳定固化含重金属工业污泥的试验研究

利用城市垃圾焚烧飞灰作为固化剂有效稳定固化含重金属的工业污泥为目的,研究结果显示重金属污泥和城市垃圾焚烧飞灰所构建的固化体系具有很强的重金属束缚能力,增加飞灰的质量分数或者加入一定质量分数的水泥可以增加固化体的抗压强度以满足填埋需求。同时考虑抗压强度、浸出浓度和增容比等各方面的要求,当飞灰的质量分数45%,水泥的质量分数为5%,工业污泥的质量分数为50%是有效稳定固化重金属的最佳配比。对固化体微观结构分析显示:主要的水化产物硫铝酸钙(Aft)、Friedel相、水化硅酸钙(CSH)对稳定固化重金属起到了重要的作用。     

焚烧飞灰卫生填埋共处置的螯合稳定化技术研究

对4种垃圾焚烧飞灰的性质进行了分析,其主要元素以Si、Ca、Al、Cl等为主,此外还含有相当数量的重金属如Pb、Zn、Cu、Cr、Cd等,存在很大的环境风险.而飞灰进入卫生填埋场进行共处置是现实可行的出路,为保证共处置的安全性,针对共处置情景制订的浸出毒性浸出方法提高了浸取液酸强度(0.3 mol·L-1,以H 计),此浸出方法已于2007-05-01日开始执行.采用二硫代氨基甲酸盐(dithiocarbamate)类螯合剂对焚烧飞灰进行了稳定化处理工艺实验,结果表明,DTC类螯合剂通过螯合反应作用于飞灰中的重金属,当DTC类螯合剂投加量为3%(质量分数)时,4种飞灰中重金属的浸出值均能达到在卫生填埋场和垃圾进行共处置的要求.     

从垃圾焚烧飞灰中回收金属研究进展

焚烧处理已成为我国大城市生活垃圾处理的主要方式之一,焚烧飞灰属于危险废物,其处理处置与利用已成为焚烧厂面临的主要问题。飞灰中含有大量的金属,如将其回收利用不仅可以缓解我国金属资源短缺的问题,而且可使飞灰由危险废物转化为惰性固体废物而加以利用。介绍从飞灰中回收金属国内外研究现状并分析了现有工艺存在的问题,建议采用水洗预处理结合酸碱两步浸取,辅之以溶剂选择萃取的方法从一次飞灰中选择性回收Pb、Cu和Zn。     

污泥与煤在循环流化床混烧过程中的汞排放特性

在密相床截面积为0.23m×0.23m、高度为7 00m的循环流化床燃烧试验装置上进行了含汞污泥与煤的混烧试验.测试并分析讨论了污泥与煤混烧过程中汞的分布,探讨了Ca/S摩尔比、脱硫剂种类、过量空气系数等运行参数以及烟气成分对汞在烟气、飞灰和炉渣中形态分布的影响规律.结果表明,大部分汞进入烟气,且元素汞是混烧烟气中的主要存在形态.钙基脱硫剂对烟气中氧化态汞有较强的吸附脱除作用,CaO对汞的脱除效果要好于CaCO3.随着烟气中SO2、NOx浓度的增大,烟气中二价汞所占份额呈上升趋势.过量空气系数对烟气和灰渣中汞的浓度和形态分布有较大的影响.     

垃圾焚烧飞灰重金属含量与渗滤特性分析

对国内 2种不同的垃圾焚烧炉型———炉排炉与流化床产生的飞灰进行了特性分析 .结果表明 ,飞灰在粒径分布上有相似的规律 .炉排炉飞灰中重金属含量高于流化床飞灰中的含量 .飞灰的渗滤特性表明 ,重金属的渗滤特性受渗滤液的pH影响很大 .