城市生活垃圾焚烧灰渣及其性质分析

2002年，上海有2座生活垃圾焚烧厂将点火运动。每年将产生约18万t左右的焚烧灰渣。在决定灰渣的最终处理处置方案前，应对焚烧灰渣的性质有全面的了解。详细介绍了国外城市生活垃圾焚烧灰渣甚至生位置的不同分类，并介绍了各类灰渣的物理化学性质和工程性质，以及其重金属的浸出特征。对灰渣处理放置或有效利用时需注意的问题作了分析。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的分布与性质

以华东某城市为案例,研究我国城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属污染物的分布和性质.结果表明,重金属污染物主要集中于小粒径飞灰中.连续提取实验表明Cd、Pb、Mg、Cu等重金属在环境中具有较强的迁移性,Ag和Sn相对比较稳定.重金属元素的溶出与酸度密切相关,与环境关系较大的Cd、Co、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn等元素在酸性条件下表现出最强的溶出能力,但Cr和As则倾向于在碱性条件下溶出.     

城市生活垃圾焚烧飞灰协同建筑弃土烧制陶粒试验

设计城市生活垃圾焚烧飞灰经过湿法调节pH预处理后协同建筑弃土烧制陶粒试验,探究了脱氯飞灰掺比和烧结温度对陶粒形貌和力学性能的影响。结果表明:脱氯飞灰掺比主要影响生料中SiO₂、Al₂O₃、CaO等含量,与烧结温度共同对陶粒的孔隙和晶体结构产生影响。在脱氯飞灰掺比为20%、烧结温度为1150 ℃条件下,陶粒具有最佳性能表现:抗压强度为7.94 MPa,颗粒密度为1245.50 kg/m³,1 h吸水率为7.92%。经过湿法预处理和高温烧结,焚烧飞灰和建筑弃土混合生料的重金属浸出浓度普遍降低62.50%以上,二噁英毒性当量浓度降低90.15%,研究结果可为二者的无害化资源化处置提供参考依据。     

传统酸浸和微波酸浸处理飞灰重金属的效果及重金属的形态变化特征

采用HCl作为浸出剂,在不同的浸出条件下对垃圾焚烧飞灰中重金属进行浸出试验,并采用连续提取程序对酸浸稳定化处理前后的Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn进行形态分析,研究了传统酸浸和微波酸浸对7种重金属的浸出效率及处理前后的形态变化特征.结果表明,酸浸处理能够有效地从飞灰中提取重金属,浸出效率依次为Zn≈Pb＞Cd＞Mn＞Cu＞Cr＞Ni.微波效应可以明显提高大部分重金属的浸出效率,在液固比(L/S)=25 mL/g、时间7 min和1 mol·L-1HCl条件下Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的浸出率分别为80.17%、15.05%、58.25%、62.42%、8.88%、89.25%和93.03%.对飞灰酸浸残渣进行的连续提取实验表明,传统和微波酸浸处理后飞灰中重金属的可交换态、碳酸盐结合态和Fe-Mn氧化物结合态明显减少,重金属以残留态存在为主,飞灰稳定性显著提高.     

重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定性实验研究

对利用重金属螯合剂处理城市垃圾焚烧飞灰的药剂稳定化工艺及处理效果进行了实验研究，并与Na2S和石灰等效果进行了比较，结果表明，该螯合剂投加量0.6%时，捕集飞灰中重金属的效率高达97%以上，为达到相同稳定化效果，螯合剂的使用量要比无机稳定化药剂少得多，同时，14个月的微生物影响实验表明，重金属螯合剂稳定化产物在填埋场环境下，其稳定性不受微生物活动的影响。     

垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究

二噁英(PCDD/Fs)是多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称,因具有生物蓄积性、高毒性、难降解等特点而备受关注。垃圾焚烧是二噁英的重要来源,而其中超过50%的二噁英以飞灰形式排出。文章综述了热分解法、光降解法、机械化学法、生物降解法等飞灰二噁英毒性削减技术的国内外研究进展,并在此基础上对飞灰二噁英削减技术研究和管理提出了建议。     

垃圾焚烧飞灰物理化学性质的实验研究

应用激光粒度粒形分析仪、灰熔融性测定仪、原子吸收光谱仪和XRD等仪器手段对国内2种垃圾焚烧飞灰的密度、颗粒特性、熔点、成分和晶相结构等物理化学性质进行了详细的研究。研究发现，2种灰样颗粒直径的数量积分分布非常接近，其中基本没有超过40／μm的颗粒。由于垃圾焚烧飞灰在化学成分上存在的差异导致了其熔点有很大的不同。此外，XRD结果显示不同来源的飞灰其晶相结构存在较大的差别，这可能与垃圾的来源和焚烧工艺以及烟气处理方法有关。实验结果为飞灰无害化低温烧结工艺的选择和运行参数的制定提供了依据。     

垃圾焚烧飞灰热处理过程中Zn的挥发机理研究

试验在650~1350℃条件下探讨了温度和时间对飞灰中Zn的挥发率的影响,采用XAFs对飞灰及二次飞灰中Zn的赋存形态进行分析,运用吉布斯自由能理论推导了Zn的氯化反应途径,并开展了验证试验.结果表明：温度是影响Zn挥发的主要因素,其挥发趋势随温度先增加而后降低,在1000℃时挥发率达到最高,而时间对其挥发效果影响较小;Zn主要以氯化物形态挥发,从假设反应途径的吉布斯自由能理论计算及验证试验得出,热处理过程中Zn的氯化反应分两步进行,首先飞灰中氯化物与SiO₂反应生成Cl₂,而后与ZnO反应生成ZnCl₂,而小部分Cl₂可能与水蒸气反应形成HCl,再与ZnO反应生成ZnCl₂.     

稻壳灰中温热处理稳固化垃圾飞灰重金属

利用稻壳灰与某垃圾电厂产生的飞灰为原料,对飞灰和稻壳灰与飞灰的混合物进行中温热处理,探究热处理工艺参数对稻壳灰稳固化垃圾飞灰重金属的影响.在一定温度范围内,反应主要产物为CSSF(即Ca₁₀（SiO₄）₃ （SO₄）₃F₂)、Ca₃SiO₅等硅酸盐结晶相,这些物质会包覆重金属,同时,飞灰重金属Pb、Zn、Cu、Cd中相对不稳定的酸溶态和可还原态向更稳定的可氧化态或残渣态转变,使Pb、Zn、Cu、Cd的浸出浓度显著降低;热处理时间延长,稻壳灰添加量增加,会使热处理样中硅酸盐种类增多,结晶度提高,导致重金属的浸出浓度逐渐降低;稻壳灰添加量在2%～4%范围内,经中温热处理样品的重金属浸出浓度较低,添加量过高时（超过6%时）,重金属浸出浓度逐渐升高.     

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。     

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.     

生活垃圾焚烧副产物产生源特征

焚烧在我国某些城市逐渐开始成为主要的生活垃圾处理方式之一,同时,焚烧过程产生的副产物的二次污染及其性质渐受关注。本研究选取某典型生活垃圾焚烧发电厂,经过2年多在不同季节的多次取样,对其贮坑沥滤液、炉渣以及飞灰的产生状况及污染特性进行了分析,并着重讨论了垃圾中重金属在焚烧厂各股物流中的分布。     

垃圾焚烧飞灰中Pb及特征药剂稳定化处理

筛选几种重金属药剂用于稳定垃圾焚烧飞灰,以重金属Pb为处理目标,通过单一或复配形式研究药剂的稳定效果并采用红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)分析重金属稳定机理.结果表明,有机药剂稳定后Pb的螯合率高于无机药剂,投加质量分数为2％二乙基DTC能使Pb的浸出满足危险废物填埋污染控制标准(GB 18598-2019...     

垃圾焚烧炉渣的性质及其利用前景

通过对上海浦东新区垃圾焚烧发电厂炉渣的性质分析,研究了其物理组成和化学组成、浸出毒性、溶解盐含量及其形貌特征和矿物组成.结果发现,炉渣由熔渣、陶瓷/砖块碎片、石头、玻璃、铁和有色金属及极少量可燃物组成;以砾状颗粒为主(>2mm颗粒占60%以上);溶解盐含量≤1%;浸出毒性小;主晶相为SiO₂、CaAl₂Si₂O₈、Al₂SiO₅、CaCO₃、CaO和ZnMn₂O₄.炉渣适合于资源化利用.     

生活垃圾焚烧飞灰中的二英分布及指示异构体的识别

对我国4座生活垃圾焚烧炉飞灰样品中的二英分析结果表明,二英的毒性当量范围为0.34～3.80 ng/g.二英异构体的分布具有相似性,其中1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF共占毒性当量的33.6%～40.5%.结合对某生活垃圾焚烧炉长期监测结果,同一焚烧炉不同时期飞灰样品的二英毒性当量与1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF贡献值具有很好的线性相关性（r分别为0.996 3和0.997 4）,1,2,3,7,8-PeCDD和2,3,4,7,8-PeCDF可作为指示异构体用于焚烧飞灰中二英毒性的快速测定,尤其适用于同一焚烧炉的长期监测,指示因子分别为4.466?4和3.164?6;不同焚烧炉飞灰的二英毒性当量与2,3,4,7,8-PeCDF有很好的线性相关性（r=0.984?9）,2,3,4,7,8-PeCDF可作为不同焚烧炉飞灰中二英检测的指示异构体,指示因子为3.419 4.     

城市生活垃圾焚烧飞灰利用处置现状及环境管理

随着城市生活垃圾的迅猛增加,生活垃圾焚烧飞灰产生量也与日俱增,2018年我国生活垃圾焚烧飞灰产生量达305.5万~509.2万t。其因含有较高浸出浓度的重金属和高毒性当量的二噁英等有毒有害物质,属于危险废物。根据生活垃圾焚烧飞灰特性,详细介绍了其资源化和无害化技术,总结了各类技术的优缺点;结合生活垃圾焚烧飞灰环境管理需求,分析了我国城市生活垃圾焚烧飞灰在填埋处置管理体系不完善、利用处置过程标准规范缺失、处理处置技术有限等方面的具体原因;并提出强化城市生活垃圾焚烧飞灰环境污染综合整治、强化飞灰污染防治的监督管理与研发、推广飞灰资源化利用技术等对策建议,以加强城市生活垃圾焚烧飞灰环境管理,提高其资源化利用水平。