生活垃圾焚烧炉渣湿法处理前后化学特性表征

选取4个地区(编号为C、X、N、J)生活垃圾焚烧炉渣及其湿法处理后炉渣(分别称为原生炉渣及集料),针对元素成分、氧化物组分及重金属与溶盐的毒性浸出特性等开展实验分析。结果表明:(1)与原生炉渣对比,集料的化学元素含量变化较大,主要元素Si、Al、C含量均不同程度增加,而Cl、Fe及重金属Zn、Pb、Cr、Cu等含量基本降低;集料中SiO2和Al2O3均明显增加。(2)除C原生炉渣浸出液中Ni(7.62mg/L)严重超标外,其他3种原生炉渣浸出液中Pb、Cu、Ni浸出浓度均低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)中浸出毒性鉴别标准值。与原生炉渣相比,除N集料外,其余集料浸出液中3种重金属(Pb、Cu、Ni)含量基本下降,特别是C集料浸出液中Ni浸出质量浓度下降到低于检测限;集料浸出液中Cl-和SO24-浸出浓度均下降,Cl-浸出质量浓度在C集料浸出液中下降最多,约下降72%,SO24-浸出质量浓度在J集料浸出液中下降最多,约下降86%。     

镍渣的重金属浸出特性

在分析镍渣的矿物相组成和重金属元素含量的基础上,鉴定了镍渣样品的浸出毒性,并考察了pH、液固比和浸出时间等条件对镍渣样中铬、铅、铜和锌等重金属浸出特性的影响。结果表明,镍渣中的重金属总量约为渣样的0.9%,且铬、铜和锌的含量较高,需进行安全管理。实验所用镍渣样品为第Ⅰ类一般工业固体废物。在强酸条件下镍渣中重金属浸出浓度较大,pH3后浸出浓度显著降低;液固比40 L/kg时,镍渣中重金属不断溶出,液固比40 L/kg后,浸出达到饱和,浸出浓度趋于平衡;随着浸出时间的增加,重金属离子的浸出浓度先增加后减少,但由于各重金属性质不同,各重金属达到最大浸出浓度的时间不同。     

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。     

铜渣基磷酸铁化学键合材料固化重金属Pb

铜渣堆积会造成资源浪费和环境污染等问题,利用铜渣与磷酸盐反应制备铜渣基磷酸铁化学键合材料(CBIPCs),并用其固化重金属Pb。研究铜渣与磷酸二氢铵(m(CS)/m(P))配比、缓凝剂以及硝酸铅掺量对CBIPCs固化重金属Pb的影响。结果表明：随着硝酸铅掺量的增加,固化体抗压强度降低,Pb毒性浸出浓度略增大;在m(CS)/m(P)=3:1和硼砂掺量为2%的条件下,当硝酸铅掺量为12%,固化体自然养护28 d的抗压强度仍达到24.5 MPa,Pb毒性浸出浓度为0.086 mg·L-1,远低于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007) 要求的最高限值5.0 mg·L-1。XRD和SEM/EDS分析表明,固化体中生成了PbHPO4、Pb3(PO4)2、Pb5(PO4)OH等铅类磷酸盐产物,并被胶凝相物质紧密包裹。铜渣与磷酸盐反应制备的铜渣基磷酸铁化学键合材料(CBIPCs),可通过化学键合和物理固封双重作用实现对重金属Pb的稳定固化。     

含重金属水处理污泥的固化和浸出毒性研究

工业危险固体废物在进行安全填埋前需要进行固化稳定处理。针对电镀厂和皮革厂含重金属的水处理污泥 ,用不同比例的水泥、粉煤灰进行固化稳定处理。考虑酸雨环境 ,浸出实验采用TCLP标准。电镀厂污泥单独固化时 ,其浸出液中铜离子浓度由 78 0mg/L下降到 1 5mg/L ;镍离子浓度由 2 2 4 5mg/L下降到 2 2 2mg/L ,高于危险废物允许进入填埋区 15mg/L的控制限值。电镀厂污泥与皮革厂污泥混合后固化 ,浸出液毒性明显降低。铜离子的浸出浓度降低到1 98mg/L ,镍离子降低到 4 10mg/L ,总铬降低到 0 4 0mg/L ,各项指标均低于国家危险废物允许进入填埋区的控制限值 ,可安全填埋。     

含重金属水处理污泥的固化和浸出毒性研究

工业危险固体废物在进行安全填埋前需要进行固化稳定处理。针对电镀厂和皮革厂含重金属的水处理污泥，用不同比例的水泥、粉煤灰进行固化稳定处理。考虑酸雨环境，浸出实验采用TCLP标准。电镀厂污泥单独固化时，其浸出液中铜离子浓度由78．0mg／L下降到1．5mg／L；镍离子浓度由224．5mg／L下降到22．2mg／L，高于危险废物允许进入填埋区15mg／L的控制限值。电镀厂污泥与皮革厂污泥混合后固化，浸出液毒性明显降低。铜离子的浸出浓度降低到1．98mg／L，镍离子降低到4．10mg／L，总铬降低到0．40mg／L，各项指标均低于国家危险废物允许进入填埋区的控制限值，可安全填埋。     

基于生态水泥的再生混凝土中重金属浸出动力学研究

使用生态水泥、再生骨料制备再生混凝土.分别通过快速浸出实验和长期连续浸出实验对混凝土中的重金属进行浸取,并采用原子吸收光谱法检测浸出溶液中的重金属含量,对比研究再生混凝土与普通混凝土重金属浸出性能差异.研究发现,快速浸出实验条件下,再生混凝土浸出液各重金属浸出浓度高于普通混凝土浸出浓度,但仍低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准规定的限值.快速浸出实验条件下重金属浸出量与重金属总量相关性不显著,说明快速实验方法有局限性.长期连续浸出实验结果表明,再生混凝土各重金属元素的扩散系数高于普通混凝土(除Zn外),这是由再生混凝土独特的显微结构引起的.     

城市生活垃圾焚烧飞灰物化性质及重金属污染特性

以上海市生活垃圾焚烧飞灰为案例,研究了其物化性质及重金属污染特性。结果表明:(1)飞灰孔隙率较高,经化学药剂稳定后飞灰形貌呈致密化,可大大减少重金属浸出;飞灰吸脱附曲线有明显滞回环,属于H2型滞回环,属于典型的多孔物质吸附类型。(2)飞灰重金属的浸出毒性表明,Pb、Cd超出了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)中的限值,根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007),飞灰属于危险废物。(3)在酸性条件下,重金属较易释放到环境中。     

垃圾焚烧飞灰制备水处理填料

摘要以垃圾焚烧飞灰、页岩和稻壳为原料,经造粒、烘干、焙烧等工艺,制备水处理填料(以下简称填料),并通过单因素实验研究了不同条件下填料的性能。结果表明,填料的最佳制备条件为垃圾焚烧飞灰添加量(以质量分数计,下同)77.5%,页岩添加量15.0%,稻壳添加量7.5%,焙烧温度1 080℃,焙烧时间10min。在此条件下,填料的堆积密度为0.587 6g/cm~3,吸水率为23.67%,破碎率与磨损率之和为1.32%,比表面积为2.472m~2/g。经检测,填料的重金属浸出值远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)限值。通过扫描电子显微镜(SEM)对填料的表面及内部结构进行观测,发现制备的填料表面较为粗糙,内部孔隙发达。将填料应用于模拟废水处理中,COD和氨氮去除率分别达87%和56%。     

玻璃抛光废渣理化特性研究

为处置和利用一种玻璃抛光废渣,用XRF、ICP、XRD、SEM、灰熔点炉、粒度分析和浸出毒性等实验手段对其化学成分、浸出毒性、颗粒径和比表面积等理化性质进行了系统研究。结果表明,玻璃抛光废渣虽然主体是Si、Al、Fe、K、Na、Ca和Mg的硅酸盐,但含一定量的Pb、Ba、Cr、Mn、Zn、V、Cu和As等重金属元素,80%的粒径小于15μm,平均粒径为6.31μm,比表面积为480 m2/g,是一种细粉状浸出毒性较高的有害固废;烧结能有效地固封和固溶其中的重金属,可作为控制其污染和处置利用的有效措施。     

低水泥含量垃圾焚烧飞灰重金属离子蒸养固化实验研究

对垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)的矿物组成、微观形貌及其重金属浸出浓度进行了测试分析,结果表明,飞灰中Cd与Pb的浸出浓度远高于《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889—2008)规定的限值,在进行安全填埋之前需固化处理。引入水泥蒸养固化技术,减少水泥掺量,增加粉煤灰掺量来处理飞灰。研究了不同配比下固化体的抗压强度以及不同飞灰掺量对固化体浸出浓度的影响。结果表明,蒸养后的固化体抗压强度基本都能达到安全填埋的要求,其重金属浸出浓度都低于GB 16889—2008规定的限值,可以进行安全填埋。     

粉煤灰对猪粪堆肥重金属形态及浸出特性的影响

本研究以猪粪为原料,粉煤灰为钝化剂进行好氧堆肥,通过Tessier连续提取法与pH-依赖性浸出实验,研究粉煤灰对堆肥前后重金属形态及不同pH条件下重金属的浸出特性的影响。结果表明,粉煤灰对Zn的钝化效果较Cu更为显著,与原料相比Zn的残渣态增幅为18.97%。堆肥的浸出实验表现出很强的pH依赖性,Cu、Zn和DOM的浸出浓度在中性条件下(pH 6~8)低,在酸性(pH6)和碱性(pH8)环境中高。在pH为3~9的范围内,添加粉煤灰的实验组中Cu和Zn的浸出浓度低于对照组。因此,添加粉煤灰可降低堆肥重金属的浸出风险。     

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。     

电镀污泥基胶凝材料的制备及性质分析

将电镀污泥作为混合材料掺到水泥中,取代部分水泥熟料制备电镀污泥基胶凝材料。测定了胶凝材料试样的标准稠度用水量、凝结时间、胶砂流动度、强度等物理性能指标,同时分析胶凝材料试样的微观水化性能与累积孔体积,测定了胶凝材料的重金属浸出浓度。结果表明,在电镀污泥掺量为0.5%(质量分数,下同)时,制备的胶凝材料试样强度达到《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007)规定的52.5R级水泥强度标准;在掺量为1.5%、2.5%时,制备的胶凝材料试样强度达到GB 175—2007规定的42.5R级水泥强度标准,且重金属浸出浓度满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)要求。微观测试表明,电镀污泥的掺入使得水化放热总量降低。     

垃圾焚烧飞灰对染料（亚甲基蓝）的吸附性能

以垃圾焚烧飞灰为吸附剂对亚甲基蓝进行了吸附脱色实验。主要探讨了飞灰粒径、用量、温度、pH值和初始浓度等因素对亚甲基蓝吸附的影响,同时分析了吸附上清液中重金属Pb和Cr的浸出毒性。研究结果表明,在25—45℃、pH值2～12、飞灰用量1～5g范围内,经过180min吸附,亚甲基蓝的脱色率都达75％以上,最高可达99．46％。实验还得出,除重金属Pb外,吸附上清液中重金属的浸出量远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限定值。因此,若能降低重金属Pb的浸出,飞灰将具有应用于处理染料废水的巨大潜力。     

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.     

粉煤灰水热合成Y型沸石及其表征

针对固体废弃物粉煤灰的资源化利用问题,探索合成Y型沸石的实验方法。以燃煤锅炉产生的粉煤灰为实验对象,经过筛分、研磨、高温煅烧和酸浸等预处理方法来提高硅铝含量。将预处理后的粉煤灰加碱煅烧后与氢氧化钠水溶液混合,水热合成Y型沸石。结果表明:粉煤灰经过750℃煅烧1.5 h可以去除约15%的碳;用4 mol·L~(-1)的盐酸在90℃下处理2 h,粉煤灰中的铁、钙和硫等杂质可以分别减少约63.1%、87.3%和79.6%;粉煤灰预处理后的质量减少约51%;预处理后的粉煤灰经过加碱熔融处理,其中的石英和莫来石晶相物质被完全破坏,生成了新的晶相物质;当预处理粉末/碱的质量比为1∶1.2时,熔融产物经过水热反应(温度95~105℃、时间12~24 h)可以生成纯度良好、形貌规则的八面棱柱体Y型沸石;粉煤灰合成Y型沸石的BET等效比表面积可达389.44 m~2·g~(-1),孔容为0.348 mL·g~(-1),并具有优良的热稳定性。粉煤灰经过适当处理,可以在不外加硅、铝化学试剂以及模板剂情况下水热合成结晶度良好的Y型沸石。     

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.     

高效除磷型底泥陶粒对水体中磷的去除特性

以清淤底泥为主要原料,制得高效除磷型底泥陶粒,研究了其重金属浸出安全性,pH和投加量对磷吸附特性的影响,以及等温吸附线、吸附动力学。结果表明,在pH为2~10下,Zn、Cu、Pb、Cr的浸出质量浓度分别为0.042~0.083、0.005~0.026、0.038~0.058、0.032~0.077mg/L,远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3—2007)规定的标准限值。弱酸和弱碱有利于底泥陶粒除磷,最适pH为6,最佳投加量为3g。伪二级动力学方程能较好地拟合底泥陶粒对磷的吸附,等温吸附线更符合Langmuir等温吸附方程,升温有利于吸附的进行。     

铬离子对SBR工艺活性污泥毒性作用研究

针对重金属铬离子对SBR工艺系统中活性污泥的毒性作用,通过检测不同初始污泥容积指数(SVI)下SBR工艺活性污泥在不同铬负荷下的COD值、挥发性污泥浓度以及受铬离子影响的污泥容积指数(SVI),研究重金属铬离子对活性污泥的毒性作用以及对SBR工艺系统处理污水的影响。研究表明,重金属铬离子会导致SBR工艺系统出水COD升高;将铬离子对活性污泥的毒性作用按照挥发性污泥(MLVSS)铬负荷可划分为耐受范围、非耐受范围、细胞失活范围以及细胞分解范围。耐受范围铬负荷低于约30 mg Cr3+/gMLVSS,此范围内铬离子对于活性污泥的毒性作用不大,不致于导致系统出水水质变差;非耐受范围铬负荷在约30~65 mg Cr3+/g MLVSS,在铬离子作用下系统出水COD值明显高于对照系统;细胞失活范围铬负荷在约70~100 mg Cr3+/gMLVSS范围内,SVI大幅下降,微生物部份死亡和失活,出水COD尽管有一些下降,但与进水COD相比差不了多少;细胞分解范围铬负荷在约100 mg Cr3+/gMLVSS以上,微生物大量死亡,部分死亡细胞分解,系统出水COD值因微生物的死亡分解而超出进水COD值,受铬离子影响的系统SVI值大幅度降低。