生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术综述

生活垃圾焚烧飞灰属于危险废物,含有汞、铅、镉等多种重金属,重金属在特定条件下会浸出,因此飞灰在填埋处置前须进行稳定化处理.分析了目前常用的水泥固化、熔融固化、化学药剂稳定化三种飞灰稳定化技术的优缺点,重点介绍了目前常用的化学药剂稳定化技术中有机重金属螯合剂(水溶性的螯合高分子,与重金属离子反应形成不溶于水的高分子螯合物,从而使飞灰中的重金属固定下来)的种类和研究应用情况,以期为垃圾焚烧企业飞灰稳定化处理提供相应的技术支持.     

CO2对飞灰稳定化效果的影响

用CO2作为化学稳定剂或辅助稳定剂处理三种不同的来自实际垃圾焚烧厂的飞灰，并对处理后的飞样进行浸滤实验来衡量稳定效果。结果表明二氧化碳对飞灰中所含的重金属Pb和Cd具有稳定效果，对飞灰中的Cr有促进溶出的效果。当以磷酸盐和绿矾为稳定剂稳定飞灰中的重金属时，先采用CO2进行预处理基本不影响对Pb和Cd的稳定效果，但对Cr的浸出控制有明显的促进效果。     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果.3种巯基捕收剂的用量均为62.5　μmol·g^-1飞灰.扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊.利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性.在0.1 mol·L^-1醋酸浸提条件下,与Na₂S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na₂S处理（52.4%）. 3种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应.重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解.为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要.     

采用巯基捕收剂稳定化处理垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了3种巯基捕收剂,二乙基二硫代氨基甲酸钠（乙硫氮）、乙基黄原酸钾（乙基黄药）和二丁基二硫代磷酰铵（丁铵黑药）,对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果。3种巯基捕收剂的用量均为62.5μmol?g-1飞灰。扫描电镜观察发现,飞灰经稳定化处理后,巯基捕收剂均匀地覆盖于飞灰晶体表面,使矿物晶体棱角变得模糊。利用酸浸提程序（TCLP法）和水浸提程序（水平振荡法）评价飞灰中重金属Cu、Pb、Cd、Cr和Zn的浸出毒性。在0.1mol?L-1醋酸浸提条件下,与Na2S相比,巯基捕收剂对Cu和Pb的稳定化效果较好,其中乙硫氮对Cu的稳定化比率接近100%,丁铵黑药对Pb的稳定化比率达到69.2%;在水浸提条件下,乙硫氮、乙基黄药和丁铵黑药对5种重金属的稳定化比率分别为72.6%、73.5%和76.8%,显著高于Na2S处理（52.4%）。三种巯基捕收剂对5种重金属亲和力的强弱顺序大致为Cu＞Pb＞Cr＞Cd＞Zn,并且超过60%的巯基捕收剂与酸可浸提重金属离子发生了螯合沉淀反应。重金属-巯基捕收剂絮凝物在中性和碱性条件下（pH>6）比较稳定,在酸性条件下（pH<6）可发生部分溶解。为获得较好的重金属稳定化效果,维持稳定化飞灰的高酸缓冲容量十分重要。     

生活垃圾焚烧飞灰稳定化处理新工艺的研究

在生活垃圾焚烧处置过程中，会产生一定量的飞灰（Fly Ash）．飞灰中含有危害环境的有害元素，根据国家有关规定，必须按危险废物处置。文章介绍了传统的水泥稳定化处理飞灰的工艺及应用射流技术稳定化处理飞灰的新工艺；对磷酸盐固化剂的固化机理及配比进行了分析；并对新老工艺的成本进行了比较。     

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...     

重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化技术研究

进行了垃圾焚烧飞灰的新型稳定化药剂－－重金属螯合剂的实验室研究,探讨了本螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化工艺流程及处理效果。结果表明,本螯合剂夺悄灰中重金属的总捕集效率高达９７％以上,其效果显著优于无机稳定化药剂Ｎａ２Ｓ和石灰,且处理后的飞灰能达到重金属废物的填埋控制标准,同时,其处理后的飞灰的最大浸出量远低于无机稳定化药剂处理后的飞灰,且能在较宽的ｐＨ范围内都具有好的稳定化效果,减少了稳定化产物在环境     

生活垃圾焚烧飞灰稳定化和资源化处理初探

垃圾焚烧飞灰中含有较高浓度的铅、镉等重金属，以及痕量级二噁（口英）类等有机物，因此被列为危险废物。飞灰一般经适当的稳定化预处理后。才可进入危险废物填埋场填埋处置。文章简要介绍了几种垃圾焚烧飞灰的稳定化处理技术（水泥固化技术．熔融固化技术、化学药剂稳定化技术），以及飞灰的资源化处理技术，以期为飞灰处理技术的进一步研究作铺垫。     

金山湖底泥重金属稳定化处理效果及机制研究

采用氧化钙和过氧化钙及二者混合物对底泥中的重金属进行稳定化试验,研究了稳定化后底泥中重金属迁移情况,并对底泥重金属稳定化技术的机制进行初步探讨.酸雨淋溶试验结果表明,底泥经CaO、CaO CaO2、CaO2稳定化后, pH=2.9时, Zn迁移到第3层,其首层迁移量分别为96、97和93mg/kg,而空白试验中Zn迁移至第6层,首层迁移量为128mg/kg; pH:5.0时, Zn迁移到第3层,其首层迁移量分别为87、90和89mg/kg,而空白试验中Zn迁移至第5层,首层迁移量为112mg/kg,这说明稳定化底泥中Zn的迁移速度和首层迁移量均有降低,3种稳定化药剂能够降低其在土壤中的迁移能力;淋溶液pH值对Zn的迁移能力有影响, pH较高能够减缓Zn在土壤中的迁移速度,降低其首层迁移量; Ni和Cd的酸雨淋溶试验也可得出同样结论.重金属稳定化机制试验结果表明,经上述3种药剂稳定化处理后,底泥pH值由6.76分别上升到8.33、8.15和8.21, TOC含量分别降低5%、10.9%和13.1%; Zn、Ni和Cd的稳定态含量分别增加10.6%、1.7%和4.5%,这是导致重金属迁移能力下降的主要原因;由此可见,3种药剂对同一金属的稳定化作用无明显差异;从不稳定态向稳定态转化的比例来看,稳定化药剂对不稳定态金属的稳定能力次序为: Zn>Cd>Ni.     

城市污泥中重金属的去除及稳定化技术研究进展

降低城市污泥中重金属含量及其生物有效性是污泥土地利用中的关键问题。介绍了城市污泥中重金属的含量和化学形态分布,重点阐述了重金属的稳定化及去除方法,包括堆肥处理、化学溶液清洗法、生物淋滤法和电动修复等。     

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.     

污泥焚烧细颗粒物中重金属赋存形态的研究

以沈阳市某污水处理厂剩余污泥为原料,采用小型流化床对污泥进行焚烧,利用布袋和荷电低压颗粒物撞击器（ELPI+）对细颗粒物进行收集,研究焚烧温度、污泥粒径、CaO的添加量对重金属赋存特性和细颗粒物微观形貌的影响,利用热力学软件FactSage7.2研究焚烧过程中重金属化学形态的变化.结果表明,随着焚烧温度的升高,残渣态变化最为明显,Cd、Cr、Cu、Pb和Zn 5种重金属的残渣态增幅均在15%以上,其中重金属Cd的变化最为明显,残渣态增幅高达29%.随着污泥粒径的增大,矿物质和焦炭颗粒的破碎程度减小,最终以矿物质和焦炭破碎为来源的一些粒径较大的细颗粒物数量增加.此外,总体上重金属的赋存形态随着粒径的增加向着稳定的趋势发展.在焚烧过程中CaO是可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进细颗粒物之间的成长和团聚.随着CaO的添加,细颗粒物聚并成了一个更大的球状颗粒整体.     

不同含磷物质对重金属污染土壤-水稻系统中重金属迁移的影响

通过水稻盆栽试验研究磷酸氢二钠(DSP)和羟基磷灰石(HAP)对污染土壤中重金属(Pb、Cd、Zn)向水稻迁移的影响.结果表明,①DSP和HAP都显著提高了土壤pH值和有效磷含量(p0.05),降低了土壤中Pb、Cd、Zn交换态含量,且HAP降低重金属交换态的效果较DSP好.水稻地上部分重金属含量与土壤中重金属交换态含量呈明显正相关关系,说明DSP和HAP通过降低土壤中重金属交换态含量从而达到减少重金属向水稻中迁移的目的.②DSP和HAP明显降低了水稻各器官Pb、Cd的含量,同时使水稻根、壳、糙米中Zn含量降低,但增加了茎叶中Zn的含量.与对照相比,DSP和HAP分别使糙米中Pb、Cd、Zn最大降低了48.72%、22.22%、25.35%和62.82%、66.67%、39.88%,但是糙米中Pb、Cd含量仍未达到食品卫生标准限值(GB2762—2012).③DSP和HAP处理都使水稻根干重逐渐减少,使茎叶、壳、糙米干重先增加后降低,在0.12 g·kg-1时使水稻糙米产量最大.综上,DSP和HAP都能有效控制土壤中Pb、Cd、Zn向水稻中迁移,且HAP效果比DSP好,但磷添加量不宜过高.     

城市垃圾焚烧发电项目烟气中重金属干沉降对土壤的影响

焚烧炉烟气中重金属沉降造成的土壤污染是城市垃圾焚烧发电项目环境影响评价及环境保护管理工作关注的重点。以某城市垃圾焚烧发电项目为例,在确定焚烧炉排放源强及气象数据等资料的基础上,采用AERMOD模型预测焚烧烟气中Pb、Hg、Cd的沉降特征和对项目所在区域土壤环境质量的影响。结果表明:土壤中污染物浓度随离源距离的增加均呈现出先上升后下降的趋势,其中Hg的占标率最大为27.2%,其次Cd为21.8%,Pb的占标率最小为4.7%,预测的重金属浓度均满足《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值要求;污染物分布与风密切相关,利用污染系数衡量风对污染物扩散传输的影响,可知污染扩散距离北向大于南向、东向大于西向,南北向大于东西向,污染系数与污染物沉降量分布一致。研究可为气体涉重金属污染物扩散沉降对土壤环境影响相关领域的科研、应用工作提供参考和借鉴。     

深度脱水污泥焚烧过程中调理剂的热转化行为及其对重金属挥发的影响

采用化学热力学平衡分析方法,应用污泥实测数据模拟计算了深度脱水后污泥焚烧过程中调理剂的热转化过程及逸出产物,并预测了含Cl调理剂与CaO耦合作用对重金属迁移转化及排放的影响.研究结果表明,污泥添加单一调理剂Al_2(SO_4)_3、Fe_2(SO_4)_3、FeSO_4、AlCl_3及FeCl_3后,Fe和Al在高温下主要以Al_2O_3(s)和Fe_2O_3(s)存在,主要气态产物是HCl和SO_2.调理剂CaO和FeCl_3共存且含量增加时,焚烧过程中HCl(g)逸出过程变慢,并且Fe_2O_3(s)易于和CaO(s)作用导致Fe_2O_3(s)存在温度区间变窄.污泥未添加调理剂焚烧过程中,重金属Cd、Pb、Cr、Tl、Hg、As易于以Cd(OH)_2(g)、PbO(g)、CrO_2(OH)_2(g)、AsO(g)、Hg(g)、Tl(g)形式挥发,而Cu、Zn、Ni以其氧化物形式存在而难挥发.调理剂FeCl_3及CaO添加到污泥后,重金属(Cd、Pb、Cu、Zn、Ni、Hg、Tl)的分布受FeCl3的影响大于CaO,导致其形成重金属氯化物而挥发,而Cr和As与CaO作用生成CaCr_2O_4(s)、Ca_3(AsO_4)_2(s)热稳定化学物,抑制了Cr、As的挥发.当脱水污泥与含硫化物掺烧时,重金属(Pb、Cu、Zn、Ni)挥发受到Cl的影响大于S,在低温区间其主要以硫酸盐为主,在中高温区间以氯化物存在,而Hg和Tl不受硫化物影响.     

不同处理方法对硅灰稳固化垃圾焚烧飞灰重金属的影响

向飞灰中添加硅灰与一定比例的去离子水,混合均匀后分别进行自然养护、蒸汽养护和中温热处理.研究了自然养护和蒸汽养护条件下硅灰不同添加量对垃圾焚烧飞灰浸出毒性的影响,考察了蒸汽养护样与中温热处理样的重金属化学形态分布、晶体结构和微观形貌变化.结果表明：自然养护和蒸汽养护条件下,随着硅灰添加量由0%升至10%,飞灰中Pb、Cd、Cr和Cu的浸出浓度均随之降低.硅灰添加量为10%时,硅灰蒸汽养护样中Pb、Cd、Cr和Cu的浸出浓度略低于硅灰自然养护样,金属化学形态分布相比原灰变化较小;硅灰中温热处理对飞灰中Pb、Cd、Cu和Zn处理最为彻底,4种金属残渣态占比相比原灰分别从原灰的37.12%、11.82%、44.30%和51.94%升高至84.75%、75.49%、77.20%和67.40%,酸溶态分别由原灰的3.99%、54.92%、6.56%和10.49%降低至0.44%、9.37%、2.72%和3.59%.     

污泥中重金属生物沥滤的工艺参数优选和反应机制探讨

筛选污泥生物沥滤中硫杆菌混合菌液的最佳接种量,并对生物沥滤的重金属形态变化和酸化过程等进行探讨.结果表明,采用2%接种量时,污泥中Cu Cu2 ,Pb2 和Zn2 可在4～6d达到与高接种量相同的沥出效率,沥出率分别为96 5%,41 4%和82 9%.Cu Cu2 从污泥中的沥出主要是通过直接机制由硫化物转变为交换态,Pb2 的沥出主要是由直接机制和间接机制的共同作用将碳酸盐结合态和硫化物结合态转变为交换态,而大部分Zn2 通过间接机制由有机结合态和碳酸盐结合态沥出.污泥在硫杆菌的产酸作用下,pH值呈下降趋势,最终稳定在1 6左右.另外分析了沥滤液中NH 3 N变4 N、NO-化以说明生物沥滤过程中污泥细胞的水解情况.     

Impact of municipal solid waste incineration on heavy metals in the surrounding soils by multivariate analysis and lead isotope analysis

Municipal solid waste(MSW) incineration has become an important anthropogenic source of heavy metals(HMs) to the environment. However, assessing the impact of MSW incineration on HMs in the environment, especially soils, can be a challenging task because of various HM sources. To investigate the effect of MSW incineration on HMs in soils, soil samples collected at different distances from four MSW incinerators in Shanghai, China were analyzed for their contents of eight HMs(antimony, cadmium, chromium, copper,lead, mercury, nickel, and zinc) and lead(Pb) isotope ratios. Source identification and apportionment of HMs were accomplished using principal component analysis and Pb isotope analysis. Results indicated that the relatively high contents of cadmium, lead,antimony, and zinc in the soils at 250 m and 750–1250 m away from the MSW incinerators were related to MSW incineration, while the elevated contents of the other four HMs were associated with other anthropogenic activities. Based on Pb isotope analysis, the contribution ratio of MSW incineration(which had been operated for more than 14 years)to the accumulation of Pb in soil was approximately 10% on average, which was lower than coal combustion only. Incinerator emissions of Pb could have a measurable effect on the soil contamination within a limited area(≤1500 m).     

垃圾焚烧飞灰熔融过程中重金属分离效果影响因素研究

采用重庆同兴垃圾焚烧发电厂产生的焚烧飞灰,在感应炉上进行熔融处理实验研究,探讨了熔融温度、熔融时间、碱度等因素对熔融过程中重金属分离效果的影响.结果表明,重金属的挥发率按其熔沸点高低区分明显,Pb、Zn和Cd的挥发率较高,分别为80%、60%和95%左右;Cr、Mn的挥发率均低于10%.随着熔融时间、熔融温度和碱度的增加,Pb、Zn、Cd、Mn、Cr的挥发率变化趋势不明显;铁浴熔融方式可进一步促进Zn、Pb、Hg的挥发,有利于Cr、Cu从熔渣中分离出来,与生铁形成合金.对熔渣的浸出毒性测试结果表明,重金属元素的浸出毒性均可达标(GB5085.3-1996).     

生活垃圾焚烧厂周边土壤中PCDD/Fs及重金属含量

为了解城市生活垃圾焚烧发电厂周边表层土壤中二噁英、重金属来源及分布特征,选取成都地区3座典型生活垃圾焚烧厂作为研究对象,开展了周边土壤中17种多氯二苯并对二噁英/呋喃（PCDD/Fs）及11种重金属含量监测.结果显示,土壤样品中的PCDD/Fs和重金属的浓度范围分别为0.25~7.5ng I-TEQ/kg和0.23～580.57mg/kg;3座垃圾焚烧厂周边土壤中多氯二苯并呋喃（PCDFs）的毒性当量浓度贡献率要高于多氯二苯并二噁英（PCDDs）,PCDFs毒性当量浓度平均贡献率达到55%;土壤样品中Cd、Hg、Pb、Cu、Zn之间具有良好的相关性,Hg、Pb、Zn与部分PCDFs具有良好的相关性,相关系数r分别为0.792、0.760、0.788,所对应的p值分别为0.034、0.047、0.035,并被归类为同一聚类,可将这部分重金属元素作为重金属示踪剂来表征PCDFs的来源.