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62.5μmol?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。     

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.     

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。     

剩余污泥焚烧灰分磷回收及其技术进展

焚烧渐渐成为剩余污泥终极处理、处置方式,而焚烧产生的污泥灰分中又包括了污水中绝大部分(>90%)的磷.因此,从焚烧灰分中回收磷也为污水磷回收提供了最佳位点.从污泥灰分中回收磷已存在一些适用技术,但灰分中重金属含量对工艺选择有重要影响,这可能会限制灰分直接用作农作物肥料的可行性与价值.因此,磷提取并纯化是灰分磷回收的重要技术步骤,同时也需兼顾工艺经济成本与环境影响.为此,本文从磷提取与磷纯化角度总结了目前灰分磷回收技术的国际研发进展,涵盖生物法、湿式化学法和热化学法;分析比较了不同方法在技术经济、环境影响及适用灰分方面的差别.生物法行之有效、环境影响小,但完成磷回收时间漫长;湿式化学法研发、应用最为广泛,但对环境影响较大;与污泥焚烧统筹合建可使热化学法更具经济性.然而,3类不同技术工艺并不具有相互替代性,需根据灰分成分进行合理选择.此外,前端污水处理以及中端污泥前处理也应与末端灰分磷回收相结合,尽量避免过多化学药剂投加带来的污泥灰分金属含量增加.污泥单独焚烧亦是决定灰分磷回收效率的关键.欧洲政策已明显支持污泥焚烧并从灰分中回收磷,政策和做法值得我国借鉴、学习.     

垃圾焚烧灰性质分析及控制方法

随着焚烧技术在垃圾处理方式中普遍采用,焚烧产生的灰渣数量也日益增加。灰渣与飞灰中有毒的重金属及有机物质会污染土壤与地下水,对人类健康造成极大的影响。本文对各类垃圾焚烧灰渣的物理化学性质及重金属浸出特性进行了详细的阐述,介绍了灰渣的毒性分析与控制方法。通过分析可知:为了避免灰渣二次污染应该重点控制铬、镉、铍、铅等重金属和二恶英、呋喃等有机物的污染;处置后的灰渣有害离子浸出能力降低,根据灰渣物理和工程性质,可以成为再生资源充当填充材料和混凝土与沥青路面骨料等。     

碱性系统中铁对铬的还原作用及其对飞灰中铬的浸出控制

为了控制焚烧飞灰中铬的浸出,将FeSO4加入焚烧飞灰水系统中和Cr(Ⅵ)的碱性水溶液中,试验二价铁(Fe(Ⅱ))对Cr(Ⅵ)的还原效果,并检验了Cr(Ⅵ)的还原产物的稳定性.热力学分析表明,碱性系统中Fe(Ⅱ)对Cr(Ⅵ)的还原受到Fe(Ⅱ)与O2反应的强烈竞争.实验结果也证实了暴露于空气的飞灰水系统中的Fe(Ⅱ)对铬没有明显的控制效果,但在碱性溶液相中过量的Fe(Ⅱ)却能快速有效地还原Cr(Ⅵ),且还原产物十分稳定.此外,焚烧飞灰中铬的溶出受到Pb、Ba、Ca等元素的干扰,不利于Cr(Ⅵ)的还原稳定.为了有效地稳定Cr(Ⅵ),Fe(Ⅱ)稳定飞灰的过程可分两步进行.试验结果还表明,在碱性系统中铁的氧化物氢氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附和沉淀效果十分有限.     

磁性生物炭的合成及对土壤重金属污染的钝化效果

为提高生物炭对土壤重金属的钝化能力,通过温和液相还原再氧化法制备了磁性生物炭材料.利用土壤培养实验,以0%、 0.3%、 0.6%和1.0%(质量分数)的比例向重金属污染土壤中施加磁性生物炭,考察磁性生物炭对土壤重金属污染的钝化修复效果及对土壤理化特性的影响,并对修复机制进行了探讨.结果表明,添加不同比例磁性生物炭后,土壤中Cd、Cu、Ni、Pb和Zn有效态含量均呈现不同程度的下降,且随着该材料添加比例的增加土壤中重金属有效态降幅随之增加.培养24 d后,Cd、Cu、Ni、Pb和Zn的钝化效率分别达到了27.52%、 49.55%、 55.83%、 27.33%和26.01%(添加量为1%),但土壤中重金属的形态并没有发生显著变化,可能主要与重金属和生物炭之间相对较弱的结合机制有关.同时,磁性生物炭的添加改善了土壤的理化性质,其中pH值提高0.7个单位,脱氢酶活性提高6倍,过氧化氢酶活性和有机质分别提高37.06%和22.11%.     

超积累植物伴矿景天的焚烧处置及重金属浸出毒性研究

利用流化床焚烧炉与热重分析仪,研究镉(Cd)、锌(Zn)超积累植物——伴矿景天的焚烧失重与飞灰中重金属分布规律。同时,研究不同焚烧温度工况下旋风灰、布袋灰的基本特性和浸出毒性差异,以期为修复植物焚烧产物的进一步处置和资源化利用提供支持。结果表明:伴矿景天焚烧失重可分为水分蒸发、快速裂解和固定碳燃烧3个阶段;旋风灰和布袋灰粒径均呈正态分布规律,且布袋灰粒径更小;2种飞灰的微形貌复杂多样,多为杆状、小球状、不规则的聚合体以及蜂窝状多孔结构;飞灰中Cd、Zn和Pb浓度均随温度升高呈先升高后降低的现象,并在800℃时达到最大值。2种飞灰的TCLP重金属浸出毒性均远超标准限值,存在严重浸出风险。     

电镀污泥焚烧残渣中的Cu、Ni形态分析

电镀污泥的安全处置治理和资源化利用已成为研究热点,采用改进的BCR和Sposito顺序浸提法考察了不同温度(200,400,600,800℃)焚烧电镀污泥残渣中重金属Cu、Ni的赋存形态分布特征。结果表明:焚烧处理具有显著的减量化效应,重金属铜的残留率为98.6%～90.3%,高于镍(88.6%～76.3%),残渣中的Cu、Ni重金属呈现出富集效应。形态分析表明,随着焚烧温度的提高,生物可利用性形态含量呈现下降趋势,实现了不稳定态向稳定态的转化。     

生石灰在污泥重金属钝化中的应用

城市污水处理厂的剩余污泥中含有很多对环境有害的重金属,如何降低这些重金属的析出风险,是污泥土地利用前必须解决的关键问题之一。通过BCR提取法分析了生石灰投加前后污泥中重金属的形态分布。结果表明,生石灰能钝化污泥中的重金属,明显降低污泥中不稳定态重金属的含量。     

新标准下垃圾焚烧飞灰化学稳定技术的比选和研究

研究了新的生活垃圾填埋场污染控制标准(GB168892008)实施后,飞灰要进入生活垃圾卫生填埋场时传统的重金属稳定方法可行性,并在此基础上提出了新的复合药剂稳定法.研究结果表明,已经报道的化学药剂稳定法均有必要重新检验其对重金属的稳定效果是否满足新的填埋标准的要求.绿矾与TMT-18配合使用、绿矾用量为25%（质量分数）以下、TMT-18的用量为8‰左右时完全可以使飞灰中所有重金属浸出浓度满足新的填埋标准要求,是处理二噁英含量不高于3 ng·g-1(以TEQ计)飞灰的一种经济处理技术.对二噁英含量高于3 ng·g-1 (TEQ)的飞灰,采用绿矾辅助水热处理的方法可以稳定包括Pb、Cd在内的所有重金属和降解二噁英使之符合新填埋标准对飞灰填埋的要求.     

硫氨磷基阻滞剂对飞灰特性的影响及对二噁英的阻滞效果

阻滞剂技术由于操作简单、成本低和效率高等优点,被广泛应用于实际生活垃圾焚烧炉,逐渐成为控制二噁英生成的重要技术之一。选取某台典型循环流化床生活垃圾焚烧炉为研究对象,通过高精度给料设备向余热锅炉两侧喷射硫氨磷基阻滞剂,研究阻滞剂对飞灰物化特性影响及其对二噁英的阻滞效果。结果表明:硫氨磷基阻滞剂对飞灰中的PCDD/Fs有很好的阻滞效果,喷射阻滞剂后飞灰中PCDD/Fs毒性当量从2.31 ng I-TEQ/g降至0.23 ng I-TEQ/g,阻滞率达到90.0%;阻滞剂主要通过减少氯源、改变飞灰粒径及表面特性等实现飞灰中二噁英的高效阻滞。此外,阻滞剂对飞灰中部分重金属有一定的固化作用,其中对Pb固化效果最好,达到49.02%。该成果可为后续硫氨磷基阻滞剂的工业化应用提供技术支撑。