飞灰热处理过程中基本特性研究

对不同粒径飞灰中重金属的分布情况进行了研究，并采用高温熔融管式电炉试验装置，对垃圾焚烧飞灰进行了高温热处理研究，探讨了热处理过程中飞灰减重率和重金属挥发率的变化规律，并对飞灰热处理后的收集物进行XRD实验。结果表明，Cd和Pb在小粒径飞灰中含量较高，Zn和Cu的分布与飞灰的粒径分布相似，Cr富集于相对较大粒径的飞灰中。热处理过程中，1 150 ℃和1 350 ℃时飞灰减重率增长快，而在650～1 050 ℃之间减重率增长缓慢，仅从8%增加至17%。飞灰中重金属经热处理后，挥发率依次为Pb＞Cd＞Cu＞Zn。XRD实验结果表明，Pb主要以双金属氯化物（KPb₂Cl₅）形式挥发。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属的受热特性

研究了飞灰重金属在不同煅烧温度下的挥发情况及其存在形态.结果表明:重金属挥发能力由强到弱依次为Hg＞Pb＞As、Cd＞Zn＞Cr、Ni、Cu;其中Hg、Pb、As和Cd属易挥发重金属,在1 150 ℃时几乎全部挥发;Zn属较易挥发重金属,1 150 ℃时的挥发率在40%～50%;Cr、Ni和Cu属难挥发重金属,在1 150 ℃的挥发率不超过10%;在400～1 150 ℃,随温度的升高,部分Zn、Hg、Cu、Pb、Cd、Ni和As由可溶态向残渣态、铁锰氧化态转化;在400～900 ℃,随温度的升高Cr可溶态比例减少,而在900～1 150 ℃,随温度的升高其可溶态比例增加.     

熔盐法处置高熔点垃圾焚烧飞灰重金属的浸出特性

对熔盐法处置高熔点垃圾焚烧飞灰重金属离子浸出特性进行了实验研究。结果表明,熔盐物料组成、熔盐温度和热处理气氛对重金属离子的热挥发特性具有重要影响。在还原性气氛条件下,热处理温度为900~1 000℃,添加质量分数为10%~50%的CaCl_2的氯化钠熔盐中处理2 h后,垃圾焚烧飞灰渣中Pb、Cd、Cu和Zn等重金属浸出浓度降低90%以上,可以完全达到生活垃圾填埋场填埋标准。在此过程中,灰渣较原灰可减轻50%,同时转化成具有良好胶凝性能的水泥活性混合材料,XRD测试表明其晶体矿物组成为硅酸二钙、硅酸三钙和阿里尼特以及硫酸钙等。     

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。     

铁盐对污泥飞灰共热解产物浸出浓度的影响研究

采用热解法,研究了不同铁盐种类及添加量时污泥与飞灰共热解产物的重金属浸出浓度,同时对污泥飞灰的混合比例进行进一步讨论以确定经济有效的新型处置工艺。结果表明:整体上,不同铁盐对Cd、Pb、Cu和Zn浸出的影响差异显著;单独添加Fe_2(SO_4)_3时,热解炭中Cd、Pb、Cu和Zn浸出浓度比单独FeSO_4时低约67.8%、31.0%、62.8%、45.8%。添加Fe_2(SO_4)_3使Fe添加量为干污泥质量的0.5%时,可以有效降低大多数重金属的浸出浓度。污泥飞灰的混合比例对As、Cd、Pb和Zn浸出的影响差异显著。热解温度为500℃,干污泥∶飞灰质量比为2∶1时,加入Fe_2(SO_4)_3(Fe添加量为干污泥质量的0.5%)后,热解炭可在生活垃圾填埋场中填埋。     

超临界水无害化共处理PVC和医疗垃圾焚烧飞灰的可行性探讨

采用超临界水氧化降解PVC同时无害化处理医疗垃圾焚烧飞灰,利用PVC脱氯形成的中间产物盐酸提取医疗垃圾焚烧飞灰中的重金属,达到飞灰无害化的目的。结果显示,超临界水可以将飞灰颗粒打碎,从而提高盐酸提取重金属的速率和效果,但是在超临界水中还存在重金属的固定过程,过长的反应时间和过高的反应温度都会降低重金属的提取效率。在提取过程中,Cu和Zn优先于Pb被盐酸浸出,而Pb被浸出后很容易被超临界水进一步固定。综合考虑重金属在超临界水中的变化特性,总结出超临界水处理飞灰和PVC的最佳条件为:PVC与飞灰质量比0.5:1,温度400℃,提取时间90 min。处理后的飞灰再次经过水洗后,其重金属浸出浓度低于USEPA规定的限制值。本研究为飞灰的无害化处理提供一条新的思路。     

污泥焚烧底灰中重金属残留特性的实验研究

利用原子吸收分光光度计和程序控制温升炉研究了沈阳市污水处理厂污泥在不同焚烧工况下重金属Cu、Cr、Cd、Zn、Ni和Pb在焚烧底灰中的残留特性。考察了升温速率、焚烧温度、含水率以及停留时间等因素对重金属在污泥底灰中的残留特性的影响。实验表明 ,Pb、Cd和Cu在灰渣中的残留率随着温度和停留时间的增加而降低。大部分的重金属元素Zn、Cu和Cr残留在灰渣中 ,Cd、Pb和Ni部分残留在灰渣中     

养护条件对二次铝灰-垃圾飞灰基地聚物中重金属稳固化的影响

以添加Si O_2粉末后的二次铝灰和垃圾焚烧飞灰为原料,经过碱激发制备地聚物固化体。将制备好的地聚物固化体样品分别放在30、35、40、45和50℃,相对湿度为80%的恒温恒湿培养箱内养护,探究不同养护条件对固化体中重金属浸出特性的影响,并考察生活垃圾焚烧飞灰处理前后重金属化学形态、晶体结构和微观形貌的改变。结果表明:重金属Cr的相对浸出率在30~45℃下降明显,45~50℃内趋于平缓;而Cd和Pb的相对浸出率在30~40℃略微上升,40~50℃呈下降趋势,并且Pb的相对浸出率在40~45℃下降明显;Zn的相对浸出率随着养护温度的升高缓慢下降。重金属Cr、Cd、Zn和Pb的相对浸出率在前10 d内下降较大,10~14 d下降缓慢。当养护温度为50℃时,地聚物中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的浸出浓度分别降到0.172、0.072、0.218和3.803 mg·L~(-1),满足《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889-2008)的浸出要求。     

产黄青霉浸出修复重金属污染土壤

采集铅锌冶炼厂周边表层土壤,分析其污染情况,并用产黄青霉菌浸出修复,用正交法考察温度、培养基pH值和浸出时间对浸出率的影响,拟寻找最佳修复方案。结果表明:根据GB 15618-95二级土标准值,铅锌冶炼厂周边表层土壤中Zn和Cd已达重度污染程度,Cu达中度污染,Pb为轻度污染,Cr未污染;综合污染指数表明铅锌冶炼厂周边表层土壤已达严重污染程度;Pb和Zn的最适浸出温度为30℃,Cd和Cu的最适浸出温度为20℃;当培养基pH值为7.0时,Pb、Zn、Cd和Cu的浸出率之和最高,Pb和Zn的浸出率之和均在浸出7 d时最高。极差分析表明,培养基pH值和浸出时间是影响产黄青霉浸出修复重金属污染土壤的主要因素;方差分析表明,培养基pH值和浸出时间对Zn的浸出率影响显著,3种因素对Pb、Cd和Cu浸出率的影响均不明显。当温度为30℃,pH值为7.0,浸出7 d时各重金属的浸出率均最高,故产黄青霉浸出修复重金属污染土壤的最优方案为A2B2C3。     

燃烧条件对灰渣中重金属元素形态的影响

根据改进了的BCR连续提取法,重金属元素形态分为酸可提取态、氧化物结合态、有机物结合态和残渣态,实验研究了不同燃烧温度、空气流量和燃烧气氛对燃煤重金属(Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb)的形态分布和挥发特性的影响规律。结果表明:在原煤和灰渣中,各重金属元素均主要以稳定的残渣态存在;8种重金属元素的挥发性难易程度顺序为Pb、Cd、ZnAs、Cr、Ni、CuMn;燃烧温度从650℃升至1 050℃过程中,各重金属元素4种存在形态的逸出率逐渐升高,逸出率最低增大幅度为20%,最高达60%;随空气流量的增大,重金属元素的有机物结合态和残渣态加速分解和挥发,各重金属元素的逸出率不断增大;除元素Mn和Ni较易于在贫氧气氛中挥发外,元素Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb均在富氧气氛中比较易于挥发气化。     

酸洗-电沉积联用技术回收垃圾焚烧飞灰中的重金属

垃圾焚烧飞灰中的重金属浸出能力强、毒性大,属于危险废物,若处置不当将会对环境造成严重污染。采用酸洗-电沉积联用技术,考察硝酸浓度、液固比和酸洗时间对重金属去除率的影响,研究电沉积电压和时间对酸洗废液中重金属回收率的影响,同时评估处理后飞灰的浸出毒性。结果表明,在浓度为2 mol·L^-1、液固比为25的硝酸中浸渍洗涤60 min条件下,酸洗能成功去除飞灰中95.26%的Zn、83.06%的Pb、72.62%的Cu和97.85%的Cd;在电压为14 V,电沉积4 h的条件下可回收酸洗废液中95.80%的Zn、 99.04%的Pb、79.95%的Cu和90.37%的Cd。对Zn、Pb、Cu、Cd的连续提取和浸出毒性测试表明,处理后飞灰易浸出组分占比降低,残余态物质占比提高,重金属浸出质量浓度符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)要求,可直接进行填埋或作为非危废固体进行资源化利用。本研究结果可为飞灰中重金属脱除和回收利用提供参考。     

城市生活垃圾焚烧飞灰与矿山废水共处置技术研究与工程应用

以城市生活垃圾焚烧飞灰和矿山酸性废水无害化处理为研究对象,设计了一条城市生活垃圾焚烧飞灰与矿山酸性废水共处置技术路线,利用焚烧飞灰和矿山酸性废水的酸碱性,加入重金属稳定化药剂,经处理可实现矿山酸性废水和垃圾焚烧飞灰中重金属的有效去除和稳定。矿山酸性废水的p H由2.33升至中性,废水中重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Mn、Fe和As等浓度均有下降,可满足国家《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)相关标准;垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Zn和Cd浸出浓度分别降低了92.1%、73.4%和95.2%,满足危险废物鉴别标准(GB 5085.3-2007)。     

危险废物焚烧灰渣熔融过程中重金属元素热力学平衡计算

熔融固化是目前危废焚烧灰渣处置的有效方法之一。为了能够有效地控制熔融过程中重金属元素的迁移,采用HSC Chemistry软件模拟研究了重金属元素As、Pb、Zn、Cu、Ni、Cr等在熔融过程中的物质变化历程,考察了不同气氛、温度、氯化物种类的影响。结果表明:在还原性气氛下,As、Pb几乎100%以As S(g)和Pb S(g)的形式挥发进入气相;Zn主要以气态金属挥发,1 500℃时90.8%的Zn进入气相;Cu、Ni、Cr与灰渣中的Fe2O3、Al2O3等形成不易挥发的化合物,几乎完全被熔渣固化。氧化性气氛有利于各重金属元素的固化,除46.47%的Pb以Pb Cl2(g)、Pb Cl(g)、Pb O(g)的形式挥发外,其余重金属元素均能被固溶在渣中。与灰渣中Na Cl相比,Ca Cl2不影响As、Cr的平衡形态分布,但能促进Pb、Zn、Cu、Ni以气态氯化物的形式挥发进入气相,不利于重金属元素的固化。     

水泥对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化研究

采用水泥固化法处理垃圾焚烧飞灰,研究了飞灰与水泥质量比、养护时间、添加剂和化学预处理对垃圾焚烧飞灰固化块中重金属Zn、Pb、Cu、Cd、Cr浸出的影响.结果表明,当飞灰与水泥质量比为3:4,养护时间为11d的条件下,以砂浆塑化剂为添加剂,固化块Pb、Cu、Cd和Cr的浸出浓度分别降低了72.4％、70.6％、60.0％...     

CaCl2高温热处理垃圾焚烧飞灰中重金属的挥发特性

以深圳市某垃圾焚烧厂飞灰为原料,采用高温管式电阻炉,研究了在0．6L／minN,气氛下,CaCl2在不同添加量、处理温度及处理时间下对飞灰中重金属Pb、Cd、Zn和Cu挥发特性的影响,并对收集到的二次飞灰进行成分及物相分析。结果显示,X射线衍射仪和EDS分析表明,二次飞灰主要是由NaCl、KCl和部分SiCl4组成,zn主要以K2ZnCl4形式挥发,而Pb则主要以氧化物PbO和Pb3SiO5的形式挥发。最终得到CaCl2热处理飞灰的最佳二次气化条件：以0．6L／minN,为载气,添加14wt％的CaCl2,在1100℃高温下处理2．5h。经CaCl2热处理后的剩余飞灰,其浸出毒性达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》要求。     

污泥与煤、木屑燃烧过程中重金属排放特性研究

为了考察燃料燃烧过程中重金属的迁移转化规律,对污泥、煤与木屑及其混合物在不同温度下氧气中燃烧灰渣中的重金属元素进行分析。结果表明,燃料中重金属在高温燃烧时表现出不同的挥发特性,大部分元素随着温度的升高挥发率增加,其中Cd、Pb和Zn元素挥发性较强,Cr、Cu和Ni挥发性较弱。污泥与木屑混合燃烧灰渣仍以污泥灰为主,重金属含量与污泥灰相近,污泥中混入煤后使灰中大部分重金属含量有所降低。燃烧过程会改变重金属存在形态,污泥与煤原料中以酸溶态和可还原态存在的重金属含量较高,具有较强的生物有效性和迁移性,而燃烧灰渣中酸溶态和可还原态含量显著下降,混合燃烧灰渣中除As外的其他重金属几乎全部以残渣态存在,其含量达到90％以上,焚烧过程有效降低了燃料灰渣中重金属的生物毒性。     

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.     

超积累植物与煤在混烧过程中重金属的迁移特性

通过在管式炉中进行了煤与超积累植物——伴矿景天的混烧实验,主要研究了不同燃烧温度、不同氮氧比气氛以及煤与伴矿景天的不同混合质量比对混烧过程中重金属(Cd、Zn与Pb)迁移情况的影响,并应用XRD技术分析灰渣中重金属的存在形式。实验分析表明:升高温度能在不同程度上增强Cd、Zn与Pb的挥发,提高其在飞灰中的含量;与单独燃烧伴矿景天相比,煤与伴矿景天混烧更有利于Cd和Zn保留在底渣中,但不利于Pb保留在底渣中;对于不同氮氧比气氛而言,Zn和Cd在底渣中的含量随着气氛中氧气含量的提高而升高,而气氛对Pb的影响是随着氧气含量的增加,Pb在底渣的含量是先增加后减少;当煤在混烧中的比例较高时,Cd更多向飞灰迁移,Pb和Zn则更多地残留于底渣。     

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.     

再生铝飞灰重金属的浸出毒性特征及其控制

采用再生铝飞灰为研究样品,研究了飞灰重金属浸出毒性水平以及飞灰浸出毒性特征,同时探讨了飞灰的处理处置工艺。结果表明:飞灰中Pb、Cd和Zn浸出浓度超标,超标率为100%,属于具有浸出毒性的危险废物,必须对其进行稳定和固化;再生铝飞灰中锌的浸出浓度所占比例最大,铅的浸出浓度次之,两者之和占总量的98%以上,再生铝飞灰中主要有害重金属为Zn和Pb;并结合当前飞灰的处理处置工艺,提出的可能的控制方法为水泥固化和药剂稳定法,为同类研究提供参考。