化工污泥基轻质填料的制备及其应用

将化工污泥焚烧灰渣掺入粘土、干燥化工污泥为原料,添加自制无机重金属稳定剂S01,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为10~20 mm的水处理填料。通过单因素实验考察了干污泥添加量、污泥焚烧灰渣添加量、S01添加量、预热时间、烧结温度等工艺条件对填料性能(堆积密度、吸水率)的影响,确定了填料的最佳制备条件:干污泥添加量20%,焚烧灰渣添加量40%,S01添加量5%,预热时间30 min,烧结温度1 150℃。此时,填料的堆积密度为569.11 kg/m3,吸水率为9.84%,重金属浸出浓度远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)》的浓度限值。采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征,发现最佳制备条件下制得的填料表面粗糙多孔,内部具有发达的孔道结构。开展了填料的生物挂膜研究,结果表明,在挂膜启动13 d后,化工污泥基填料滤池的COD和氨氮去除率均趋于稳定,分别达到95.6%和71.8%,该处理效果略优于市售填料。验证了化工污泥基填料应用于生物滤池的可行性。     

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.     

城市生活垃圾焚烧飞灰与电解锰渣烧制陶粒

为减少城市生活垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)与电解锰渣中的重金属对环境的危害,考察了利用两者辅以粉煤灰烧制陶粒的可行性。通过单因素实验确定原材料最佳配比以及最宜烧制工艺条件,并对焙烧后陶粒的微观形貌以及重金属浸出浓度进行分析。结果表明:随着飞灰掺量的增加,陶粒的颗粒强度与堆积密度降低,1 h吸水率升高;确定最佳原料配比为飞灰掺量12%、电解锰渣掺量43%、粉煤灰掺量45%;确定最宜烧制工艺条件为预热温度600℃、焙烧温度1140℃。在最佳条件下,烧制陶粒的颗粒强度为769 N,堆积密度为687 kg·m~(-3),1 h吸水率为6.44%。通过微观结构观察,陶粒表面致密呈釉化,内部呈现多孔隙结构。陶粒中重金属浸出浓度均低于国家标准。此陶粒的使用可为飞灰与电解锰渣资源化利用提供参考。     

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.     

生活垃圾焚烧飞灰制备植草砖的研究

以生活垃圾焚烧飞灰为主要原料制备植草砖。通过单因素实验考察了灰矿比、激发剂投加量、加水量和养护温度对植草砖抗压强度的影响;在最佳条件下,利用X射线衍射(XRD)仪探究植草砖在不同龄期的水化产物,并通过浸出实验对试样的重金属浸出进行检测分析,通过吸水率和抗冻性测试植草砖的性能。结果表明:在标准养护条件下,当灰矿比(质量比)为7∶3、激发剂投加量(质量分数)为3.0%、加水量(质量分数)为35.5%、养护温度为30℃时,28d可制备抗压强度达23.655 MPa的植草砖;在最佳条件下,植草砖在不同龄期的主要水化产物均为C—S—H凝胶,试样浸出结果低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3—2007)中各项限值,其抗压强度、吸水率和抗冻性均满足《植草砖》(NY/T 1253—2006)的要求。     

水泥标号对飞灰中重金属固化机理影响

一般可通过水泥固化生活垃圾焚烧飞灰中重金属,但不同标号水泥的固化效果与经济效益不同。研究了3种标号(325、425、525)的普通硅酸盐水泥在不同用量(30%、40%)下对飞灰中重金属的固化作用。结果表明,飞灰中5种特征重金属Cr、Zn、Cd、Pb、Ni中仅有Pb和Ni的浸出质量浓度超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》,水泥添加量为30%时,3种标号325、425、525的固化块中Pb的浸出质量浓度分别为46.266、61.122、67.423μg·L^-1,相较于40%添加量为80.315、31.791、25.392μg·L^-1,其浸出结果差异较小,Ni的浸出结果与Pb类似。分析重金属化学形态发现,随着水泥标号的上升,Pb和Ni的残渣态百分比呈上升趋势。对比固化块的XRD结果、电镜图像、孔隙结构和累计孔隙度发现,随着水泥标号上升固化块结构更密实,飞灰中的重金属固化效果更好,但3种标号的水泥对飞灰的固化效果差异较小。因此,掺加30%的325水泥即可较好地固化垃圾焚烧飞灰。本研究结果可为控制填埋场中飞灰固化块的浸出浓度提供参考。     

城市生活垃圾焚烧飞灰水泥固化技术研究

用硫铝酸盐水泥对城市垃圾焚烧飞灰(简称飞灰)进行固化实验,研究了飞灰重金属浸出特性,分析了飞灰掺量、浸提剂p H值对重金属浸出特性以及飞灰掺量对不同龄期(3、7、28 d)飞灰固化体抗压强度的影响,并对飞灰及其固化体进行XRD分析。结果表明,在HJ/T 299-2007和HJ/T 300-2007两种不同浸出体系下,飞灰中Cu、Zn、Cd、Pb、Cr和Mn等重金属浸出浓度差别较大,建议应根据评价目标合理选择重金属浸出测量方法。其中,飞灰中Pb的浸出浓度超过《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)限值的3.35倍,因此被列为危险废物,应妥善处理。除飞灰掺量小于40%时的固化体Cd符合标准,其余飞灰固化体Pb和Cd的浸出浓度仍超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)限值,故达不到卫生填埋的要求。固化体抗压强度随飞灰掺量增大而降低,重金属浸出浓度与之相反。飞灰掺量为40%时,固化体中重金属浸出浓度随浸提剂p H值降低而增大,但p H值大于5时,未测出重金属浸出。XRD结果表明:飞灰中可溶性盐参与水泥水化反应,重金属Cr以CrO_2-4的形式固化于钙矾石中。     

重庆市垃圾焚烧飞灰特性及重金属浸出行为的研究

通过激光粒度仪分析了重庆市垃圾焚烧飞灰颗粒粒径的分布特征,并研究了在GB5085.3-2007和USEPA-TCLP浸出条件下及不同pH、浸出液固比和浸出时间等因素下重庆市垃圾焚烧飞灰中重金属的浸出行为.结果表明,重庆市垃圾焚烧飞灰颗粒平均粒径为36.4μm,飞灰中主要重金属总量约1.04%,Zn、Pb含量较高,具有较...     

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。     

机械力活化固硫灰固化处理生活垃圾焚烧飞灰

为实现城市生活垃圾焚烧飞灰的安全处理,通过机械力化学法活化循环流化床燃煤固硫灰,探讨了球磨样品制备固化体的参数。并采用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)手段对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化机制进行了研究。结果表明,当垃圾焚烧飞灰掺加比为60%,球磨转速为600 r·min~(-1),球磨时间为5 h,养护温度60℃时的固化体28 d和56 d抗压强度分别达到15.6 MPa和17.9 MPa,采用原子吸收光谱仪(AAS)测得固化体中Zn、Pb、Cu、Cd和Cr重金属浸出量均低于GB 5085.3-2007规定限值。XRD和FTIR表征结果表明,在水化过程中,该混合体系生成了水化硅酸钙(C—S—H)、斜方钙沸石和钙矾石(AFt)等水化产物,并且C—S—H凝胶可通过物理包裹的形式固化垃圾焚烧飞灰中重金属;斜方钙沸石和钙矾石以化学吸附的方式使垃圾焚烧飞灰中的重金属离子达到固化/稳定化效果,实现了垃圾焚烧飞灰中重金属的安全处理。     

水热法外加硅铝添加剂稳定垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了在碱性水热条件下添加粉煤灰、膨润土、高岭土等以提供硅铝元素稳定生活垃圾焚烧飞灰中的重金属。实验结果表明,水热反应中添加粉煤灰、膨润土合成了雪硅钙石和水钙铝榴石,添加高岭土合成了雪硅钙石和加藤石。水热反应中添加粉煤灰、膨润土、高岭土对降低飞灰中Pb、Zn等重金属的浸出毒性均具有显著效果,水热产物中Pb、Zn和Cu的浸出浓度与飞灰相比分别降低了87%~96%、87%~94%和57%~78%。硅铝添加剂还能抑制飞灰中Pb、Zn等在碱性水热条件下向液相的转移,使重金属稳定在固相中。     

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)。     

垃圾焚烧飞灰水泥固化体的抗压强度和浸出性研究

利用垃圾焚烧飞灰掺入普通硅酸盐水泥制备水泥固化体,通过浸出性实验,研究了飞灰掺量(0%、20%、40%与60%)、浸出液pH及水洗预处理对水泥固化体抗压强度及重金属(Zn、Pb、Cu、Cd、Cr、Ni)浸出的影响。结果表明:对于非水洗飞灰水泥固化体,pH为4.2和10.0下浸出84 d时,相同组成固化体抗压强度较为接近,飞灰掺量20%,40%和60%的固化体抗压强度分别为41、15和10 MPa左右;除掺量为40%和60%的固化体浸出液中重金属(pH为4.2时Ni和Pb,pH为10.0时Ni)超出生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)外,掺量为40%和60%的固化体的其余浸出液及掺量20%的固化体浸出液中测定的重金属浓度均符合生活饮用水卫生标准。对于水洗飞灰水泥固化体,pH为4.2和10.0下浸出84 d时,相同组成固化体抗压强度较为接近,飞灰掺量20%、40%和60%的固化体抗压强度分别为37、32和10 MPa左右;除掺量为60%的固化体浸出液(pH为4.2和10.0)中Ni和Pb均超出生活饮用水卫生标准外,掺量为60%的固化体的其余浸出液及飞灰掺量20%和40%的固化体浸出液中测定的重金属浓度均符合生活饮用水卫生标准。飞灰水洗预处理提高了飞灰掺量40%水泥固化体抗压强度,同时降低了重金属浸出性。     

地聚合材料固化处理垃圾焚烧飞灰

以垃圾焚烧飞灰和高岭土为主要原料,氢氧化钾为碱激活剂制备了地聚合材料,当焚烧飞灰的掺加量在70%时,其28 d抗压强度可达19.36 MPa。重金属浸出实验表明,地聚合物材料对垃圾焚烧飞灰中的重金属有明显的固化效果,在28 d时基本无溶出。SEM结果表明,地聚合材料的断面结构与力学性能和固化效果相关,XRD和FTIR的分析结果表明,焚烧飞灰和高岭土在碱的激发下生成新的硅铝酸盐聚合物,所得地聚合材料为无定形态。     

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。     

生活垃圾焚烧飞灰重金属药剂稳定化研究

采用几种不同厂家提供的有机重金属飞灰螯合剂和一种无机飞灰稳定剂对湖北某垃圾焚烧厂及四川某垃圾焚烧厂所产飞灰分别进行了稳定化处理的研究。结果表明,就2种飞灰而言,有机螯合剂在处理效果上较无机药剂具有一定的优势,为使飞灰处理后的浸出毒性低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)所规定的限值,满足进入垃圾填埋场分区填埋的要求,不同种类的有机螯合剂添加量在1%~5%之间,各有机螯合剂的稳定效果与其分子结构和分子大小的关系密切。而某无机药剂在添加剂量为15%时仅能使四川某厂所产生的飞灰勉强达标。从经济上考虑,使用有机螯合剂的药剂成本费用也低于某无机药剂,同时对比实验发现,飞灰初始浸出毒性的大小,飞灰粒径大小,飞灰的物理性状对螯合过程具有一定的影响。     

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。     

SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化性能研究简

根据EPA 1311、HJ/T 299-2007、HJ/T 300-2007和HJ 557-2009等国内外不同标准,研究了深圳某垃圾焚烧发电厂垃圾焚烧飞灰的浸出毒性,探讨了六硫代胍基甲酸（sixthio guanidine acid,SGA）、二甲基二硫代氨基甲酸盐（sodium dimethyl dithio carbamate,SDD）和Ca（OH）₂浓度对垃圾焚烧飞灰中重金属的固定性能的影响。研究结果表明,随着浸提液pH的降低,该厂焚烧飞灰中大部分金属元素的浸出量增大,焚烧飞灰浸出液中的Cd、Ni、Pb和Zn浓度分别超过国家危险废物鉴别标准（GB5085.3-2007）规定值的4.75倍、1.47倍、6.72倍和2.20倍,属于危险废弃物,必须进行稳定化处理。当固化剂SGA加入量为0.1 mol/kg时,稳定化后的重金属浸出浓度已经低于危险废物鉴别标准,且对Cd、Cr、Cu和Pb的固化性能优于SDD和Ca（OH）₂;当固化剂SGA、SDD和Ca（OH）₂加入量为0.5 mol/kg时,稳定化后的焚烧飞灰重金属浸出浓度均低于国家危险废物鉴别标准（GB 5085.3-2007）中的规定值。与SDD和Ca（OH）₂相比,SGA对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化处理更具有优势。     

微生物硫氧化-硫还原回收垃圾焚烧飞灰中Cu和Zn

利用正交实验确定了飞灰中重金属生物淋滤浸出的最佳条件:pH 4.0、飞灰固体浓度1%和硫粉添加量5 g·L~(-1)。在此条件下,飞灰中Cu、Zn、Pb和Cd的去除率分别为47.3%、72.9%、12.4%和75.8%。通过氮气吹脱硫酸盐生物还原产生的H_2S,在pH为2.2和4.0时可分别以硫化物沉淀形式选择回收生物淋滤产生的淋滤液中的Cu和Zn。X射线能谱分析发现,沉淀得到的铜和锌纯度分别达90.6%和99.9%。X射线衍射分析铜沉淀的晶体类型主要为靛铜矿(CuS)、蓝辉铜矿(Cu_7S_4)和雅硫铜矿(Cu_9S_8);锌沉淀主要为纤维锌矿(ZnS)。综合分析,微生物硫氧化-硫还原可以以纯净硫化物形式回收飞灰中47.3%的Cu和64.0%的Zn。     

掺加矿粉胶凝固化垃圾焚烧飞灰中重金属的研究

通过单因素实验探究了矿粉质量分数、激发剂(NaOH)投加量和加水量对掺加矿粉胶凝固化垃圾焚烧飞灰中重金属的影响,并初步探究了固化机理。结果表明,矿粉质量分数和激发剂投加量对重金属的固化影响较大,而加水量影响不大。综合考虑增容比、重金属浸出浓度和抗压强度,矿粉质量分数15%、激发剂投加量3%(质量分数)、加水量37.5%(质量分数)为有效稳定固化重金属的最佳条件,此时重金属浸出质量浓度分别是Ba 19.091mg/L、Cd 0.041mg/L、Ni 0.216mg/L、Pb 0.196mg/L,含水率为27.04%,满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008),抗压强度为9.61 MPa,可进入垃圾填埋场填埋。所制备胶凝材料的最终水化产物主要为水化硅酸钙、水化铝硅酸钙和钙矾石,它们可以通过包裹和吸附对重金属进行固化。