垃圾分类前后焚烧飞灰的理化性质及重金属污染特性

以上海市某垃圾焚烧厂焚烧飞灰为调查对象,分析垃圾分类前后飞灰的理化性质及重金属污染特性。结果表明：垃圾分类后飞灰表面积和孔容明显降低,氯化物含量也大幅降低;除Zn、Cu外,飞灰中其他重金属含量在垃圾分类后均增加,其中Pb浸出浓度远高于GB 16889—2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》的浓度限值,环境风险较大,必须对该飞灰进行无害化处置;由于飞灰中Pb、Cd、Zn含量和不稳定形态的变化,其在酸性条件下的浸出浓度显著增高,对环境的潜在威胁较大。

     

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...     

生活垃圾焚烧飞灰中重金属浸出影响研究

通过浸出液pH测定、全量测定以及(HJ/T 299-2007)硫酸硝酸法和(HJ/T 300-2007)醋酸缓冲溶液法浸提,对生活垃圾焚烧飞灰中重金属浸出特性进行了实验研究.结果表明浸出pH条件、飞灰中重金属含量以及重金属分布形态是影响浸出浓度的主要因素.相比于硫酸硝酸法,醋酸缓冲溶液法重金属提取效率明显较高,尤其是铜锌镉铬.垃圾焚烧飞灰潜在环境风险较大,在填埋处理及综合利用时应充分考虑其浸出特性.     

典型固体废物焚烧飞灰的污染物特性研究

采用成分分析法和毒性监测法系统分析了来源于6类典型固体废物焚烧飞灰的污染物特性．研究表明,6类固体废物焚烧飞灰的主要组成元素有Si、 Ca、 Al、 Fe、 K、 Na、 Cl等．各重金属成分中,Zn是受试飞灰（除LS飞灰）中含量最高的重金属元素,范围在2100～32100 mg/kg,均值达9458 mg/kg;元素Cd、 Zn、 Cu、 Cr、 Ni、 Pb、 As平均值则分别为土壤中的各元素含量的642、 127、 22、 18、 15、 10、 2倍．国标硫酸硝酸法和TCLP浸出程序对飞灰中的重金属浸出率普遍偏低,仅其中2类工业废物焚烧飞灰在TCLP法下超出鉴别限值;虽然受试飞灰中二英类物质（PCDD/Fs）毒性当量均低于危险废物毒性物质含量鉴别(GB 5085.6-2007)有关二英类物质规定,但与浙江省部分地区污染土壤中的平均二英毒性当量进行比较,HZ、 WZ、 NB、 TZ和HUZ飞灰分别为其105、 59、 401、 369和5倍,除LS飞灰外其余5种飞灰的毒性当量值要大大高于加拿大、 新西兰和瑞典的土壤中二英的指导值．本研究结果说明不同焚烧厂飞灰化学组成存在很大差异;焚烧废物成分对飞灰中的重金属元素有一定的影响,但焚烧工艺过程是影响固体废物焚烧飞灰中重金属和二英分布和丰度的最主要因素．因此,无论是生活垃圾还是工业危险废物的焚烧飞灰均具有很大的潜在环境风险,处理或利用前必须对其性质进行充分调研．     

不同粒径垃圾焚烧飞灰重金属毒性浸出及生物可给性

对城市生活垃圾焚烧飞灰的化学性质和粒径分级毒性进行分析研究,并采用美国EPA的毒性浸出程序TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)、欧盟危险废物鉴别浸出标准(EN12457-2)、逐级浸出程序SEP(sequential extraction procedure)与体外模拟实验方法 PBET(physiologically based extraction test)对不同粒径的焚烧飞灰中重金属浸出效果进行对比研究.结果表明,焚烧飞灰的主要组成元素为Ca、Si、Al、Mg、Fe、Na和K;58.7%的飞灰粒径分布在38~106μm,粒径小于150μm的焚烧飞灰占总量的90%以上.重金属Cu、Pb和Cd等在各粒径飞灰中主要以残渣态的形式存在,可交换态较少.TCLP结果证实,除As和V外,Zn、Cu和Pb的浸出量随飞灰粒径的减小呈先增大后减少的趋势,粒径在38~106μm下Zn的浸出量最大为547 mg·kg~(-1),而采用欧盟浸出标准,所有粒径飞灰的重金属浸出量都较低.PBET实验中Zn、Pb、Cu和As的浸取浓度分别达3 270、339、335和16.8 mg·kg~(-1),其结果显著高于TCLP重金属浸出量,说明焚烧飞灰中重金属对于人体具有潜在的生物有效性.     

污泥焚烧飞灰中重金属含量及其形态分析

本文研究污泥垃圾掺烧飞灰中金属含量及Zn、Pb、Cd、Cu、Ni、Cr、Mn、Fe四种不同形态的分布特征。结果表明,飞灰中重金属的潜在危害不仅与总量有关,还取决于其化学形态。通过对飞灰中重金属存在形态的分析及比例对比,预测其环境污染风险,从而为飞灰的综合利用提供参考依据。     

医疗垃圾焚烧飞灰的重金属浸出特性及其稳定化处理研究

通过对医疗垃圾飞灰的浸出特性和高温熔融处理实验,研究了浸出时间、液固比、pH值和颗粒尺寸对重金属浸出特性的影响以及飞灰熔融对重金属稳定化处理效果.结果表明,随着浸出时间的增加,飞灰绝大部分重金属的浸出浓度增高,浸出毒性增强;液固比(L/S)增加,大部分重金属的浸出率大大提高,其中重金属Cd的浸出率最大,在液固比为90时,飞灰中的Cd的浸出率达到70%以上;pH为中性左右的时候,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属的浸出液浓度最低;颗粒尺寸在较大或者较小时,医疗垃圾飞灰中的大部分重金属浸出浓度较小,大部分重金属在颗粒尺寸250～900μm时,重金属的浸出浓度较高;飞灰高温熔融后,重金属的浸出毒性大大降低,说明熔融对重金属有很好的固化效果.     

碳酸化对不同碱度飞灰中重金属的长期影响

通过对不同地区生活垃圾焚烧飞灰进行碳酸化处理,采用XRF,SEM以及XRD分析飞灰理化特性,通过pH值测定、重金属浸出实验以及重金属形态分析探究CO₂对不同焚烧飞灰中超标重金属Zn、Pb、Cd的长期影响研究.结果表明,由于焚烧过程中烟气排放限值降低需喷入大量氢氧化钙等脱酸剂,导致焚烧飞灰呈现不同碱度特性.根据醋酸缓冲溶液法浸出实验后的飞灰浸出液pH值,将飞灰分为“酸灰”与“碱灰”,并对两类飞灰进行长期碳酸化实验.对比碳酸化前后飞灰中重金属的浸出毒性,“酸灰”中重金属浸出毒性远大于“碱灰”,但是碳酸化处置后“酸灰”中重金属Zn、Cd的浸出浓度分别降低10%~18%和9%~30%;“碱灰”中重金属Zn和Cd的浸出浓度显著增大,且浸出浓度最大超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》的1.46与63.2倍;碳酸化对“酸灰”与“碱灰”中的两性重金属Pb的浸出不具有规律性,但总体而言,碳酸化对“碱灰”中重金属Pb的影响更大.最后通过BCR连续分级提取法分析碳酸化前后飞灰中重金属形态的变化规律,碳酸化后,“酸灰”中重金属Zn、Cd的浸出浓度受到T4赋存占比增加的影响呈下降趋势,但部分样品中T1赋存占比有增加现象,说明此类重金属仍存在浸出风险,而“碱灰”碳酸化后重金属Zn、Cd的浸出浓度受到T1赋存占比增加的影响呈增加趋势.因此在填埋处置前应重点关注不同碱度飞灰中的重金属浸出特性,为飞灰长期稳定填埋提供保障.     

重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定性实验研究

对利用重金属螯合剂处理城市垃圾焚烧飞灰的药剂稳定化工艺及处理效果进行了实验研究，并与Na2S和石灰等效果进行了比较，结果表明，该螯合剂投加量0.6%时，捕集飞灰中重金属的效率高达97%以上，为达到相同稳定化效果，螯合剂的使用量要比无机稳定化药剂少得多，同时，14个月的微生物影响实验表明，重金属螯合剂稳定化产物在填埋场环境下，其稳定性不受微生物活动的影响。     

不同浸出毒性鉴别方法对垃圾焚烧飞灰浸出毒性鉴别的适宜性

以典型垃圾焚烧飞灰作为研究对象,考察中国、日本和美国的3种浸出毒性鉴别试验方法对飞灰浸出毒性鉴别的适宜性,研究了pH和液固比对飞灰中重金属浸出毒性的影响.结果表明飞灰中重金属的浸出主要受pH影响,在强酸(pH＜2)和强碱(pH＞12)条件下的浸出质量浓度高,而在中性(pH为9～11)条件下浸出质量浓度低.随着浸取剂与飞灰的液固比的增加,重金属的浸出量逐渐增加,达到最大浸出量后保持不变,但重金属的浸出质量浓度受稀释作用影响逐渐降低.相对于去离子水体系,醋酸缓冲体系浸取的重金属质量浓度较高,且浸出结果稳定.     

生活垃圾焚烧飞灰的加速碳酸化处理

针对垃圾焚烧飞灰中钙及两性重金属含量高的特点,在高液固比(10:1)条件下对焚烧飞灰进行加速碳酸化处理以改善飞灰的理化特性.采用XRD、SEM、压汞分析以及硫酸硝酸毒性浸出方法,对加速碳酸化处理后飞灰的晶相、形貌、孔隙特征及重金属(Pb、Cu、Zn、Cd、Ni、Cr)浸出特性进行了研究.结果表明,加速碳酸化处理后飞灰中的CaClOH峰消失,而CaCO3的峰增加,且强度增加.加速碳酸化处理可以有效降低焚烧飞灰的pH值, Pb、Cu、Zn和Ni的浸出分别减少了99.7%、93.9%、90.6%和27.8%,而Cr的浸出浓度增加了29.7%.     

Chemical speciation and mobility of heavy metals in municipal solid waste incinerator fly ash

Chemical speciation is a significant factor that govems the toxicity and mobility of heavy metals in municipal solid waste incinerator fly ash. Sequential extraction procedure is applied to fractionate heavy metals( Pb, Zn, Cd, Cu, and Cr) into five defined groups: exchangeable, carbonate, Fe-Mn oxide, organic, and residual fractions. The mobility of heavy metals is also investigated with the aid of toxicity characteristic leaching procedure. In the fly ash sample, Pb is primarily presented in the carbonate (51%) and exchangeable(20% ) fractions; Cd and Zn mainly exist as the exchangeable(83% and 49% respectively) ; Cu is mostly contained in the last three fractions(totally 87% ) ; and Cr is mainly contained in the residual fraction(62% ). Pb, Zn and Cd showed the high mobility in the investigation, thus might be of risk to the natural environment when municipal solid waste incinerator fly ash is landfilled or reutilized.     

城市生活垃圾焚烧飞灰中钾盐浸出研究

通过物理化学表征手段和多因素水浸试验对城市生活垃圾焚烧飞灰的性质和飞灰中钾盐浸出规律进行研究.结果表明,飞灰的主要成分为CaO、KCl和NaCl,平均粒径为12.599μm,水洗后的飞灰颗粒粒径会变大,而比表面积变小.粒径范围0.037~0.075 mm飞灰中的金属元素含量对飞灰金属总量贡献率全部在60%左右.浸出过程中,在pH=12的条件下,搅拌强度为400 r·min~(-1),浸出温度为90℃,采用液固质量比为5∶1能使氯化钾的浸出率达到90%以上.浸出液中含有大量的可溶性氯化钾表明飞灰中的钾盐可以通过水洗、过滤、纯化、分布结晶的方式收,氯化钾晶体纯度可达到90%.     

冶金尘泥混合垃圾燃烧飞灰熔融重构固化重金属的研究

针对冶金固废组分复杂且难以高附加值利用的特性,结合当前垃圾燃烧飞灰重金属污染现状,通过将两者混合进行熔融固化及成分重组,研究了重金属固化及浸出毒性.结果表明:随着温度升高,固化渣出现明显结块,且燃烧过程中矿物发生重组,Zn、Cu、Pb和Cr取代硅酸盐中Ca~(2+)、Al~(3+)等离子而被固熔于网状基体中,生成了Cu_6Zn_4Al_2O_4、FeCr_2O_4、Cd_(0.75)Zn_(0.25)Fe_2O_4、Zn(AlO0.5Fe1.5)O4、MgCr0.4Fe1.6O4及Cu0.5Zn0.5Fe2O4等物质;且随着温度升高,Ca-Fe-Si-O体系形成一种耐热硅酸盐稳定相CaFe_3(SiO_4)2OH,由于其覆盖或包裹住含有重金属的晶体,从而延缓并阻止了灰渣分解及重金属的浸出,降低了重金属对环境的污染.     

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).     

Comparative evaluation of processes for heavy metal removal from municipal solid waste incineration fly ash

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｔｈａｓｂｅｅｎｒｅｐｏｒｔｅｄｔｈａｔｍｕｎｉｃｉｐａｌｓｏｌｉｄｗａｓｔｅｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎｆｌｙａｓｈ（ＭＳＷＦＡ）ｃｏｎｔａｉｎｓｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｍｏｕｎｔｓｏｆｈｅａｖｙｍｅｔａｌｓ（Ｂｅｒｇ，１...     

垃圾焚烧飞灰重金属含量与渗滤特性分析

对国内 2种不同的垃圾焚烧炉型———炉排炉与流化床产生的飞灰进行了特性分析 .结果表明 ,飞灰在粒径分布上有相似的规律 .炉排炉飞灰中重金属含量高于流化床飞灰中的含量 .飞灰的渗滤特性表明 ,重金属的渗滤特性受渗滤液的pH影响很大 .     

垃圾焚烧飞灰熔融过程重金属的迁移特性实验

对垃圾焚烧飞灰的熔融处理过程中重金属的迁移特性进行了实验研究.在自行设计的实验台上研究熔融温度、时间、气氛、冷却方式等条件对几种重金属固化特性的影响.结果表明,熔融可以固化大部分重金属,同时飞灰中重金属在熔融过程中的固化特性因种类不同呈现显著差异,Cd、Pb属于易挥发金属,而Ni、Cr和Zn不易挥发;飞灰成分、温度、气氛和冷却方式对各种重金属的影响程度各不相同.     

垃圾焚烧飞灰冶金性能研究

垃圾焚烧飞灰是危险废物因而必须进行处理.用冶金高温熔融分离来处理飞灰是一个新的无害化处理方法.在了解飞灰特性的基础上,研究了飞灰的冶金性能.对飞灰进行冷固结造球,并分析了球团的强度和浸出毒性;测试了球团的粘度和熔化性温度;进行了飞灰球团高温熔融分离实验,分析了熔渣中的重金属和浸出毒性.实验结果表明,飞灰的矿物组成主要是CaO、SiO2等氧化物;选择7%消石灰,添加1%糖浆进行飞灰冷固结,并养护18d,单个球团平均抗压强度可达到1005 N,球团的浸出毒性没有超标.飞灰的熔化性温度范围为1250～1290℃,此时的熔渣粘度较低;飞灰高温熔融分离的适宜工艺参数为:熔融温度1400℃,熔融时问10min,球团碱度1.8,金属熔池与飞灰球团配比为5:4,金属熔融分离效果很好;飞灰经过1300℃以上的高温熔融,熔渣远远低于浸出毒性标准.     

MINTEQ modeling for evaluating the leaching behavior of heavy metals in MSWI fly ash

At present,all kinds of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash stabilization technology has been reported and successfully applied in many countries.However,leaching procedures are very different that the technologies lack uniform standard,and it is even impossible to predict the long-term stabilization.Geochemical model can explain the environmental stabilization based on chemical phase and thermodynamic crystal structure,and it is also able to guide the development of environment-friendly stabi...