电解锰废渣的浸出毒性及生石灰固化技术

我国电解锰废渣产量大,污染物的浸出毒性较强。锰渣堆放方式粗放,渣库管理落后,且长期暴露在自然环境中,导致大量污染物迁移到周边的土壤及水体中。为了解决锰渣的无害化处理问题,在分析其浸出毒性的基础上,研究了生石灰固化技术对锰渣的浸出毒性的影响。结果表明:锰渣中的主要污染物为可溶性Mn~(2+)和NH_4~+-N,含量极高,严重超标;利用生石灰的吸附、包裹及化学反应作用,能有效将可溶性Mn~(2+)固化为难溶Mn O_2,同时将NH_4~+-N转化为气态NH_3,浸出液中污染物浓度均符合相关标准要求;当生石灰添加量为10%,锰渣含水率为27%,预搅拌时间40 min,预静置时间3 d,锰渣浸出液中可溶性Mn~(2+)浓度降为2.60 mg/L,固化率达99.8%,低于5.0 mg/L的标准限值;NH_4~+-N浓度降为21.23 mg/L,脱除率为96.73%,低于25 mg/L的标准限值。     

烟气净化工艺和焚烧炉类型对生活垃圾焚烧飞灰性质的影响

焚烧炉类型、烟气净化工艺和垃圾组成变化均会对生活垃圾焚烧飞灰性质产生影响.本文选择生活垃圾组成相似的9个焚烧发电厂烟气净化系统飞灰,考察源自不同焚烧炉型和烟气净化工艺焚烧厂飞灰的性质差异.研究表明:飞灰中含有大量的Ca和Cl,在"炉排炉+干法"飞灰中含量最高,而流化床飞灰中Al、Si、Fe等元素含量显著高于炉排炉飞灰;烟气处理工艺对飞灰矿物相组成影响不大,但矿物相含量受烟气处理工艺影响而不同;流化床飞灰中Cd含量较低,Pb、Zn含量略低于炉排炉飞灰;Cr、Ba、Cu、Ni等元素受烟气净化工艺影响较大,"炉排炉+干法"飞灰中的含量最少;烟气净化工艺改造目标仍集中在酸性气体和NOx控制上,改造前后重金属含量没有显著差异;炉排炉飞灰的Pb浸出毒性强于流化床飞灰,流化床飞灰中含量较低的Cr、Cu、Ni、Cd等重金属在醋酸缓冲溶液中浸出较多;飞灰酸中和能力与Ca含量线性相关;在强酸性(Cd、Ni、Zn:浸出液pH8;Pb、Cu、Cr:浸出液pH4)条件下,炉排炉飞灰的As、Cd、Cr、Ni、Pb、Zn元素的浸出浓度主要受重金属总量的影响,两者具有相似的顺序;焚烧炉燃烧形式导致重金属的化学形态不同、与含Al、Fe等化合物形成络合物等原因导致"流化床+半干法"飞灰的As、Ba、Cu、Ni、Pb的浸出浓度低于具有相似总量的炉排炉飞灰.     

酯类液晶酸浸分解转化特性及环境风险

选取酯类液晶为研究对象,通过气相色谱仪-质谱仪联用(GC-MS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)研究了不同酸浸参数对其分解转化及产物类型的影响,利用ECOSAR毒性评估软件评价了酸浸产物的毒性及环境风险.结果表明:液晶酸浸分解转化率随硫酸浓度、反应时间、反应温度的提高而增加,分别最高可达46.3%、25.33%、35.41%,且对比发现转化产物类型不受酸浸参数变化影响;酯类液晶在硫酸强氧化作用下分解成含有酰基、羧基、羟基等自由基的化合物,这些自由基再进一步结合,最终生成液晶中间体及小分子有机物,酯类液晶酸浸产物包括氰基联苯酚、环戊酸,2-乙酰基-5-甲基-、3-壬烯酸、4-戊基苯酚这4种物质,分解产物类型与液晶结构有关;酸浸产物除环戊酸,2-乙酰基-5-甲基-外,均为有毒有害物质,对环境具有潜在威胁,需加以关注.     

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.     

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.     

商丘市建筑垃圾及其再生产品环境污染风险评价

以商丘市为研究对象,分析了 8 种重金属(Cr、Ni、Cu、Zn、As、Pb、Cd、Hg)的污染特征,采用富集因子法和浸出毒性试验确定商丘市再生产品及其原材料的重金属污染程度,并进行潜在生态风险评价。结果表明:再生产品原材料中,重金属Hg是主要污染因子,其次是Cr和Ni,均对重金属浸出率和潜在生态风险具有较大贡献,可能原因是受到了人为活动的影响,应对其进行避雨存放;再生产品中,重金属Hg是主要污染因子,其次是Ni。再生产品的生态风险水平低于再生产品原材料,说明该资源化利用途径有利于降低建筑垃圾中重金属的潜在生态风险。因此,再生产品作为建筑垃圾的资源化产物,具有良好的应用前景。     

污泥与磷酸二氢钙共热解对残渣特性及Cr稳定性的影响

污泥中不稳定Cr的存在严重威胁环境安全和人体健康。利用正交试验方法优化Ca(H₂PO₄)₂与污泥的混合比、热解终温、升温速率和停留时间,分析其对残渣特性及Cr稳定性的影响。结果表明:热解使污泥中的CH₂基团、脂肪族硝基-NO₂和硫酸氢盐分解。在添加Ca(H₂PO₄)₂后,残渣中出现了磷酸PO基团、磷酸二氢盐PO₂基团和磷酸盐PO₄基团。Ca(H₂PO₄)₂在共热解过程中转化为Ca(PO₃)₂,同时Cr在残渣中会形成Cr₂(SO₄)₃晶型化合物。当Ca(H₂PO₄)₂与污泥的质量比为15%、热解终温为650℃、升温速率为15℃/min、停留时间为90 min时,Cr的残渣态(F4)比例最高。此外,添加15%或30%的Ca(H₂PO₄)₂共热解后,残渣中Cr浸出浓度满足GB/T 14848-2017《地下水质量标准》中Ⅳ类水质要求,表明添加Ca(H₂PO₄)₂共热解可促进污泥中Cr的稳定化。     

碱矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤

使用碱激发矿渣胶凝材料固化/稳定化铬污染土壤。通过改变磨细矿渣掺量、碱激活剂的种类以及液固比,处理得到不同的土壤固化体,测定相应的无侧限抗压强度、Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度,以研究碱矿渣胶凝材料的固化/稳定化效果及其影响因素。结果表明:随着磨细矿渣掺量增加,土壤固化体强度增加,Cr(Ⅵ)和总Cr的浸出浓度下降。KOH与固体钠水玻璃组合作为碱激发剂时土壤固化体强度较高,浸出浓度较低。土壤液固比过低对降低浸出浓度不利,而过高则降低固化体强度。在碱的激发作用下,当矿渣掺量30%,液固比0.22时,处理后土壤固化体强度高达10MPa,Cr(Ⅵ)和总铬浸出浓度分别从57mg/L和65mg/L降至0.05mg/L和0.2mg/L以下。     

火电厂煤粉炉和钢铁厂烧结机干法脱硫副产物中重金属的分布和浸出特征

对火电厂煤粉炉所产生的粉煤灰和2种不同干法脱硫副产物进行了研究,评估其微量重金属分布和浸出性特征,并与钢铁厂烧结机干法脱硫副产物作比较.结果表明,3种脱硫副产物含有不同量的粉煤灰.火电厂煤粉炉干法脱硫副产物中除挥发性重金属汞(Hg)、砷(As)和硒(Se)外,其余重金属质量比随其粉煤灰质量分数增加而增加.钢铁厂烧结机干法脱硫副产物中挥发性和半挥发性重金属Hg、Se、铬(Cd)和铅(Pb)质量比远高于火电厂煤粉炉干法脱硫副产物,其他重金属包括As的质量比则低于火电厂煤粉炉干法脱硫副产物,这与烧结机干法脱硫副产物中粉煤灰质量分数偏低及烧结机所用燃煤和铁矿石等有关.浸出性试验结果表明,火电厂和烧结机干法脱硫副产物中重金属浸出质量浓度远低于国家危险标准的上限,浸出率多在10-3量级,浸出率低,不会对环境造成二次污染,这可能与干法脱硫所用钙基吸附剂及脱硫副产物的高碱性有关.研究表明,干法脱硫副产物与粉煤灰相同,属于一般固废,可以堆放或综合利用.