底泥生长基质中重金属的迁移特征及生物有效性

河道底泥中重金属含量较高,重金属的迁移性及生物有效性是限制疏浚底泥土地施用或用作废弃场地修复基质资源化利用途径的主要因素。以沈阳细河待疏浚底泥为材料,通过盆栽实验的方法研究了河道底泥与碱性粉煤灰、炉渣和锯木屑配比基质中重金属在紫花苜蓿体内累积、迁移及生物有效性的变化。结果发现,配比底泥基质上紫花苜蓿生物量、株高及株径均好于纯底泥处理,其中底泥、粉煤灰、炉渣、锯木屑以2：0．5：0．5：0．5配比的s2处理中紫花苜蓿生物量是纯底泥处理的11．7倍。与底泥对照相比,配比底泥基质上植株体内重金属含量极显著降低,而且地上部重金属含量显著低于根部含量;底泥基质中紫花苜蓿地上部和根部对Cd、Cu、Pb、Zn的富集系数（BCF）显著低于底泥处理,但转移系数（TF）无显著变化,富集系数（BCF）和转移系数（TF）均小于1．0。紫花苜蓿种植后底泥基质中重金属含量显著低于农用污泥重金属控制标准,除Cd含量略高外,Cu、Pb和Zn含量低于土壤环境质量三级标准。这些结果表明,城市重污染河道底泥经过合理处置后,重金属浓度、活性及生物有效性降低,在其土地施用或废弃地修复中可以用作一些耐性植物的生长基质。     

改性粉煤灰吸附稀土废水中的氨氮

用硫酸和氢氧化钠对粉煤灰进行酸改性和碱改性处理,研究改性前后粉煤灰对稀土废水中氨氮的吸附效果变化及最佳吸附条件,并从吸附等温线入手探讨吸附机理。结果显示,经碱改性后粉煤灰对氨氮的吸附性能有明显改善,当最佳吸附条件确定为投加量2 g,吸附时间2 h,初始pH 7～8时,碱改性粉煤灰对氨氮的吸附过程符合Freundlich等温方程式和Langmuir等温方程式。碱改性粉煤灰对氨氮的吸附属于良性吸附,且为吸热过程,室温下理论饱和吸附量为1.9066mg/g。     

磁化焙烧-磁选法回收循环流化床固硫灰中铁

西南地区原煤中硫铁矿含量相对较高,其燃煤灰渣一般呈暗红色,有一定量赤铁矿存在,有必要回收这部分铁资源。采用磁化焙烧—磁选工艺对循环流化床燃煤固硫灰中的铁资源进行了回收。研究结果表明,焙烧温度800℃,焙烧时间90 min,还原剂用量5%,粗选磁场强度为200 kA/m,精选磁场强度为80 kA/m条件,能够获得品位58.02%的铁精矿,回收率为76.27%。     

掺固硫灰AC-13型沥青混合料配合比设计

固硫灰是循环流化床锅炉燃煤固硫产生的废弃物,具有自硬性、火山灰活性和膨胀性等特性,若以其替代矿粉制备沥青混合料并用于道路工程建设中,将有望为固硫灰处理处置提供新途径。选用固硫灰做填料等量替代普通矿粉,通过马歇尔实验研究固硫灰不同替代量(0%、25%、50%、75%、100%)对AC-13型沥青混合料性能的影响,并对机理进行了分析。结果表明,掺固硫灰沥青混合料在一定油石比范围内均能满足现行规范要求,与普通矿粉沥青混合料相比,掺固硫灰沥青混合料水稳定性良好,压实度相同时,掺固硫灰沥青混合料具有更好的抗车辙性。     

Comparison of CaO’s effect on the fate of heavy metals during thermal treatment of two typical types of MSWI fly ashes in China

Both grate and fluidized bed incinerators are widely used for MSW incineration in China. CaO addition for removing hazardous emissions from MSWI flue gas changes the characteristics of fly ash and affects the thermal behavior of heavy metals when the ash is reheated. In the present work, two types of MSWI fly ashes, sampled from both grate and fluidized bed incinerators respectively, were thermal treated at 1023–1323 K and the fate of heavy metals was observed. The results show that both of the fly ashes were rich in Ca and Ca-compounds were the main alkaline matter which strongly affected the leaching behavior of heavy metals. Ca was mostly in the forms of Ca(OH)₂ and CaCO₃ in the fly ash from grate incinerator in which nascent fly ash particles were covered by Ca-compounds. In contrast, the content of Ca was lower in the fly ash from fluidized bed incinerator and Ca was mostly in the form of CaSO₄. Chemical reactions among Ca-compounds caused particle agglomeration in thermal treated fly ash from grate incinerator, restraining the heavy metals volatilization. In thermal treated fly ash from fluidized bed incinerator, Ca was converted into aluminosilicates especially at 1323 K which enhanced heavy metals immobilization, decreasing their volatile fractions as well as leaching concentrations. Particle agglomeration hardly affected the leaching behavior of heavy metals. However, it suppressed the leachable-CaCrO₄ formation and lowered Cr leaching concentration.     

粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较

以粉煤灰为原料,采用改进的水热合成法制备了粉煤灰沸石,并将粉煤灰和粉煤灰沸石用于高浓度氨氮的吸附去除。实验结果表明:在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/m L和0.04 g/m L、反应体系p H为5~7、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,分别吸附660 min和60 min,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的去除率分别约为20.1%和50.7%左右,粉煤灰沸石对高浓度氨氮的去除效果明显优于粉煤灰;粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学行为符合准二级动力学方程;Langmuir和Freundlich等温吸附模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程,而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述。     

全烧垃圾流化床炉飞灰制备免烧砖的性能研究

开展了水泥固化全烧垃圾循环流化床焚烧炉飞灰特性及其制备免烧砖的研究.同时,分析了飞灰的特性,研究了水泥用量对砖体抗压强度和重金属浸出毒性的影响,并对固化前后飞灰在不同p H值溶液环境下的重金属渗滤特性和基于改进RCR连续提取法的重金属形态分布进行了对比研究.结果表明:飞灰中Cd、Cu、Pb、Ni的浸出浓度分别达到1.76、60.29、5.36、1.48 mg·L-1,远超出生活垃圾填埋标准的规定,Cd、Zn、Cu的酸可交换态部分很高,分别为48%、21.26%、20.72%.水泥基材具有良好的稳定效果,添加量达到30%时,免烧砖中重金属的浸出毒性已远低于标准值.随着水泥掺量的提高,免烧砖的抗压强度呈上升趋势,当水泥比例为30%时,强度可达到12.8 MPa,35%水泥比例的砖体,其抗压强度则达到国标建筑用砖的MU15级.与原始飞灰相比,砖体中重金属在不同渗滤液p H下的浸出趋势并未改变,浸出量却显著下降,p H的适应范围变宽.另外,重金属中酸可交换态部分降至低于1%,主要转变成了可还原态,对环境的污染风险大幅降低.     

用于水处理的高效除磷型粉煤灰陶粒滤料的研制

为制备用于处理含磷废水的新型功能陶粒滤料,研究了以粉煤灰为主要原料的高效除磷型陶粒烧结制备工艺。通过L9（34）正交实验和极差分析,结合筒压强度实验得到最佳烧结条件为：预热时间30 min,烧结温度950℃,烧结时间30 min;各因子对除磷效率的影响程度为：烧结温度〉烧结时间〉预热时间。通过理化性质测试得出最佳工艺制备的陶粒特性：堆积密度为877 kg/m3,表观密度为1 509 kg/m3,空隙率为41.9%,筒压强度6.94 MPa,盐酸可溶率为2.3%。应用最佳工艺条件所制备的陶粒处理10 mg/L含磷废水获得高达99.83%的磷酸盐去除率。通过最佳烧结工艺能够制备高效除磷型粉煤灰陶粒滤料,在处理含磷废水方面具有一定的应用前景。     

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.     

可溶性磷酸盐处理焚烧飞灰的稳定化技术

对垃圾焚烧飞灰的基本物化性质进行了分析,表明焚烧飞灰的主要元素以Ca、Cl、K、S、Si等为主,另外还含有相当数量的重金属如Pb、Zn、Cu、Mn和Cr等,且Pb、Cu、Zn、Cd等重金属的浸出毒性远高于危险废物浸出毒性标准.研究采用可溶性磷酸盐对焚烧飞灰进行稳定化处理,分别考察了磷酸盐投加量、养护时间和pH值等因素对稳定化产物的影响.结果表明:磷酸盐可以对焚烧飞灰取得很好地稳定化效果,当磷酸盐投加量为3%时,飞灰中重金属Pb、Cd和Zn的浸出浓度能够分别降低97·5%、91·6%和95·5%;养护时间对稳定化产物稳定性的影响不大;稳定化产物能够在相当宽泛的pH范围内保持稳定,其长期稳定化效果很明显.