生活垃圾焚烧飞灰加速碳酸化深度除氯与水洗除氯对比研究

选取了国内两个典型垃圾焚烧厂飞灰,在对飞灰基本理化特性进行分析的基础上,对比了水洗、加气水洗（通CO₂）、加气水洗+加碳酸盐水洗3种预处理方法的脱氯效果.结果表明,2种飞灰中氯含量均较高,分别达16.95%和20.52%.水洗预处理后氯的最高去除率分别达87.54%和90.12%.升高水洗温度对氯的去除贡献不明显.加气水洗可显著提高氯的去除率,2种飞灰氯的去除率分别达93.69%和99.19%,脱氯效果明显高于水洗脱氯.加气水洗虽提高了氯盐的去除率,但液相中依然残留有高浓度钙离子.在加气水洗的基础上,向反应体系中加入碳酸盐,可有效降低溶解性钙离子含量.通过对预处理飞灰进行XRD矿物相分析,发现加气碳酸化水洗较纯水洗过程去除了更多的难溶性氯盐,且处理后飞灰组分以碳酸钙和硫酸钙为主.采用《水泥化学分析方法（GB/T176-2017）》对加气水洗后飞灰进行测定,其氯含量低于1%,满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（HJ1134-2020）》中资源化利用标准.     

添加剂对垃圾焚烧飞灰熔融特性的影响

研究制备了1种具有多重作用效果的飞灰熔融复合型添加剂,并选用上海和福州2种典型飞灰,利用荧光光谱仪和电感耦合等离子体质谱仪等仪器,分析了添加剂对飞灰熔融过程中的挥发率,流动温度,重金属固定率以及熔融渣的重金属浸出特性的影响.结果表明,添加10%添加剂可以将飞灰的流动温度降低150℃左右,挥发率降低10%～20%,重金属Cu和Pb的固定率提高了10%～20%,对重金属Zn的固定率可提高近40%;同时,采用我国毒性浸出方法和美国EPA的TCLP方法,分析测试熔融渣中重金属浸出量,结果证实几种重金属的浸出浓度均低于相应的标准限值.     

利用层次分析法探讨生活垃圾焚烧设施二噁英类排放的影响因素

基于焚烧过程中二噁英类(PCDD/Fs)的生成机理,深入探讨生活垃圾焚烧设施二噁英类生成及排放的诸多影响因素,并依据层次分析法(AHP)原理,从焚烧设施的技术水平、运行状况、管理水平3个影响因素着手建立递阶层次结构模型.分别对模型中的各个影响因素进行定性和半定量化处理,最终实现对生活垃圾焚烧设施二噁英类生成及排放影响因...     

湿法预处理对垃圾焚烧飞灰中重金属的形态及风险影响研究

以某典型城市生活垃圾焚烧飞灰为研究对象,采用X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）和电感耦合等离子体光谱仪（ICP）测定了焚烧飞灰的主要成分、矿物学组成和重金属含量,探讨了湿法预处理工艺对飞灰的化学组成、矿物学形态、化学形态及风险水平的影响.结果表明,飞灰的主要化学组成为O、Ca、Cl、Na、K等,占飞灰总质量的93.54％,其次含有0.04％ ～0.68％的Zn、Pb、Cu、Cr等微量重金属元素;经过湿法预处理,飞灰中可溶性氯盐具有较好的去除效果,且几乎所有重金属元素的不稳定形态（弱酸提取态和可还原态）比例都有一定程度的减少,有效降低了重金属的毒性、生物有效性及环境风险水平.本研究有助于降低焚烧飞灰的环境风险和探寻其资源化的有效途径.     

生活垃圾焚烧厂周边环境空气中PCDD/Fs含量及分布特征

对我国某工业区生活垃圾焚烧厂周边5km范围内14个采样点环境空气中四氯~八氯代二 英(2,3,7,8-PCDD/Fs)含量及其组成特征进行了分析.结果表明该垃圾焚烧厂周边环境空气PCDD/Fs浓度的变化范围为1.74~15.2pg/m3(0.156~1.44pg I-TEQ/m3),均值为4.60pg/m3(0.426pg I-TEQ/m3),其中3个点位接近或超出日本环境空气质量标准限值(0.6pg I-TEQ/m3),表明某些区域处于一个较高的污染水平;最大浓度点位于焚烧设施下风方向1.3km处,与AERMOD预测的最大落地浓度位置一致.1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD是空气中二 英质量浓度主要贡献因子,而2,3,4,7,8-PeCDF是毒性当量浓度的主要贡献因子.样品中二 英同族物分布的指纹特征显示出可能受MSWI源影响点位与非MSWI影响(或受此源影响较小)点位的区别.主成分分析(PCA)源解析结论与空间分布以及指纹特征分析结论基本一致,且更具体地判断MSWI的影响点位,在一定程度上说明了此方法的可靠性.二 英呼吸暴露剂量估算结果表明该区域人群二 英呼吸暴露风险总体处于较为安全的水平.     

以垃圾焚烧底灰为骨料的脱水污泥固化试验

针对机械脱水污泥强度低,难以安全填埋的问题,采用生活垃圾焚烧底灰作为骨架材料和水泥、石灰、石膏作为固化剂,开展污泥固化试验研究,并通过无侧限抗压强度试验、耐水性试验、浸出毒性试验对固化效果进行评价.结果表明,较优的固化剂种类为水泥和石膏,掺入量为污泥干基的50%,无侧限抗压强度可以满足填埋要求.最优垃圾焚烧底灰掺入量为100%,固化污泥增容比小于1.0,能够起到减容作用.水泥、石膏固化污泥耐水性能均较好.浸出毒性试验结果表明,最优固化剂种类为石膏,浸出液Cu、Zn、Pb离子浓度及COD值均较原泥大幅降低,可以起到良好的稳定化效果,且浸出液pH值接近中性,对生态环境影响较小.     

生活垃圾焚烧飞灰差异性特征对脱氯除盐效果影响研究——以重庆和天津飞灰为例

随着生活垃圾焚烧技术的普及,垃圾焚烧飞灰的资源化利用迫在眉睫,然而飞灰中的高浓度氯元素严重阻碍了其资源化进程.水洗技术作为常用的脱氯除盐技术,得到越来越多的应用,但除氯效果受飞灰自身性质特征影响较大.本研究从重庆和天津采集了两种理化性质具有较大差异的垃圾焚烧飞灰,在对其粒径分布、化学组成、矿物组成、pH值和浸出毒性等基本特征进行分析表征的基础上,采用水洗技术和碳酸化水洗技术对两种飞灰进行了脱氯处理.结果表明,重庆飞灰氯元素的赋存形态包括NaCl、KCl等可溶性氯盐,还含有较高浓度的难溶氯盐(如CaClOH、Friedel盐和Ca₆(CO₃)₂(OH)₇Cl),因此,水洗技术难以达到理想的脱氯效果,氯盐去除率最高为88%.在水洗过程中通入CO₂可以显著降低反应体系的pH值,促进难溶盐的转化和溶解,进而提高飞灰氯盐的去除率.重庆飞灰采用加速碳酸化水洗技术,氯盐去除率最高可达94%.天津飞灰中氯元素主要以可溶性氯盐的形式存在,难溶盐占比很少,因此,水洗技术可以达到较高的脱盐率(96%).采用加速碳酸化技术对天津飞灰进行处理,发现氯盐去除率较纯水洗技术反而有所降低,分析其主要原因可能与加速碳酸化过程中碳酸钙等物质的再沉淀对氯盐的裹挟作用有关.由此可知,飞灰自身性特征尤其是氯盐的赋存形态对于脱氯除盐技术的选择有重要影响.因此,实际资源化利用过程中,可根据飞灰性质来决定预处理手段,从而最大化提升效率和节约成本.     

The reuse of municipal solid waste incinerator fly ash slag as a cement substitute

The results of the treatment of fly ash from a municipal solid waste incinerator (MSWI) by melting are described, and the safety and the effectiveness of using the slag produced by this melting treatment are studied. The properties of the MSWI fly ash slag were analyzed, to evaluate the feasibility of its reuse as a substitute for part of the cement required in mortar preparation. This MSWI fly ash slag was found to be comprised mainly of SiO₂ and CaO, which can be substituted for up to 20% of the cement content in mortar, without sacrificing the quality of the resultant concrete. In fact, the concrete thus produced has greater compressive strength, 10% higher than that without the substitution. The setting time of the fresh mortar becomes lengthens as increasing amounts of cement are replaced; while the spread flow value increases with the increasing percentage of cement substitution. X-ray diffraction analysis reveals that when the W/C=0.38 and the curing AGE=28 days, the crystal patterns in the mortar samples, prepared with different amounts of cement having been replaced by MSWI fly ash slag are similar. According to the results of the toxic characteristic leaching procedure analysis, MSWI fly ash slag should be classified as general non-hazardous industrial waste, that meets the effluent standard. Therefore, the reuse of MSWI fly ash slag is feasible, and will not result in pollution due to the leaching of heavy metals.     

添加剂和水洗对焚烧飞灰烧结过程中重金属迁移特性的影响

研究了添加剂（粘土和粉煤灰）、水洗预处理对焚烧飞灰烧结过程重金属（Cd、Cu、Zn、Pb、Cr、Ni）迁移特性的影响.水洗时间为8、 16、 24 h.烧结实验条件为成型压力3 kN,烧结温度1 100℃,烧结时间4 h.结果表明,在飞灰中粘土添加比例增加到70%时,重金属Cd的固化率从16.96%升高到28.42%,Pb的固化率从10.58%升高到37.02%, Cu的固化率从46.38%上升到55.14%,Zn的固化率从42.14%上升到64.47%,Ni和Cr的固化率总体上呈现下降的趋势.总体上添加粘土对焚烧飞灰烧结过程中重金属的固定效果有限.当粉煤灰在烧结前样品中的比例增加时,Cd的固化率从16.96%下降到4.67%,Cu的固化率从46.86%上升到81.43%.粉煤灰的加入对于Zn和Pb的影响不大,对于Ni和Cr的影响规律也不明显.水洗预处理可以把Cd、Cu和Pb的固化率提高到80%以上.焚烧飞灰烧结体TCLP浸出测试表明,添加粘土和粉煤灰以及水洗预处理后,焚烧飞灰烧结试体的重金属浸出浓度普遍较低.     

我国垃圾焚烧飞灰性质及其重金属浸出特性分析

调查分析了我国12个垃圾焚烧飞灰样品的性质和重金属浸出规律.结果表明,飞灰的主要组成元素有Si、Ca、Al、Fe、K、Na、Cl 等,除1个样品外,飞灰样品中的重金属元素含量均在0 .5%～3 .0%范围内.由此可见焚烧飞灰具有较大的环境风险,必须按危险废物进行安全管理.应用单批次浸出程序检测结果表明,美国EPA的毒性浸出程序（TCLP）和我国固体废物浸出毒性鉴别程序（GB 5086 .1-1997）对焚烧飞灰中的重金属浸出率偏低,且二者对飞灰危险性评估的差异较大,这主要是受二者不同的浸出液最终的pH值所影响.常规酸中和容量（GANC）浸出试验结果表明,飞灰中重金属的浸出主要受浸出液的最终pH值影响,而该pH值取决于飞灰中碱性物质与浸取剂酸度二者间的相互作用.通过对不同类别程序的浸出过程分析发现,在相同浸取液作用下,单批次式浸出程序的静态平衡终点与连续过流式浸出程序的平衡终点存在较大差异,有必要结合我国飞灰特点和实际处置场景,建立适用于焚烧飞灰的单批次式毒性浸出试验程序,避免对飞灰危险性识别的不足和管理的失控.