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垃圾燃烧飞灰对环境的影响I垃圾燃烧飞灰是生活垃圾燃烧后在热回收利用系统、烟气净化系统采集的物质飞灰的产量与垃圾种类、燃烧条件、燃烧炉型及烟气处理工艺有关,普通约占垃圾燃烧量的摆布分析说明垃圾燃烧飞灰并非化学惰性物质,其中有含量3%〜5%较高的能被水浸出的、、、等多种有害重金属物质和盐类,假设处理不Cd PbZn Cr当,将会造成重金属迁移,污染地下水、土壤及空气检验结果说明,垃圾燃烧炉会使周边区域内大气中的重金属污染增加摆布同时,飞灰中的二恶英也是潜20%在的重要环境污染物由于垃圾燃烧飞灰中的重金属和二恶英等难于自然降解,因此其对环境的影响十分严重如何安全有效地处置垃圾燃烧飞灰即成为急需解决的环境和社会问题飞灰处理技术现状2国内外对飞灰中重金属特性研究结构说明;具有高沸点的重金属在燃烧过程中易均匀凝结,从而形成飞灰的核心,而高温下易挥发的重金属会随着温度下降凝结在飞灰的外表,飞灰中重金属随飞灰的粒径减少而增加飞灰中重金属浸出毒性与飞灰的粒径、外表积、值有关,主要依赖飞灰中重金属存在的形态对pH CaOH
2、、的溶出有较强的抑制作用,但对有促溶作用研究认为高温Cd ZnCr Pb1000C中参加熔融飞灰以上,可以降低飞灰中的重金属含量,并使飞灰中重金CaCI23h属的溶出率降低;然而和加热处理后,的浸出反而增加,主要因为加热处AI CrAI理飞灰后,的形态由铝硅酸盐态转变为可溶性的铝铁氧化物,的情况也是如此Cr研究说明在垃圾燃烧中使用活性炭粉末除尘时,燃烧排放尾气中的二恶英浓度比未加活性炭时降低了这说明大量的二恶英转移到了飞灰中因此,随着国家大气54%,排放标准的严格实施,垃圾燃烧产生的二恶英类将主要进入飞灰,从而使飞灰的污染控制显得更加重要根据垃圾成份的不同,目前国内外对垃圾燃烧飞灰通常采用的处理方法有
①经过适当处理按危()险废物填埋但处理本钱较高;
②固化与稳定化主要有水泥wei固化、沥青固化、熔融固化、化学药剂固化稳定化等经过固化的飞灰,如符合浸出毒性标准的要求,那末可以按普通废物填埋处理其主要作用是使飞灰中的重金属及其污染组分呈现化学惰性或者被包容起来,以便运输和处理,并可降低污染物的毒性和减少其向生态圈的迁移率;
③将重金属与飞灰别离,分别进行资源化处理、如酸提取、碱提取、生物提取等本文主要对固化与稳定化进行分析固化与稳定化法
2.1固化与稳定化技术是国际上处理有毒废物的主要方法之一,而水泥基材料是近20年来欧美等兴旺国家应用最广也是最重要的胶结料水泥固化法
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1.1固化处理是利用固化剂与垃圾燃烧飞灰混合后形成固化体,从而减少重金属的溶出水泥是最常见的危()险废物固化剂,因此工程中常采用水泥对燃烧飞灰进行wei固化处理飞灰被掺入水泥的基质中后,在一定的条件下,经过一系列的物理、化学作用,使污染物在废物水泥基质体系中的迁移率减小(如形成溶解性比金属离子小得多的金属氧化物)有时,还添加一些辅料以增进反响过程,最终使粒状的物料变成粘合的混凝土块从而使大量的废物因固化而稳定化对垃圾燃烧飞灰进行稳定化处理的研究结果说明,无论是采用水洗、粉碎等飞灰前处理工艺,处理后的砌块均难以到达较高的强度此外在研究飞灰中的重金属浸出时发现,由于飞灰中氯离子的影响,经固化后的砌块中铁、铜、锌等离子容易浸出而导致污染物超标因此,尽管水泥固化处理飞灰具有工艺成熟、操作简单、处理本钱低等优点,但由于垃圾燃烧飞灰中含有较高的氯离子,采用水泥固化法处理必须进行前处理,以减少氯离子对固化后砌块的机械性能以及后期重金属离子浸出等问题,这样在很大程度上提高了对飞灰处置场建设和运行的要求,造成本钱增加,限制了该方法的应用药剂稳定化法
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1.2药剂稳定化技术以处理重金属废物为主,目前已经开展了多种重金属稳定化技术,如值控制技术、氧化,复原电势控制技术、沉淀技术、吸附技术和离子交换技术pH等这种技术目前在垃圾燃烧飞灰稳定化处理方面应用较少,但是一个开展方向特别是药剂稳定化与其它稳定化方法相比具有工艺简单、稳定效果好、费用低廉等优点目前开展较快的螯合型有机重金属稳定化药剂,对包括垃圾燃烧飞灰在内的多种重金属污染物的稳定化处理效果已经得到试验证明对重金属螯合剂处理垃圾燃烧飞灰进行实验,并与和石灰处理等效果进行比拟,结果说明,螯合剂投加量时;Na2s
0.6%捕集飞灰中重金属的效率高达以上,为到达相同的稳定化效果,螯合剂的使用量97%要比无机稳定化药剂少得多同时,通过个月的微生物影响实验说明,重金属螯合I4剂稳定化产物在填埋厂的环境下,其稳定性不受微生物活动的影响目前,普通采用的稳定化药剂有石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物(硫代硫酸钠、硫化钠)、高份子有机稳定剂、铁酸盐、黏土矿物等,磷酸盐处理飞灰后重金属Pb在值范围内浸出很小pH413熔融固化技术
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1.3()烧结法烧结法是将待处理的危()险废物与细小的玻璃质,如玻璃屑、1wei玻璃粉混合,经混合造粒成型后,在℃高温熔融下形成玻璃固化体,借助玻1000~1100璃体的致密结晶结构,确保固体化的永久稳定但该方法需充分结合化学稳定和熔融处理工艺才干降低垃圾燃烧飞灰对环境的危害熔融法熔融法是在燃料炉内利用燃料或者电将垃圾燃烧飞灰加热到2140OC摆布的高温,使飞灰熔融后经过一定的程序冷却变成熔渣,熔渣可作为建筑材料,实现飞灰减容化、无害化、资源化的目的熔融固化需要将大量物料加温到熔点以上,无论采用电或者其它燃料,需要的能源和费用都相当高相对于其它处理技术,熔融固化的最大优点是可以得到高质量的建造材料高温处理法具有减容率高、熔渣性质稳定、无重金属等溶出的优点,已受到广泛的关注,国外已研究出多种垃圾燃烧飞灰处理的高温熔融炉,并已在日本和欧洲有少量使用但采用高温熔融工艺需要消耗大量的能源,同时由于其中的、、Pb CdZn等易挥发重金属元素需进行后续严格的烟气处理,故处理本钱很高,只能在经济兴旺的国家应用湿式化学处理法
2.2飞灰湿式化学处理法有加酸萃取和烟气中和碳酸化法等,该工艺运行本钱较低,可回收重金属和盐类,但产生的废水、废气和污泥需要进行必要的处理目前很少应用安全填埋法
2.3安全填埋法是将垃圾燃烧飞灰在现场进行简单处理后,送入安全填埋场填埋处理的方法,这是目前垃圾燃烧飞灰处理最安全可靠的手段之一但安全填埋场的建设和运行费用居高不下,垃圾燃烧处理厂难以承受,同时也不能到达减容化和资源化的目的,因此今后会逐渐减少这种方法的应用由于长期缺乏科学的管理体系和配套的处置技术,如前所述,相当局部废物未经处理处于堆存或者直接排入环境,造成严重的环境污染在危()险废物处理处置技术方面,我国已经掌握了一些行之有效的处理处置手wei段,如物理化学法、固化法及高温燃烧等,其中,稳定化/固化在区域性集中管理系统中占重要的地位,因为经其它无害化、减量化处理的废物,都要全部或者局部地经过稳定化/固化处理后,才干进行最终的处置或者综合利用目前已经应用和正在开辟的稳定化/固化技术有水泥固化、石灰固化、溶融固化、热塑性固化、自胶结固化、化学药剂稳定化等,其中水泥固化工艺简单、本钱低,是最常用的危险废物稳定剂但由于应用规模较小和资金缺乏等方面和原因,在成套设备创造质量和生产能力方面和兴旺国家相比还存在较大的差距,远远不能满足我国危()险废物处wei理工作的实际需要生活垃圾燃烧厂飞灰
2.2随着燃烧处理的迅猛开展,燃烧飞灰产量巨大到年底全国运行和在建的燃2001烧处理装置超过按照燃烧飞灰量是燃烧垃圾量的估算,每年垃圾燃烧13,150t/d,3%将产生飞灰万而且近几年我国燃烧处理规模以的速度递增预计在年14t,5%2022我国生活垃圾燃烧处理比例将到达将导致垃圾燃烧飞灰量的快速增加,所以开5%,辟适宜的燃烧飞灰处理技术将成为近年来环保领域研究的热点之O燃烧飞灰作为一种高比外表物质,它非但富集大量的汞、镉、铅等有毒重金属,而且也富集了大量的二恶英类物质,是一种同时具有重金属危害特性和环境持久性有机毒物危害特性的双料危()险废物,对人体健康和生态环境具有极大的危害性wei燃烧飞灰的处理主要包括高温处理、水泥固化处理和湿式化学处理三种高温处理包括烧结和熔融两种方式烧结和熔融技术都源于材料领域,烧结从宏观方面来讲,是在高温作用下,固体颗粒获得扩散能量,将大局部甚至全部气孔从晶体中排除,在低于熔点温度下变成致密的烧结体并符合材料特性的要求;烧结温度通常发生在主要成份绝对熔融温度的/之间熔融是在高于飞灰熔点的温度下,飞灰中1/2—1固体颗粒发生熔融相变,成为液态溶渣,然后经过快速冷却形成致密的玻璃态溶渣,将重金属固化在网络中实现稳定化目的玻璃态溶渣可以作为建造材料到达资源化作用高温处理可以分解破坏绝大局部二恶英类有机污染物并将大局部重金属固化在固体中实现稳定化相对于水泥固化和化学处理而言,高温处理运行非适中,减量显著,减量可达稳定性高,并可实现资源化利用1/2〜1/3,欧美兴旺国家生活垃圾燃烧飞灰中碱金属氯化物含量较低,研究主要集中在利用水泥窑燃烧将飞灰固化作为建造材料而日本、韩国等亚洲国家由于生活垃圾塑料类物质含量较高,燃烧飞灰中氯化物,特别是碱金属氯化物含量较高,水泥固化得到的固化体强度和浸水性较差,重金属的长期固定效果差,因此,在日韩国家,研究主要集中在高温处理,特别是在熔融玻璃化方面含重金属的废物
2.3由于在各类危()险废物中,重金属废物占有很大的比例,它们以各种各样的方wei式危害环境在处理中,除了一局部可回收利用外,其于大局部都需要进行稳定化处理,以到达无害化的目的有些冶金行业固体废物由于含有可浸出的重金属等污染物质,不能直接排放环境,在最终环境无害化处置前也应进行固化预处理常规的技术种类(如应用最多的水泥固化或者石灰固化法)不少,但在用于重金属废物处理时都有局限性,特殊是受值变化的影响,当值较低时,重金属废物处理时PH PH都有局限性,特殊是受值变化的影响,当值较低时,重金属离子会再溶出,PH PH没有到达长期稳定化的目的,在最终处置时,将会产生二次污染,增加水泥石灰等固然可以提高稳定性和降低浸出率,但处理费用和固化后的体积也随之增加固化稳定剂在国外已有广泛应用,如美国公司稳定技术不仅可处理无机物也Chongx可以处理一些有机物;可处理固态废物也可以处理液态废物该技术早在年就1976获专利台湾采用“超水泥固化剂〃也是在水泥中加稳定剂,比应用普通水M.S.K泥费用要节约国外已有一种流动处理危险废物车,配备仪器和稳定剂及250%o wei搅拌器,定期赴厂矿将其需处理的危险污泥等就地处理近年来,应用合成wei的重金属螯合剂在处理重金属废物方面,取得了明显的发展这些螯合剂普通是高份子链上有二硫代竣基官能团以离子键和共价键的形式捕集废物中的重金属离子,生成的稳定化的产物是一种空间网状的高份子螯合物,可以实现废物处理时少增容或者不增容,从而提高处理系统的效率和经济合理性要注意的是,固化剂的选择和配方应根据每种污泥或者废渣所含的重金属化学成份的不同来选择,不能干篇一律的采用同一配方我国对贫杂矿的利用极其有限,止匕外,对某些金属原矿中伴生的其它金属矿物或者实用成份全部回收起来,因此,在被丢弃的固体废物中往往还有许多一定含量的金属矿物,由于淋溶产生的重金属离子对水体和土壤都造成为了严重污染,严重破坏了生态环境目前这是环境保护研究中的一个重要课题。