等離子體固化焚燒飛灰中重金屬的實驗研究.pdf

1、等離子體等離子體固化固化焚燒焚燒飛灰飛灰中重金屬的重金屬的實驗實驗研究研究StudyonsolidificationofheavymetalinMSWflyashbyplasma學(xué)科專業(yè)：熱能工程作者姓名：方云豪指導(dǎo)教師：陳冠益教授合作導(dǎo)師：盛宏至研究員天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院二零一六年十二月I摘要隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)和人們生活水平提高，城市生活垃圾年產(chǎn)量逐年攀升，填埋技術(shù)雖是我國當(dāng)前處理垃圾的主流技術(shù)，但存在選址難、溫室氣體排放以及

2、滲濾液收集和處理的問題；堆肥技術(shù)也因商品的市場準(zhǔn)入機(jī)制不明確而發(fā)展受限；垃圾焚燒以減量化和資源化的優(yōu)點，逐漸成為生活垃圾無害化處理的首選技術(shù)。而焚燒造成的二次污染亟待解決，特別是焚燒飛灰因重金屬污染危及土壤和水環(huán)境安全，成為研究和解決的重點。等離子體技術(shù)因在無害化處理飛灰中顯著的減容減重效果，逐漸受到重視。本論文通過等離子體技術(shù)，研究了物理阻隔即玻璃瓶包裹和水洗對飛灰重金屬離子揮發(fā)性特性與浸出特性的影響。實驗裝置為一套實驗室規(guī)模的30k

3、W直流等離子體電弧爐系統(tǒng)，研究對象是天津、深圳、澳門三座城市的生活垃圾焚燒飛灰，實驗內(nèi)容是把飛灰分別裝在0.5ml、1ml和5ml的玻璃瓶中，另設(shè)一組天津飛灰水洗處理裝在三種大小的玻璃瓶，然后在1350℃上下的高溫中將被玻璃瓶包裹的飛灰熔融成玻璃體。研究發(fā)現(xiàn)：（1）飛灰經(jīng)過等離子體熔融后，其體積減少了68.74~82.19%，同時質(zhì)量減少了23.84~56.65%，重金屬揮發(fā)率按遞增順序為：CrNiCdPbCuZn；（2）熔融過程中重金

4、屬離子揮發(fā)要穿過玻璃薄膜，增大了重金屬外逸的阻力，表現(xiàn)為玻璃瓶包裹即物理阻隔作用能有效阻止重金屬揮發(fā)，且熔融的玻璃外層對重金屬有選擇透過性，玻璃瓶越小包裹飛灰防止重金屬揮發(fā)的效果越好；（3）水洗可以洗去飛灰中部分易揮發(fā)鹽分，削弱熔融過程中金屬離子的揮發(fā)，易揮發(fā)性離子與重金屬的存在形態(tài)是影響揮發(fā)與浸出的因素；（4）浸出實驗表明，玻璃體中重金屬浸出量遠(yuǎn)低于美國環(huán)保署毒性浸出方法標(biāo)準(zhǔn)和中國危險廢棄物鑒別標(biāo)準(zhǔn)。玻璃瓶包裹和水洗飛灰對玻璃體中重金