城市生活垃圾焚燒飛灰膠凝活性及其固化-穩(wěn)定化技術(shù)研究.pdf

1、隨著時(shí)代的發(fā)展，城市生活垃圾日漸增多，將城市生活垃圾焚燒是目前我國處理生活垃圾的主要方式，但是城市生活垃圾焚燒飛灰含有的有毒有害重金屬如果處理不當(dāng)，則會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，也威脅著人們的生活與健康。本論文探究了飛灰的膠凝特性，后期摻入穩(wěn)定劑和高爐礦渣進(jìn)一步的穩(wěn)定飛灰中的重金屬，為飛灰的處理方式進(jìn)行了探索。本文以重慶市某垃圾焚燒廠產(chǎn)生的城市生活垃圾焚燒飛灰作為研究對象。對城市生活垃圾焚燒飛灰的物理特性與化學(xué)浸出毒性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室分析。生活垃

2、圾焚燒飛灰的粒徑比較小，絕大部分的飛灰粒徑在50μm到500μm之間；利用X射線熒光光譜儀（XRF）分析生活垃圾焚燒飛灰中主要的元素是O、Ca、Cl、K、S、Na，主要的重金屬元素為Cu、Zn、Cd和Pb，飛灰中含有CaO、SiO2和Al2O3等潛在活性物質(zhì)；利用電鏡掃描（SEM）分析表明生活垃圾焚燒飛灰表面凹凸不平，形狀不規(guī)則，顆粒間的孔較多。按照HJ/T300-2007《固體廢物-浸出毒性浸出方法-醋酸緩沖溶液法》對飛灰進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)

3、，重金屬Cu的浸出毒性為17.605mg/L，重金屬Zn的浸出毒性為22.518mg/L，重金屬Cd的浸出毒性為3.241mg/L，重金屬Pb的浸出毒性為18.107mg/L。
　　本研究選取堿灰比（14.2%、11.1%、9.1%），硅酸鈉/氫氧化鈉質(zhì)量比（6/4、1/1、7/3）和液固比（0.43、0.45、0.47）三個(gè)因素，利用正交表 L9（34），設(shè)計(jì)三因素三水平實(shí)驗(yàn)。通過正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可知重金屬元素Cu、Zn、Cd和

4、 Pb的最好的浸出毒性固化率分別為86.96%、22.35%、61.31%和64.91%。綜合考慮Cu、Zn、Cd和Pb四種重金屬元素的浸出毒性固化率，最優(yōu)的參數(shù)組合為：堿灰比為11.1%，硅酸鈉/氫氧化鈉質(zhì)量比為7/3，液固比為0.43。通過X射線衍射（XRD）圖譜分析飛灰固化體對比飛灰原樣生成了CSH，CASH等穩(wěn)定物質(zhì)；SEM分析顯示固化體對比原樣，固化體內(nèi)部呈緊致密實(shí)狀態(tài)；傅氏轉(zhuǎn)換紅外線光譜分析儀（FTIR）分析表明固化體中的重

5、金屬離子可能參與了水化反應(yīng)，并直接參加了電荷平衡，重金屬離子讓Si-Al組合進(jìn)行了重組，使其固定在結(jié)構(gòu)體系中。為了提高穩(wěn)定重金屬的效率，在正交實(shí)驗(yàn)最佳組合的基礎(chǔ)上加入穩(wěn)定劑硫化鈉、磷酸鈉和 EDTA二鈉，分別進(jìn)行了單一穩(wěn)定劑和復(fù)合穩(wěn)定劑的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明單一穩(wěn)定劑均可以達(dá)到良好的效果，而且有機(jī)穩(wěn)定劑 EDTA二鈉效果要好于無機(jī)穩(wěn)定劑硫化鈉和磷酸鈉，考慮到 EDTA二鈉價(jià)格昂貴，將有機(jī)穩(wěn)定劑和無機(jī)穩(wěn)定劑組合，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮，選取硫化