磷酸化穩(wěn)定垃圾焚燒飛灰重金屬效果及理論機制的研究.pdf

1、填埋、堆肥和焚燒是我國處理城市生活垃圾的主要方式。城市生活垃圾焚燒技術(shù)與填埋和堆肥相比具有無害化、減量化、資源化三大優(yōu)點。因此，近年來，我國垃圾焚燒處理率迅速增長。2014年底，我國建成垃圾焚燒廠188座，焚燒處理總量為5330萬噸，占無害化處理總量的32.51％。在“十三五”期間，焚燒處理能力將會進一步增長，預(yù)計到2020年，我國垃圾焚燒處理率將達到50%。然而，城市生活垃圾焚燒后會產(chǎn)生大量飛灰，垃圾焚燒飛灰中富集了大量重金屬，若將其

2、直接填埋，飛灰中易溶性的有害重金屬成分會隨著垃圾滲濾液重新進入環(huán)境并威脅生態(tài)環(huán)境安全。
　　本論文對城市生活垃圾焚燒飛灰(MSWI fly ash)的理化特性，包括垃圾焚燒飛灰的化學(xué)組成、礦物組成以及不同標準下的浸出特性進行了分析。根據(jù)TCLP1311、HJ/T299-2007、HJ/T300-2007和HJ/T557-2009四種毒性浸出方法的浸出結(jié)果，發(fā)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰中Pb、Ni的浸出濃度均超過生活垃圾填埋污染控制標準(GB1

3、6889-2008)的規(guī)定值，且固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法(HJ/T300-2007)、美國環(huán)保署的毒性浸出方法（TCLP1311）的浸出結(jié)果中Cd的浸出濃度超過生活垃圾填埋污染控制標準(GB16889-2008)的規(guī)定值，由此可以判定垃圾焚燒飛灰屬于危險廢棄物，必須進行穩(wěn)定化處理才可進行安全填埋或后續(xù)處置。
　　本論文采用磷酸穩(wěn)定飛灰中的重金屬，探究不同磷酸添加量、不同溫度以及不同液固比對磷酸穩(wěn)定飛灰中重金屬的影響，

4、并對磷酸穩(wěn)定飛灰重金屬前后溶液中主要陰陽離子濃度的變化進行了探討。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度為40℃，磷酸添加量為飛灰質(zhì)量4%，液固比為3:1時，磷酸穩(wěn)定飛灰中重金屬的效果最好。而磷酸穩(wěn)定飛灰重金屬前后，溶液中主要陰陽離子的濃度都有所下降，說明飛灰中主要陰陽離子在磷酸穩(wěn)定化處理過程中會參與反應(yīng)并可能影響磷酸穩(wěn)定飛灰中重金屬的效果。
　　綜合磷酸對飛灰中重金屬的穩(wěn)定效果，本論文進一步探索磷酸穩(wěn)定重金屬的理論機制。經(jīng)過對磷酸鹽類物質(zhì)與羥基磷灰石類物

5、質(zhì)對重金屬穩(wěn)定效果的比較，發(fā)現(xiàn)羥基磷灰石類物質(zhì)對重金屬的穩(wěn)定效果遠好于磷酸鹽類物質(zhì)。因此本研究對羥基磷灰石類物質(zhì)穩(wěn)定重金屬的最優(yōu)條件進行了探究，研究結(jié)果表明Ca/P為1.67，溫度為40℃時，羥基磷灰石類物質(zhì)對重金屬的穩(wěn)定效果最好，而且此穩(wěn)定化產(chǎn)物在不同pH條件下都比較穩(wěn)定。通過研究反應(yīng)體系中主要陰陽離子對磷酸穩(wěn)定重金屬的影響，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系中的主要陰陽離子可能會取代羥基磷灰石類物質(zhì)中Ca2+與OH-的位置，對羥基磷灰石類物質(zhì)的合成造成影