城市生活垃圾焚燒飛灰膠凝活性及其固化-穩(wěn)定化技術研究.pdf

1、隨著時代的發(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，則會造成嚴重的環(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)定劑和高爐礦渣進一步的穩(wěn)定飛灰中的重金屬，為飛灰的處理方式進行了探索。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浸出毒性進行了實驗室分析。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；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》對飛灰進行浸出實驗

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/氫氧化鈉質量比（6/4、1/1、7/3）和液固比（0.43、0.45、0.47）三個因素，利用正交表 L9（34），設計三因素三水平實驗。通過正交實驗結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；SEM分析顯示固化體對比原樣，固化體內部呈緊致密實狀態(tài)；傅氏轉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，并直接參加了電荷平衡，重金屬離子讓Si-Al組合進行了重組，使其固定在結構體系中。為了提高穩(wěn)定重金屬的效率，在正交實驗最佳組合的基礎上加入穩(wěn)定劑硫化鈉、磷酸鈉和 EDTA二鈉，分別進行了單一穩(wěn)定劑和復合穩(wěn)定劑的實驗，實驗表明單一穩(wěn)定劑均可以達到良好的效果，而且有機穩(wěn)定劑 EDTA二鈉效果要好于無機穩(wěn)定劑硫化鈉和磷酸鈉，考慮到 EDTA二鈉價格昂貴，將有機穩(wěn)定劑和無機穩(wěn)定劑組合，根據(jù)實驗結果，綜合考慮，選取硫化