生活垃圾焚燒飛灰的水洗及資源化研究.pdf

1、近年來，垃圾焚燒以其減量化、無害化、資源化的優(yōu)勢，逐步成為我國生活垃圾處理的主流趨勢。但是焚燒過程產(chǎn)生的大量飛灰富含高濃度的氯鹽、高含量且極易浸出的重金屬和痕量的持久性有機(jī)污染物(二惡英、呋喃)，被世界各國列為危險(xiǎn)廢棄物。因此，飛灰在填埋和資源化前必須經(jīng)過嚴(yán)格的處置。為使飛灰實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)的處置及利用，本文依托國家重點(diǎn)基礎(chǔ)支持計(jì)劃（973課題，2011CB201500），開展了生活垃圾焚燒飛灰的水洗及資源化的研究，主要研究內(nèi)容及結(jié)論為：

2、
　　1）根據(jù)國內(nèi)主流的兩種焚燒技術(shù)和煙氣凈化工藝，選取機(jī)械爐排爐和循環(huán)流化床焚燒過程中的布袋除塵器飛灰為典型的垃圾焚燒飛灰，開展了飛灰特性分析。結(jié)果表明：飛灰中重金屬以Zn、Cu和Pb居多，流化床爐飛灰中Cd、Cu、Pb、Ni的浸出毒性遠(yuǎn)超生活垃圾填埋標(biāo)準(zhǔn)值，而爐排爐飛灰中僅有Pb和Cd略超出標(biāo)準(zhǔn)值，二惡英毒性當(dāng)量以PCDF的貢獻(xiàn)率最高。浸出液pH對飛灰中金屬浸出行為影響顯著，總體在酸性條件下（pH<3）浸出量達(dá)到最大水平，在p

3、H<7時(shí)，浸出濃度隨著滲濾液pH的升高而減少，在pH為7~11時(shí)，除Cr有所回升外，其他重金屬的浸出濃度微乎其微，pH>11后，重金屬金屬Pb和Zn的浸出量急劇增加。MINTEQ模型化研究pH對飛灰中重金屬浸出機(jī)制表明，pH主要通過改變重金屬在浸出體系中的化學(xué)形態(tài)影響其浸出行為。
　　2）針對兩種爐型飛灰系統(tǒng)地開展了水洗過程對飛灰氯鹽及重金屬析出行為的研究，并針對高鹽廢水提出了“趨零”排放的構(gòu)想。結(jié)果表明：飛灰中氯鹽主要以 NaC

4、l、KCl、CaCl2、CaClOH的形式存在，單次水洗氯的去除率可以達(dá)到92％（爐排爐飛灰）、73%（流化床爐飛灰），其中97%以上溶出物為氯化物，而Mg、Al、Fe及重金屬的析出量極少。爐排爐飛灰水洗的最優(yōu)條件是液固比為6，水洗時(shí)間為10min、振蕩頻率200rpm，無需二次水洗；而流化床爐飛灰最優(yōu)條件為：一次水洗（液固比為4，水洗時(shí)間為30min,振蕩頻率200rpm）、二次水洗（液固比為4，水洗時(shí)間為30min，振蕩頻率250r

5、pm）。pH是控制飛灰水洗過程中重金屬（Pb、Cu、Zn、Cd）分布形態(tài)的重要因素，而Cl-對重金屬Cd的形態(tài)分布也有著重要影響。水洗過程對飛灰中二惡英濃度及I-TEQ的指紋特征分布影響不大。水洗液的電導(dǎo)率與溶液Cl-的濃度也具有極好的線性相關(guān)性，電導(dǎo)率為實(shí)現(xiàn)水洗過程的在線監(jiān)測及過程參數(shù)優(yōu)化提供了可能。
　　3）以流化床爐焚燒飛灰為例，開展了利用水泥和螯合劑制備免燒磚的資源化探索，分析了產(chǎn)品關(guān)鍵性能。同時(shí)利用改進(jìn)的BCR多級連續(xù)提

6、取法分析了資源化前后重金屬的形態(tài)分布，通過風(fēng)險(xiǎn)評估準(zhǔn)則和內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)對重金屬的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和生物有效性分別進(jìn)行了單因素和綜合性評估。結(jié)果表明：水泥基材對飛灰中Cu、Zn、Pb的固化效果最好，對Cr幾乎無控制效果。水泥比例為30%時(shí)，重金屬的浸出毒性在養(yǎng)護(hù)時(shí)間內(nèi)均低于GB16889-2008的規(guī)定。隨著水泥添加量的提高，免燒磚的抗壓強(qiáng)度呈上升趨勢，且養(yǎng)護(hù)時(shí)間的促進(jìn)作用愈加明顯，添加比例為30%時(shí)，28 d后免燒磚的強(qiáng)度可達(dá)到12.8 M

7、Pa，35%時(shí)可達(dá)到混凝土用磚強(qiáng)度等級的MU15級。與原始飛灰相比，免燒磚中重金屬在不同滲濾液pH下的浸出趨勢并未改變，但浸出量顯著下降，酸中和能力增加，安全范圍變寬。原始飛灰中重金屬 Cd、Zn、Cu的酸可交換態(tài)比例很高，分別48.0%、21.3%、20.7%，綜合污染指數(shù)高達(dá)38.2，而免燒磚中 Cd、Zn、Cu的酸可交換態(tài)部分降低兩個(gè)數(shù)量級，均遠(yuǎn)低于1%，單一重金屬污染指數(shù)下降了2個(gè)數(shù)量級以上，綜合污染指數(shù)降為0.02，原因是重金