垃圾焚燒飛灰金屬元素綠色綜合利用基礎(chǔ)研究

采用水泥固化法處理垃圾焚燒飛灰,研究了飛灰與水泥質(zhì)量比、養(yǎng)護(hù)時間、添加劑和化學(xué)預(yù)處理對垃圾焚燒飛灰固化塊中重金屬Zn、Pb、Cu、Cd、Cr浸出的影響。結(jié)果表明,當(dāng)飛灰與水泥質(zhì)量比為3∶4,養(yǎng)護(hù)時間為11 d的條件下,以砂漿塑化劑為添加劑,固化塊Pb、Cu、Cd和Cr的浸出濃度分別降低了72.4%、70.6%、60.0%和7.2%,而Zn的浸出濃度升高了73.6%;綠礬溶液預(yù)處理使飛灰中Cu、Cd和Cr的浸出濃度分別降低了42.3%、50.0%、54.6%,卻使Zn和Pb的浸出濃度分別提高71.9%和14.3%。由此可知,水泥固化法能有效降低垃圾焚燒飛灰重金屬的浸出濃度,但添加劑砂漿塑化劑和綠礬溶液預(yù)處理對飛灰中不同重金屬的浸出濃度影響不同,在實際應(yīng)用過程中,應(yīng)針對垃圾焚燒飛灰的特性,尋求適合的添加劑和預(yù)處理方法。

垃圾焚燒發(fā)電飛灰排放是重金屬污染的一個重要來源之一。選用實驗室合成的含硫有機穩(wěn)定劑(DT)并優(yōu)選無機固化劑(DF),組成有機-無機復(fù)合固定劑體系,進(jìn)行飛灰中重金屬的固定化實驗,研究一種經(jīng)濟、有效的飛灰無害化處理方法,以滿足生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)對飛灰填埋的處理要求。以廣州市生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)生的飛灰為研究對象,分別考察了DT和DF單一添加處理以及混合聯(lián)用處理對飛灰中重金屬的固定化效果。浸出數(shù)據(jù)表明,隨著DT和DF的投料量的增加,飛灰固化體的浸出濃度相應(yīng)降低。當(dāng)DT和DF投加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.0%和2.4%時,飛灰固化體的重金屬浸出濃度均低于生活垃圾填埋濃度限值,說明DT和DF可以實現(xiàn)藥劑配伍,提高飛灰中重金屬固定化效果,同時減少有機藥劑的使用量,從而降低處理成本。該研究同時做了藥劑固定化試驗和水泥固化試驗,通過對比發(fā)現(xiàn)藥劑固定化法具有增容少、養(yǎng)護(hù)時間短和穩(wěn)定化效果好的優(yōu)點。采用分級提取法對飛灰中重金屬的形態(tài)進(jìn)行了分析,結(jié)果表明經(jīng)混合藥劑處理后飛灰中的重金屬的形態(tài)均呈現(xiàn)出由不穩(wěn)定態(tài)向穩(wěn)定態(tài)轉(zhuǎn)化的趨勢。采用掃描電子顯微鏡(SEM)對固定化前后的飛灰進(jìn)行了分析,結(jié)果表明經(jīng)混合藥劑處理后的飛灰顆粒變大,且顆粒表面變得致密,空隙減少,從而減少與浸提劑的接觸面積,降低其浸出毒性。