固硫灰固化處理生活垃圾焚燒飛灰技術(shù)研究.pdf

1、生活垃圾焚燒飛灰具有產(chǎn)生量大、重金屬浸出毒性高、二噁英等持久性有機(jī)污染物毒性大以及降解困難等特點(diǎn)，并被國(guó)家明確列為危險(xiǎn)固體廢物，亟待需要有效的處理技術(shù)進(jìn)行安全處理。本文提出了一種生活垃圾焚燒飛灰安全處理的技術(shù)，采用機(jī)械力化學(xué)法活化固硫灰固化處理生活垃圾焚燒飛灰，優(yōu)化了固硫灰固化生活垃圾焚燒飛灰的參數(shù)，并對(duì)固硫灰固化飛灰的效果及機(jī)理進(jìn)行了探究。并通過(guò)與水泥固化生活垃圾焚燒飛灰技術(shù)對(duì)比研究，得出以下主要結(jié)論。
　　首先，采用機(jī)械力化學(xué)

2、法考察了球磨轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間以及飛灰摻加比對(duì)固硫灰基固化體固化生活垃圾焚燒飛灰抗壓強(qiáng)度的影響。研究表明，當(dāng)球磨轉(zhuǎn)速為600r/min、球磨時(shí)間為5h、生活垃圾焚燒飛灰摻加比為60％時(shí)，制備出的固硫灰基固化體（BM固化體）養(yǎng)護(hù)28d和56d抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到15.6MPa和17.9MPa。同時(shí)，通過(guò)與未經(jīng)機(jī)械力球磨制備出的固硫灰基固化體（NBM固化體）進(jìn)行對(duì)比。研究表明，當(dāng)飛灰摻加比為50%，養(yǎng)護(hù)28d和56d時(shí)，NBM固化體抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到

3、14.4158MPa和17.8169MPa，而B(niǎo)M固化體的抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到35.4094MPa和36.8325MPa。當(dāng)飛灰摻加比增加到60%時(shí)，NBM固化體養(yǎng)護(hù)28d和56d后出現(xiàn)了膨脹開(kāi)裂。說(shuō)明機(jī)械力化學(xué)法大幅度地提升了固硫灰的活性，并減弱了固硫灰的膨脹性能，使飛灰的摻加量以及固化體的抗壓強(qiáng)度大大提升。
　　其次，通過(guò)對(duì)BM固化體和NBM固化體固化飛灰效果進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。研究表明，BM固化體固化飛灰效果優(yōu)于NBM固化體，并且其浸

4、出液中重金屬濃度均低于的浸出GB5085.3-2007規(guī)定限值。說(shuō)明固硫灰基固化體對(duì)飛灰中重金屬具有優(yōu)良的固化效果。同時(shí)，采用物相和紅外分析手段，探究了固硫灰固化生活垃圾焚燒飛灰的機(jī)制。研究表明，BM固化體反應(yīng)體系生成了斜方鈣沸石、鈣礬石和C-S-H凝膠相。斜方鈣沸石和鈣礬石對(duì)飛灰中的重金屬離子具有吸附作用，使飛灰中的重金屬離子以化學(xué)吸附的形式得到固化。
　　再次，在機(jī)械力化學(xué)活化固硫灰固化飛灰技術(shù)優(yōu)化的參數(shù)基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了固硫

5、灰固化飛灰與水泥固化飛灰的抗壓性能，抗浸出性能以及對(duì)其熱重、孔隙度、物相、分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比分析表征，進(jìn)一步探究了固硫灰固化飛灰的效果及固化機(jī)制。研究表明，當(dāng)球磨轉(zhuǎn)速為600r/min、球磨時(shí)間為5h、飛灰摻加比為70%，在養(yǎng)護(hù)56d時(shí)，固硫灰基固化體抗壓強(qiáng)度達(dá)到36.8966MPa，而水泥基固化體抗壓強(qiáng)度僅為11.5304MPa，說(shuō)明固硫灰基固化體具有較強(qiáng)的抗壓性能。當(dāng)飛灰摻加比為70%時(shí)，固硫灰基固化體浸出液中Zn、Pb、Cu、Cd

6、、Cr離子濃度分別為0.5086mg/L、0.0519mg/L、0.6462mg/L，0.1222mg/L、0.6145mg/L。水泥基固化體浸出液中Zn、Pb、Cu、Cd、Cr離子濃度分別為0.0358mg/L、0.0939mg/L、0.1097mg/L，0.0998mg/L、0.8734mg/L均滿足GB16889—2008規(guī)定限值。
　　通過(guò)熱重分析表明，在85℃至250℃固硫灰基固化體和水泥基固化體均出現(xiàn)吸熱峰歸屬于樣品中

7、自由水、水化硅酸鈣以及鈣礬石的脫水蒸發(fā)；在900℃至950℃出現(xiàn)吸熱峰歸屬于樣品中碳酸鈣的分解。當(dāng)加熱溫度上升到600℃至750℃時(shí)，A7熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于B7的熱穩(wěn)定性。另外B7從30℃升溫至1000℃過(guò)程中，B7的失重率變化幅度較大，總體不穩(wěn)定。通過(guò)孔隙度分析表明，A7的密實(shí)性能優(yōu)于B7的密實(shí)性能，引起A7的抗壓性能高于B7的抗壓性能。說(shuō)明密實(shí)性能增加有利于固化體抗壓強(qiáng)度的提升，并且有助于飛灰中重金屬的固化/穩(wěn)定化。通過(guò)物相和紅外分析

8、表明，在水化過(guò)程中，固硫灰基固化體與水泥基固化體水化產(chǎn)物基本相同，其均在水化過(guò)程中生成了C-S-H凝膠、斜方鈣沸石和鈣礬石等物相使飛灰中的重金屬離子得到了穩(wěn)定化，實(shí)現(xiàn)了飛灰中重金屬的安全處理，達(dá)到了“以廢治廢”的目的。
　　最后，通過(guò)對(duì)固硫灰固化處理生活垃圾焚燒飛灰技術(shù)與水泥固化處理生活垃圾焚燒飛灰效益進(jìn)行了對(duì)比分析。分析表明，固硫灰固化處理一噸生活垃圾焚燒飛灰所花費(fèi)成本245.71元，且工藝成本低于水泥固化。并且該固化技術(shù)對(duì)環(huán)境