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污染物毒性大以及降解困難等特點，并被國家明確列為危險固體廢物，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)，并對固硫灰固化飛灰的效果及機理進(jìn)行了探究。并通過與水泥固化生活垃圾焚燒飛灰技術(shù)對比研究，得出以下主要結(jié)論。
　　首先，采用機械力化學(xué)

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

3、14.4158MPa和17.8169MPa，而BM固化體的抗壓強度分別達(dá)到35.4094MPa和36.8325MPa。當(dāng)飛灰摻加比增加到60%時，NBM固化體養(yǎng)護28d和56d后出現(xiàn)了膨脹開裂。說明機械力化學(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度大大提升。
　　其次，通過對BM固化體和NBM固化體固化飛灰效果進(jìn)行對比實驗。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。說明固硫灰基固化體對飛灰中重金屬具有優(yōu)良的固化效果。同時，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，抗浸出性能以及對其熱重、孔隙度、物相、分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對比分析表征，進(jìn)一步探究了固硫灰固化飛灰的效果及固化機制。研究表明，當(dāng)球磨轉(zhuǎn)速為600r/min、球磨時間為5h、飛灰摻加比為70%，在養(yǎng)護56d時，固硫灰基固化體抗壓強度達(dá)到36.8966MPa，而水泥基固化體抗壓強度僅為11.5304MPa，說明固硫灰基固化體具有較強的抗壓性能。當(dāng)飛灰摻加比為70%時，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，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℃過程中，B7的失重率變化幅度較大，總體不穩(wěn)定。通過孔隙度分析表明，A7的密實性能優(yōu)于B7的密實性能，引起A7的抗壓性能高于B7的抗壓性能。說明密實性能增加有利于固化體抗壓強度的提升，并且有助于飛灰中重金屬的固化/穩(wěn)定化。通過物相和紅外分析

8、表明，在水化過程中，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，通過對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)對環(huán)境