硅鋁調(diào)控與晶種添加對(duì)水熱法穩(wěn)定垃圾焚燒飛灰中重金屬的影響研究.pdf

1、近年來(lái)我國(guó)生活垃圾焚燒處理量快速增長(zhǎng)，垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生了大量焚燒飛灰。飛灰因含有重金屬、二噁英等污染物，被國(guó)家列為危險(xiǎn)廢棄物，需要進(jìn)行無(wú)害化處理。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)飛灰中重金屬的穩(wěn)定化進(jìn)行了大量的研究。但是目前的重金屬穩(wěn)定化方法存在二次污染高、設(shè)備昂貴、能耗高等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，本文依托重慶市前沿與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(CSTC2014jcyjA20015)，開展了針對(duì)垃圾焚燒飛灰中重金屬穩(wěn)定化的實(shí)驗(yàn)和理論研究。本研究的主要內(nèi)容及結(jié)論如

2、下：
　?、籴槍?duì)爐排爐飛灰硅鋁含量較低的特點(diǎn)，采用粉煤灰、膨潤(rùn)土、高嶺土為硅鋁調(diào)理劑，開展了硅鋁添加下水熱穩(wěn)定生活垃圾焚燒飛灰重金屬的研究。結(jié)果表明，在飛灰水熱處理中添加粉煤灰、膨潤(rùn)土、高嶺土均合成了雪硅鈣石等對(duì)重金屬具有穩(wěn)定效果的沸石類晶體。水熱條件下分別添加三種硅鋁調(diào)理劑使飛灰水熱產(chǎn)物重金屬浸出毒性顯著降低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于危廢鑒別標(biāo)準(zhǔn)，并可以抑制水熱反應(yīng)過(guò)程中Pb、Zn向液相中的轉(zhuǎn)移，但三種調(diào)理劑在水熱條件下穩(wěn)定飛灰中重金屬的效果沒(méi)

3、有顯著差異。同時(shí)發(fā)現(xiàn)高溫有利于雪硅鈣石的合成，但會(huì)導(dǎo)致Pb、Zn等重金屬向水熱反應(yīng)液相中的轉(zhuǎn)移量增大。此外修正的BCR多步連續(xù)提取的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水熱產(chǎn)物中重金屬Pb向更穩(wěn)定的形態(tài)轉(zhuǎn)化。
　?、诓捎盟疅岱ê铣裳┕桠}石晶體并對(duì)其重金屬吸附能力進(jìn)行了表征。結(jié)果表明：采用二氧化硅，氫氧化鋁，碳酸鈣，氫氧化鈉，去離子水為原料，在150℃下成功合成了雪硅鈣石晶體，且反應(yīng)時(shí)間為8d時(shí)雪硅石晶體純度較高。雪硅鈣石晶體對(duì) Pb2+、Zn2+、Cu

4、2+、Cd2+、Cr3+吸附量分別達(dá)到了141.41mg/g、59.75 mg/g、43.09mg/g、46.08 mg/g、20.10 mg/g，同時(shí)浸出毒性測(cè)試結(jié)果表明被吸附后的重金屬具有很好的穩(wěn)定性。但當(dāng)重金屬溶液中含有多種重金屬時(shí)，雪硅鈣石對(duì) Cd2+吸附量顯著下降。
　?、圻M(jìn)一步開展了硅鋁添加及晶種誘導(dǎo)下水熱穩(wěn)定飛灰重金屬的研究。結(jié)果表明：在飛灰水熱處理中混合添加15％粉煤灰和15%硅藻土作為硅鋁調(diào)理劑，200℃下雪硅鈣

5、石的生成量明顯高于單一添加30%的粉煤灰，并且明顯抑制了水鈣鋁榴石的生成，這表明混合添加粉煤灰和硅藻土?xí)r反應(yīng)體系中的元素組成更適合雪硅鈣石的生成；在反應(yīng)體系中加入3%的雪硅鈣石晶種后，200℃下雪硅鈣石的出峰時(shí)間提前6個(gè)小時(shí)；150℃下添加3%雪硅鈣石晶種成功誘導(dǎo)合成了雪硅鈣石，并抑制了水鋁鈣石的生成，這表明晶種添加可以加速雪硅鈣石的生成，并能提高對(duì)原料的適應(yīng)性，還可以抑制雜晶的生成。晶種的添加顯著降低了水熱產(chǎn)物中重金屬Pb和Zn的浸出