垃圾飞灰螯合剂技术研究
垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧后在热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质。飞灰的产量与垃圾种类、焚烧条件、焚烧炉型及烟气处理工艺有关，一般约占垃圾焚烧量的3％～5％左右。分析表明：垃圾焚烧飞灰并不是化学惰性物质，其中有含量较高的能被水浸出的Cd、Pb、Zn、Cr等多种有害重金属物质和盐类，若处理不当，将会造成重金属迁移，污染地下水、土壤及空气。检验结果表明，垃圾焚烧炉会使周边区域内大气中的重金属污染增加20％左右。同时，飞灰中的二恶英也是潜在的重要环境污染物。由于垃圾焚烧飞灰中的重金属和二恶英等难于自然降解，因此其对环境的影响十分严重。如何安全有效地处置垃圾焚烧飞灰即成为急需解决的环境和社会问题。 2 飞灰处理技术现状 国内外对飞灰中重金属特性研究结构表明；具有高沸点的重金属在燃烧过程中易均匀凝结，从而形成飞灰的核心，而高温下易挥发的重金属会随着温度下降凝结在飞灰的表面，飞灰中重金属随飞灰的粒径减少而增加。飞灰中重金属浸出毒性与飞灰的粒径、表面积、pH 值有关，主要依赖飞灰中重金属存在的形态。Ca(OH)2对Cd、Zn、Cr的溶出有较强的抑制作用，但对Pb有促溶作用。研究认为1000℃高温中加入CaCl2熔融飞灰3h以上，可以降低飞灰中的重金属含量，并使飞灰中重金属的溶出率降低；然而Al和Cr加热处理后，Al的浸出反而增加，主要因为加热处理飞灰后， 的形态由铝硅酸盐态转变为可溶性的铝铁氧化物，Cr的情况也是如此。研究表明在垃圾焚烧中使用活性炭粉末除尘时，焚烧排放尾气中的二恶英浓度比未加活性炭时降低了54％，这说明大量的二恶英转移到了飞灰中。因此，随着国家大气排放标准的严格实施，垃圾焚烧产生的二恶英类将主要进入飞灰，从而使飞灰的污染控制显得更加重要。 根据垃圾成分的不同，目前国内外对垃圾焚烧飞灰通常采用的处理方法有：①经过适当处理按危险废物填埋。但处理成本较高；②固化与稳定化。主要有水泥固化、沥青固化、熔融固化、化学药剂固化稳定化等。经过固化的飞灰，如符合浸出毒性标准的要求，则可以按普通废物填埋处理。其主要作用是使飞灰中的重金属及其污染组分呈现化学惰性或被包容起来，以便运输和处理，并可降低污染物的毒性和减少其向生态圈的迁移率；③将重金属与飞灰分离，分别进行资源化处理、如酸提取、碱提取、生物提取等。本文主要对固化与稳定化进行分析。 2．1 固化与稳定化法 固化与稳定化技术是国际上处理有毒废物的主要方法之一，而水泥基材料是近2O年来欧美等发达国家应用最广也是最重要的胶结料。 2．1．1 水泥固化法 固化处理是利用固化剂与垃圾焚烧飞灰混合后形成固化体，从而减少重金属的溶出。水泥是最常见的危险废物固化剂，因此工程中常采用水泥对焚烧飞灰进行固化处理。飞灰被掺入水泥的基质中后，在一定的条件下，经过一系列的物理、化学作用，使污染物在废物水泥基质体系中的迁移率减小(如形成溶解性比金属离子小得多的金属氧化物)。有时，还添加一些辅料以增进反应过程，最终使粒状的物料变成粘合的混凝土块。从而使大量的废物因固化而稳定化。对垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理的研究结果表明，无论是采用水洗、粉碎等飞灰前处理工艺，处理后的砌块均难以达到较高的强度。另外在研究飞灰中的重金属浸出时发现，由于飞灰中氯离子的影响，经固化后的砌块中铁、铜、锌等离子容易浸出而导致污染物超标。