加速碳酸化法稳固化工业危险废物焚烧飞灰重金属的研究
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危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧飞灰是指在危险废物焚烧过程中产生的固体废物,其中含有大量的重金属元素。
这些重金属元素对人体和环境都具有很高的毒性和危害性,因此需要进行稳定化处理,以减少其对环境和人体的损害。
本文将介绍危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理方法。
一、重金属的稳定化处理方法1. 胶结法:将危险废物焚烧飞灰与胶结材料(如水泥、石灰等)进行混合,通过物理和化学反应,使重金属元素与胶结材料形成化合物或固体溶液,并使其变得稳定。
这种方法简便易行,成本低,处理效果较好。
2. 硫酸盐固化法:将危险废物焚烧飞灰与硫酸盐进行反应,生成稳定的硫酸盐沉淀物。
这种方法适用于重金属含量较高的飞灰,具有较好的稳定化效果。
4. 掩埋法:将危险废物焚烧飞灰直接掩埋在合适的地下场所,或与其他固体废物混合后进行掩埋。
这种方法能够有效地隔离和固化重金属,但存在着地下水和土壤污染的风险,需要严格控制和监管。
5. 电渗析法:利用电渗析技术分离和提取危险废物焚烧飞灰中的重金属元素,并将其沉积在电极上。
这种方法具有高效、环保的优点,但需要耗费较多的能源和设备。
1. 前处理:将危险废物焚烧飞灰进行分类、筛分和破碎,去除其中的杂质和有机物质,以提高后续处理的效果。
2. 稳定化处理:根据具体的处理方法选择合适的胶结材料或化学药剂,与危险废物焚烧飞灰进行混合反应,使重金属元素转化成稳定的化合物或溶液。
3. 固液分离:将稳定化处理后的危险废物焚烧飞灰与胶结材料或药剂通过离心、过滤等方法进行分离,得到稳定的固体废物和液体废物。
4. 固体处理:将稳定的固体废物进行填埋或其他合适的处理方法,以减少对环境和人体的危害。
5. 液体处理:对稳定的液体废物进行处理,例如中和、沉淀、过滤等,以达到排放标准或回收利用的要求。
1. 混合设备:用于将危险废物焚烧飞灰与胶结材料或化学药剂进行充分混合。
2. 反应器:用于进行胶结反应、硫酸盐反应或磷酸盐反应的设备。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧是一种常见的处理方式,通过高温燃烧将废物转化为灰渣和尾气。
焚烧过程中会产生大量的飞灰,其中含有大量的重金属和其他有害物质,如果不经过稳定化处理,将对环境和人体健康造成严重影响。
对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理是十分重要的。
重金属是一类密度大、毒性大的金属元素,包括铅、汞、镉、铬、镍等,它们对环境和生物体都有很大的危害。
在焚烧过程中,废物中的重金属会被释放到飞灰中,如果未经处理直接排放或填埋,将对土壤、水体和大气造成污染,危害环境健康。
对焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理,将有助于减少其对环境的危害,确保废物焚烧的安全性和环保性。
稳定化处理是指通过化学、物理或生物手段,将废物中的有害物质转化为较为稳定和难溶的物质,防止其在环境中释放和扩散。
目前常用的稳定化处理方法包括固化、固化/固化、化学稳定化等。
固化是将飞灰中的重金属与一些固化剂混合,并在适当的条件下固化成块状或块状物,使得其中的重金属得到稳固化,难以释放。
固化剂常用的有水泥、石灰、硅酸盐等,通过与重金属发生化学反应,将其转化为难溶的化合物。
固化处理不仅能够减少飞灰中的重金属释放,还可以降低其对环境的危害。
固化/固化是在固化的基础上,再进行一次固化处理,以进一步稳定化重金属。
这种方法能够更加牢固地固化重金属,提高稳定性,适用于重金属含量较高的飞灰。
化学稳定化是使用化学剂或添加剂,改变飞灰中重金属的化学性质,使其转化为难溶的化合物,减少其释放和迁移。
化学稳定化处理方法包括吸附、沉淀、络合等,通过反应将重金属固定在固体基质中,提高了其稳定性。
在进行稳定化处理时,需要考虑方法的可行性、经济性、处理效果等因素。
不同的方法适用于不同类型的飞灰,因此在选择稳定化处理方法时需要综合考虑废物的性质、重金属含量、处理工艺和环境要求等因素。
除了对飞灰进行稳定化处理外,还需要建立相应的监测和管理制度,确保稳定化处理的效果和稳定性。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理在现代化城市建设以及工业发展的过程中,危险废物的处理成为了一个重要的问题。
危险废物焚烧已经成为了一种主要的处理方式,并且在处理过程中产生的飞灰中含有大量的重金属元素,其对环境和人类健康造成了严重的威胁。
此时,对危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理就有极其重要的意义。
下文将从重金属的危害、危险废物焚烧飞灰的重金属成分、稳定化处理方法以及优缺点四个方面来阐述危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理。
一、重金属对环境和人体的危害重金属是指密度大于5克/立方厘米的金属元素,如铅、汞、镉、铬、锌等元素。
它们具有强烈的毒性和累积性,而且不易分解和释放,容易积累在生物体内,从而对生态环境和人体健康造成严重的危害。
比如,镉可以累积在人体肝、肾、骨等内部器官中,导致骨质疏松、肾衰竭等疾病;铅会影响中枢神经系统的发育和功能,导致智力低下、行动不便等;汞会对神经系统造成损害,导致肌肉萎缩、视力损害等。
危险废物焚烧产生的飞灰中含有大量的重金属元素,主要成分包括镉、铬、铅、锰、汞、银、锌等元素。
研究发现,重金属元素大多分布在飞灰的球形细粒子和粘土状颗粒中,且较为稳定,不易随着风化和水流而迁移。
这就为重金属的稳定化处理提供了一定的条件。
1、水化硅酸钙处理法水化硅酸钙处理法是一种将危险废物焚烧飞灰与水化硅酸钙混合后,利用水化钙石对重金属元素进行稳定化处理的方法。
水化硅酸钙可以吸附焚烧飞灰中的重金属元素,并将其转化为难溶性、不活泼的成分,从而降低了重金属元素的毒性和危害性。
2、磷酸盐处理法磷酸盐处理法是一种将危险废物焚烧飞灰与磷酸盐混合后,利用磷酸盐的配位作用将重金属元素固定在磷酸盐晶体或者磷酸盐-金属配合物中的一种方法。
磷酸盐能够与重金属元素发生化学反应,形成难溶性的复合物,从而大大减少了重金属元素的活性和毒性。
3、生物负荷处理法生物负荷处理法是一种将危险废物焚烧飞灰与具有吸附、离子交换、钝化等能力的生物载体混合,利用生物负荷的吸附和交换作用将重金属元素从飞灰中移除的方法。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧过程产生的飞灰中含有大量的重金属元素,例如铅、镉、汞等。
这些重金属对人体和环境都具有较大的危害性,因此需要进行稳定化处理,以防止其对环境造成进一步污染。
稳定化处理是指将重金属元素转化为难溶、不可逆的化合物,从而降低其毒性和迁移性。
常见的稳定化处理方法包括固化、吸附和固体化等。
固化是将重金属与一些稳定剂进行反应,形成稳定的化合物,并将其固化在固体基质中。
固化剂通常选用硬化材料,例如水泥、石灰等。
通过与重金属反应,这些硬化材料能够将重金属元素稳定在降低其溶解度和迁移性。
固化还能够提高飞灰的物理强度,避免其在储存和运输过程中产生扬尘和溶解的风险。
吸附是使用吸附剂将重金属元素吸附在其表面,形成固体颗粒。
吸附剂通常选用活性炭、离子交换树脂等。
这些吸附剂具有很大的表面积和孔隙结构,能够有效地吸附重金属元素。
通过吸附处理,重金属能够被固定在吸附剂中,从而降低其迁移性和溶解度。
稳定化处理后的飞灰可以进行合理的处置和利用,例如填充材料、建筑材料等。
这样不仅能够减少对环境的污染,还能够回收利用其中的资源。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一项重要的环境保护工作。
通过选择适当的稳定化方法,能够有效地降低重金属元素的毒性和迁移性,减少对环境和人体的危害。
稳定化处理还能够使废物得到合理的处置和利用,实现资源的循环利用。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是指采取一系列方法和措施将焚烧飞灰中的重金属离子固化并固定在固体基质中,从而减少其对环境和人体的危害。
下面将简要介绍几种常用的危险废物焚烧飞灰重金属稳定化处理方法。
首先是化学固化方法。
该方法通过与重金属离子发生化学反应,使其转化为较为稳定的化合物或沉淀,从而固化重金属。
常用的化学固化方法包括添加固化剂和稳定化剂、改变pH值、盐类固化等。
添加固化剂和稳定化剂主要通过与重金属离子形成沉淀或化合物,将其固化;改变pH值能够使重金属离子发生沉淀反应,降低其水溶性;盐类固化主要利用盐类对重金属离子具有固化作用的特性。
最后是生物固化方法。
该方法利用特定的微生物对重金属离子发生生物转化作用,将其固化。
常用的生物固化方法主要包括微生物固化、植物修复和生物堆肥等。
微生物固化主要通过微生物对重金属离子的吸附、螯合、还原等作用,将其固定在生物体内;植物修复则是利用植物对重金属的吸收、转运和积累作用,将其固定在植物体内;生物堆肥是将焚烧飞灰与堆肥底料混合,通过微生物的作用将重金属固定在有机质中,形成稳定的产物。
安徽农学通报,Anhui Agri.Sci.Bull.2018,24(05)加速碳酸化法稳固化工业危险废物焚烧飞灰重金属的研究盛农(合肥学院生物与环境工程系环境工程研究院,安徽合肥230601)摘要:该文对某危险废物处置中心工业危险废物焚烧产生飞灰的加速碳酸化过程进行了研究。
测定飞灰中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等重金属浸出浓度,其中Pb浸出浓度超过危险废物鉴别标准及填埋场入场控制标准限值,高达288.40mg/L。
对飞灰进行碳酸化处理,探讨碳酸化反应时间、反应温度、液固比和CO2浓度等因素对飞灰中重金属Pb浸出特性的影响。
结果表明,在反应时间2~4h,反应温度10~50℃、液固比3∶1~5∶1,CO2浓度60%~100%范围内碳酸化效果显著。
并通过正交实验得到最优反应条件为CO2浓度100%,反应时间3h,液固比4∶1,反应温度30℃。
通过利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)对飞灰碳酸化前后进行表征。
结果表明,碳酸化后飞灰中Ca(OH)2、CaClOH消失,CaCO3增加明显,晶体吸附使得重金属浸出明显下降,飞灰颗粒表面生成了以CaCO3为主的片状和圆柱状的晶体物质。
重金属浸出实验表明,飞灰经碳酸化处理后,重金属Pb浸出浓度由288.40mg/L降至0.02mg/L。
碳酸化法处理工业危险焚烧产生飞灰可以有效控制重金属Pb的浸出以及降低体系的pH(由13~14降至7左右),同时实现对温室气体CO2的固定,具有潜在的应用价值。
关键词:危险废物焚烧飞灰;加速碳酸化;飞灰稳定化;飞灰固化中图分类号X701.2文献标识码A文章编号1007-7731(2018)05-0074-06Study on Accelerated Carbonation Method to Stabilize the Hazardous Waste Incineration of Fly Ash Heavy MetalSheng Nong(Institute of Biological and Environmental Engineering,Hefei College,Hefei230601,China)Abstract:This research studies the accelerated carbonation process of fly ash from industrial hazardous waste incin⁃eration in a hazardous waste treatment center.The concentration of heavy metals such as Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Hg and Pb in fly ash was determined,and the leaching concentration of Pb much exceeded the standard of identification stan⁃dard of hazardous waste and the standard limit of entrance control of landfill site,as high as288.40mg/L.To carbon⁃ation of the fly ash,discussing the effects to Pb leaching of heavy metal in fly ash of carbonated reaction time,reac⁃tion temperature,liquid solid ratio and CO2concentration.Results show that the reaction time is2~4h,the reaction temperature of10℃to50℃,the liquid-solid ratio3∶1~5∶1,CO2concentration60%~100%range for real effect is remarkable.And get the optimal reaction conditions through the orthogonal experiment for CO2concentration 100%,3h reaction time,liquid-solid ratio4∶1,reaction temperature30℃.By using X-ray diffraction(XRD),scan⁃ning electron microscopy(SEM)was used to characterize the fly ash carbonation.Results show that the carbonate in the fly ash after the Ca(OH)2,CaClOH disappear,CaCO3increase obviously,crystal coating makes the leaching of heavy metals decreased obviously,generated on the surface of fly ash particles is given priority to with CaCO3flake and cylindrical crystal material.Heavy metal leaching experiments showed that the concentration of Pb leaching of heavy metal was decreased from288.40mg/L to0.02mg/L after carbonation.Carbonate mineralization process,indus⁃trial hazardous incineration fly ash can effectively control the heavy metal leaching of Pb and lower the pH of the sys⁃tem(by13~14to7),at the same time,can fixed the greenhouse gas CO2and has potential application value.Key words:Incineration of hazardous wastes;Accelerated carbonation;Fly ash stabilization;Fly ash curing危险废物是指除了生活垃圾和放射性以外的具有化学反应性、急性毒性、易燃易爆性、腐蚀性等能引起对人类健康或环境危害的废弃物[1]。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理随着工业化的进一步发展,危险废物的排放也变得越来越严重。
危险废物焚烧飞灰中存在大量的重金属污染物,如铅、汞、镉等。
这些重金属对环境和人体健康的危害不可忽视。
对危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理具有重要意义。
目前,常见的危险废物焚烧飞灰重金属稳定化处理方法主要包括固定化、化学稳定化和生物稳定化等。
下面将对这几种方法进行介绍和比较分析。
固定化方法是指将重金属污染物与固化剂反应形成化合物或固体物质,从而降低其溶解度和迁移性。
常见的固定化剂有水泥、硬化剂、土壤等。
水泥固化是一种常用的方法,其原理是利用水泥中的硅酸盐和铝酸盐与重金属形成低溶解度的沉淀物。
该方法具有工艺简单、操作方便的优点,但存在固体体积增大和固化时间较长等缺点。
化学稳定化方法是指通过添加一定的药剂,与重金属污染物发生化学反应,形成稳定的化合物。
常用的化学稳定化剂有硫化剂、硫酸盐、碳酸盐等。
硫化剂是一种常见的化学稳定化剂,其原理是将重金属形成难溶于水的硫化物。
该方法具有效果好、反应速度快的优点,但存在药剂成本高和处理效果受药剂量和反应条件的影响等缺点。
生物稳定化方法是指利用生物体吸附或转化重金属污染物,降低其浓度和毒性。
常用的生物稳定化方法有植物修复和微生物修复等。
植物修复是一种利用植物吸收富集和转运重金属的方法。
植物中的根系通过吸收土壤中的重金属,将其转运到地上部分,从而减少土壤中的重金属浓度。
微生物修复是一种利用微生物降解或还原重金属的方法。
微生物通过代谢产物或酶的作用,将重金属还原或转化为无毒的形态。
生物稳定化方法具有环境友好、成本低的优点,但存在修复周期较长和适用范围窄等缺点。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理方法多种多样,各有优缺点。
在实际应用中,可以根据废物特性、处理工艺和成本等因素选择合适的方法。
还需要加强对危险废物的合理管理和监管,减少其对环境和人体健康的危害。
只有通过有效的措施,才能保护环境和人类的福祉。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧是一种常见的废物处理方式,但焚烧产生的飞灰含有大量的重金属,这
些重金属可能对环境和人体健康造成严重危害。
因此,对危险废物焚烧飞灰中重金属的稳
定化处理成为了当前废物处理领域的一个热门话题。
稳定化处理可以将飞灰中的重金属从可溶性状态转化为不可溶态,从而减少它们对环
境的危害。
该技术的主要方法包括物理治理、化学稳定化和生物稳定化等方法。
其中,化
学稳定化是目前应用最广泛的方法,该方法通过添加化学物质来与重金属发生反应,从而
将其转化为不可溶态。
常用的化学稳定化剂包括硫酸盐、氢氧化钙、碳酸钙、铁盐等。
这些稳定化剂可以与
飞灰中的重金属形成较稳定的化合物,在一定程度上降低了重金属的毒性和迁移性。
但是,在实际应用中,需要根据飞灰中各种重金属的特性和浓度来选择最适合的稳定化剂。
此外,生物稳定化也是一种新兴的稳定化处理方法。
该方法主要利用微生物对重金属
的吸收和还原作用,将其转化为不可溶态。
生物稳定化对环境污染和资源回收都有很好的
效果,但是由于技术上存在的不成熟性,目前还没有得到广泛的应用。
但相信在不久的将来,该技术能够得到进一步的发展和应用。
综上所述,危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一项重要的废物处理技术,可
以有效减少重金属对环境和人体健康的危害。
目前主要采用化学稳定化方法,但生物稳定
化也是一种很有潜力的技术,值得进一步研究和应用。
垃圾焚烧飞灰处理技术研究进展摘要:飞灰主要的物理特性是灰白色的颗粒状,比表面积和孔隙率都比较大,其颗粒多呈棒状和角质状。
它的化学成分主要包含氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等,在焚烧过程中重金属会在飞灰中富集,如处理不当将会造成环境污染。
另外,飞灰中存在部分重金属和有机化合物,具有非常高的浸出毒性,加大了处置飞灰所产生污染物的难度,如果不经过处理就排放到环境中,就非常容易对大气和水体等造成二次污染,因此充分处理焚烧垃圾时所产生的飞灰尤为重要。
关键词:垃圾焚烧;飞灰;处理技术1飞灰的来源与危害垃圾飞灰是生活垃圾在进行焚烧处理过程中,高温烟气通过烟气净化系统进行收集与处理之后所产生的残留物,这些残留物归属于危险废物中的一种。
一些垃圾在焚烧过程中,产生大量重金属以及其他化合物,这些物质是飞灰中潜藏较深的危害物质,人体长期接触重金属,会给人身体造成极为严重的伤害,包含使人产生脑病变、贫血等,更严重则会增加致癌的风险。
重金属不仅仅会导致土壤出现退化情况,同时还会地下水造成一定污染,而重金属周边农作物同样会受到一定影响。
二噁英作为垃圾飞灰中另一种危害成分,其危害程度与重金属所造成的影响不相上下,其被世界卫生组织归于乙级致癌物质,其所含有的毒性极高,但其本身属于一种熔点高,而且很难溶于水中、无色无味的酯类型物质,而且二噁英更容易长期在生物积累,一旦长期接触,会给人体造成极大的影响。
飞灰颗粒本身堆积较为松散,孔隙率较大,重金属与二噁英类物质主要以气溶胶的形式富集于飞灰颗粒表面具有比较高的浸出性。
如若只是单纯使用掩埋的方式进行处理,很难做到有效消除其对土壤所造成的伤害,还会加大对生态环境所产生的影响,如若其周边种植农作物,一旦农作物受到影响,再被人体所吸入,会给人体造成极为严重的伤害。
2垃圾焚烧飞灰处理技术的应用2.1水泥固化法胶凝材料水泥是一种常用的飞灰固化剂。
飞灰与水泥混合的过程非常复杂,在一定条件下,会发生一系列物理和化学反应,主要是水合反应形成大量的硅酸钙水合物。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理随着我国工业化进程的加快和城市化的发展,危险废物的产生量急剧增加。
危险废物焚烧过程中产生的飞灰中含有大量的重金属,如铜、镉、铅等,对环境和人体健康造成严重威胁。
对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理是十分必要的。
稳定化处理是指通过一系列的物理、化学或生物手段将废物中的有害成分转化为稳定的、难溶于水或不易释放的物质,从而降低其对环境和人体的危害性。
目前,对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理主要有以下几种方法。
利用土壤修复技术进行稳定化处理。
土壤修复技术是指通过改变土壤的物理、化学和生物性质,降低土壤中有害物质的活性和迁移性。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属,可以通过添加石灰、有机质等物质来提高土壤的pH值和有机质含量,从而促进重金属的固定和转化。
还可以利用植物吸收重金属的特性,通过种植金属超富集植物来吸附和稳定重金属。
利用化学方法进行稳定化处理。
化学方法是指通过添加化学药剂来与重金属形成稳定的、不溶于水的化合物,使其难以释放。
常用的化学处理方法包括添加磷酸盐、铝酸盐等物质,与重金属发生化学反应,形成难溶于水的沉淀物。
还可以通过电化学方法来进行稳定化处理,如电渣反应和电吸附等。
利用固化技术进行稳定化处理。
固化技术是指将废物与固化剂混合,形成稳定的固体体系,以降低废物的溶解度和迁移性。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属,可以利用水泥、石灰等固化剂进行固化处理。
将飞灰与固化剂按一定比例混合,并加入适量的水进行搅拌,形成固体块状物质。
利用微生物技术进行稳定化处理。
微生物技术是指利用微生物的代谢活动来转化和降解废物中的有害物质。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属,可以利用一些具有重金属耐受性和还原性的微生物菌株,通过微生物还原、吸附和沉淀作用,将重金属稳定化。
危险废物焚烧飞灰中的重金属稳定化处理是保护环境和人体健康的重要措施。
目前,通过土壤修复、化学方法、固化技术和微生物技术等手段对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理已经取得了一定的成果。
城市垃圾焚烧飞灰制备轻质碳酸钙及重金属迁移研究我国城市垃圾排放量快速增长,而焚烧处理因为回收热量发电和减容减量的优点突出,近几年我国垃圾焚烧产业迅速发展。
但是在垃圾焚烧过程中会排放大量的焚烧飞灰,因飞灰上会富集二噁英、重金属等有害物质,国家规定其为危险固体废弃物。
飞灰的固化填埋会占用大量的土地,并且对环境造成潜在远期污染,所以飞灰的安全处置和资源化利用已成为国家城市发展的新挑战。
本文以某城市垃圾焚烧发电厂的飞灰为原料,用氯化铵为浸取剂浸取飞灰中的钙离子,通过气-液反应的方法制备轻质碳酸钙,通过试验探究了在浸取和碳化过程的影响因素,优化了工艺参数,确定了适宜的工艺条件,并探究了浸取对重金属浸出的影响。
飞灰浸取实验中,主要研究了NH<sub>4</sub>Cl溶液浓度、浸取液固比、浸取温度、浸取时间工艺条件对飞灰中Ca(OH)<sub>2</sub>和Mg<sup>2+</sup>浸取的影响,确定了最佳的垃圾焚烧飞灰浸取工艺条件为:液固比3:1,浸取温度25 <sup>o</sup>C,浸取时间40 min,氯化铵浓度2.49 mol/L,最佳条件下,Ca(OH)<sub>2</sub>浸取率为98.4%,Mg<sup>2+</sup>浓度为510 mg/L。
对重金属的检测发现,在氯化铵浸取过程中,重金属Cr、Mn浸出较少,Cu、Cd、Pb浸出较多;氯化铵浓度、浸取液固比、浸取温度等条件对重金属Cu、Pb的浸出影响较大;在浸取时间为20 min<sup>5</sup>0 min时,重金属Cu的浸出量最高,重金属Mn的浸出量最低。
探究了在浸取液中通入CO<sub>2</sub>气体制备CaCO<sub>3</sub>工艺参数,包括反应终止pH、氨水的加入量、反应温度、通入二氧化碳流速、搅拌速率等,确定最佳条件为:在温度为50<sup>o</sup>C,转速为400 r/min条件下,以0.24 L/min的流速向加入21%氨水的浸取液中通CO<sub>2</sub>气体,使之反应到pH为6.5左右;此条件下制备CaCO<sub>3</sub>的产率为94.87%,纯度为97.12%。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧是一种处理废物的方法,通过高温燃烧将废物转化为烟气和灰渣。
焚烧过程中产生的飞灰中含有许多重金属等有害物质,这些物质如果直接排放或不加处理就会对环境和人体健康造成严重危害。
对危险废物焚烧飞灰中重金属进行稳定化处理是非常必要和重要的。
稳定化处理是指通过添加适当的化学物质或进行物理处理,将有害物质稳定在固体基质中,降低其毒性和迁移性,达到安全处理的目的。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属,稳定化处理的方法主要包括以下几种:1. 硬渣化处理:这种方法利用水泥、石灰等碱性材料与焚烧飞灰反应生成稳定的金属化合物和硅酸盐,并固化在水泥基质中。
这种处理方法可以将重金属稳定在硬渣中,降低其释放和迁移的风险。
2. 孔隙填充处理:通过将含有重金属的焚烧飞灰填充到孔隙状的固体材料中,如膨胀土、膨润土等,利用这些固体材料的吸附作用,将重金属稳定在其中。
这种方法可以有效地固定重金属,防止其溶解和迁移。
3. 化学稳定化处理:通过添加化学稳定剂,如磷酸盐、硅酸盐等,与重金属反应生成稳定的结晶相或胶体,并使其固定在飞灰中。
这种方法可以改变重金属的形态和化学性质,降低其溶解度和活性。
4. 热处理:利用高温热解、热升华等方法,将焚烧飞灰中的重金属蒸发或转化为稳定的化合物,从而实现稳定化处理的目的。
这种方法适用于一些特定的重金属,如汞、铅等。
在选择稳定化处理方法时,需要考虑到重金属的种类、浓度和物理化学性质等因素。
不同的处理方法适用于不同的重金属,需要根据具体情况选择合适的处理方法。
稳定化处理过程中还需要注意处理剂的使用量、操作条件和处理效果等,以确保稳定化处理的有效性和安全性。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一项重要的环保工作,可以有效地降低重金属的风险和危害。
通过选择合适的处理方法和控制处理过程,可以实现重金属的固定和稳定化,保护环境和人体健康。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一个重要的环境治理问题。
危险废物焚烧过程中,废物中的有机物被燃烧,但重金属等有害物质大部分留在飞灰中。
如果这些飞灰未经有效的处理,可能会对环境和人类健康造成严重威胁。
重金属是指密度大于5g/cm³的金属元素,如铅、镉、汞、铬等。
这些金属在自然界中极少分布,但由于工业生产、废物处理等活动的影响,重金属污染问题日益严重。
危险废物焚烧飞灰中含有大量的重金属,其中有些甚至超过了环境标准的限制。
1. 液相稳定化处理:将飞灰与稳定剂溶解在酸性或碱性溶液中,通过反应生成难溶的金属盐或沉淀,从而使重金属得到稳定并减少溶解度。
常用的稳定剂包括硫酸钙、铵盐、氧化铁等。
这种方法操作方便,但需要使用大量的稳定剂,处理后的废液也需要另行处理。
2. 固相稳定化处理:将飞灰与添加剂进行固相反应,生成稳定的金属化合物。
常用的添加剂包括硅酸盐、磷酸盐、氧化物等。
这种方法不需要处理废液,但对添加剂的选择和反应条件的控制要求较高。
3. 烧结处理:将飞灰与石灰等添加剂混合后进行烧结,形成稳定的陶瓷材料,将重金属容积稳定化在固体矩阵中。
这种方法能够彻底稳定化重金属,并且处理后的矩阵可作为建筑材料或填埋材料,但需要较高的温度和能源消耗。
无论采用哪种稳定化处理方法,都需要注意以下几点:1. 选择适合的稳定剂或添加剂,考虑其稳定性、经济性和环境友好性。
2. 控制反应条件,包括反应时间、温度、pH值等。
不同的重金属对反应条件的要求有所不同。
3. 对处理后的产物进行检测和监测,确保重金属得到有效稳定化,达到环境标准要求。
4. 确保处理过程的操作安全性和环保性,避免产生二次污染。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一个复杂而关键的环境工程问题,需要多学科的综合研究和技术支持。
通过有效的处理方法,可以降低重金属对环境和人类健康的危害,实现废物资源化利用。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧飞灰中含有大量的重金属,这些重金属会对环境和人体造成很大的危害。
因此,对焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理是十分必要的。
钙基稳定化处理是一种常见的处理方法,其通过在焚烧飞灰中加入钙质化合物来控制重金属的释放,将其转化为不易挥发的稳定化化合物,从而达到减轻环境和人体的污染。
这个过程需要考虑多个因素,如钙质化合物的用量、焚烧温度、温度保持时间等。
在稳定化处理中,钙质化合物的选择非常重要,因为钙的不同化合状态和离子化程度对毒性重金属的结合能力和释放能力会产生不同的影响。
常用的钙质化合物有生硅酸钙、生石灰、氢氧化钙等。
其中,生石灰具有较高的碱度和烧结性能,可以有效地吸附焚烧飞灰中的重金属,但是由于其粒度较粗且易吸湿,需要进行细化和防潮保护。
在处理时,焚烧飞灰和钙质化合物的比例也是一个需要注意的因素。
一般来说,当焚烧飞灰的重金属含量较高时,稳定化处理需要加入更多的钙质化合物。
在这个过程中,如果加入过多的钙质化合物,不仅会导致金属固化率下降,而且还会影响粉体的流动性和稳定性。
因此,需要在一定范围内选择最合适的配比。
另外,焚烧温度和温度保持时间也是稳定化处理的重要影响因素。
温度过低,重金属无法被固定,而温度过高会破坏氧化还原反应,从而影响重金属的稳定化。
通常情况下,焚烧温度在800°C左右,温度保持时间不少于1小时。
总之,危险废物焚烧飞灰中的重金属含量极高,如果没有经过稳定化处理,对环境和人体造成的危害不可避免。
钙基稳定化处理是一种有效的方法,但处理过程中需要注意处理条件和钙质化合物的选择,以达到最佳的处理效果和稳定性。
加速碳酸化法稳固化工业危险废物焚烧飞灰重金属的研究作者:盛农来源:《安徽农学通报》2018年第05期摘要:该文对某危险废物处置中心工业危险废物焚烧产生飞灰的加速碳酸化过程进行了研究。
测定飞灰中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Hg、Pb等重金属浸出浓度,其中Pb浸出浓度超过危险废物鉴别标准及填埋场入场控制标准限值,高达288.40mg/L。
对飞灰进行碳酸化处理,探讨碳酸化反应时间、反应温度、液固比和CO2浓度等因素对飞灰中重金属Pb浸出特性的影响。
结果表明,在反应时间2~4h,反应温度10~50℃、液固比3∶1~5∶1,CO2浓度60%~100%范围内碳酸化效果显著。
并通过正交实验得到最优反应条件为CO2浓度100%,反应时间3h,液固比4∶1,反应温度30℃。
通过利用X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)对飞灰碳酸化前后进行表征。
结果表明,碳酸化后飞灰中Ca(OH)2、CaClOH消失,CaCO3增加明显,晶体吸附使得重金属浸出明显下降,飞灰颗粒表面生成了以CaCO3为主的片状和圆柱状的晶体物质。
重金属浸出实验表明,飞灰经碳酸化处理后,重金属Pb浸出浓度由288.40mg/L降至0.02mg/L。
碳酸化法处理工业危险焚烧产生飞灰可以有效控制重金属Pb的浸出以及降低体系的pH(由13~14降至7左右),同时实现对温室气体CO2的固定,具有潜在的应用价值。
关键词:危险废物焚烧飞灰;加速碳酸化;飞灰稳定化;飞灰固化中图分类号 X701.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2018)05-0074-06Study on Accelerated Carbonation Method to Stabilize the Hazardous Waste Incineration of Fly Ash Heavy MetalSheng Nong(Institute of Biological and Environmental Engineering,Hefei College,Hefei 230601,China)Abstract:This research studies the accelerated carbonation process of fly ash from industrial hazardous waste incineration in a hazardous waste treatment center. The concentration of heavy metals such as Cr,Ni,Cu,Zn,Cd,Hg and Pb in fly ash was determined,and the leaching concentration of Pb much exceeded the standard of identification standard of hazardous waste and the standard limit of entrance control of landfill site,as high as 288.40mg/L. To carbonation of the fly ash,discussing the effects to Pb leaching of heavy metal in fly ash of carbonated reaction time,reaction temperature,liquid solid ratio and CO2 concentration. Results show that the reaction time is 2~4 h,the reaction temperature of 10 ℃ to 50 ℃,the liquid-solid ratio 3∶1~5∶1,CO2concentration 60% ~ 100% range for real effect is remarkable. And get the optimal reaction conditions through the orthogonal experiment for CO2 concentration 100%,3 h reaction time,liquid-solid ratio 4∶1,reaction temperature 30 ℃. By using X-ray diffraction (XRD),scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize the fly ash carbonation. Results show that the carbonate in the fly ash after the Ca (OH) 2,CaClOH disappear,CaCO3 increase obviously,crystal coating makes the leaching of heavy metals decreased obviously,generated on the surface of fly ash particles is given priority to with CaCO3 flake and cylindrical crystal material. Heavy metal leaching experiments showed that the concentration of Pb leaching of heavy metal was decreased from 288.40mg/L to 0.02mg/L after carbonation. Carbonate mineralization process,industrial hazardous incineration fly ash can effectively control the heavy metal leaching of Pb and lower the pH of the system (by 13~14 to 7 ),at the same time,can fixed the greenhouse gas CO2 and has potential application value.Key words:Incineration of hazardous wastes; Accelerated carbonation; Fly ash stabilization; Fly ash curing危险废物是指除了生活垃圾和放射性以外的具有化学反应性、急性毒性、易燃易爆性、腐蚀性等能引起对人类健康或环境危害的废弃物[1]。
危险废物的产生途径大致可分为医疗废物、市政危险废物和工业危险废物3种,其中工业危险废物是危险废物最主要的产生途径。
工业危险废物成分复杂,在产生、收集、运输、贮存、综合利用及处置等环节在时空上具有很大的不确定性,使其污染控制成为环境管理的一大难题,对环境以及人类健康有相当的安全隐患[2]。
根据2007年度第一次全国污染源普查公报,工业源中危险废物产生量4573.69万t;综合利用量1644.81万t(其中68.82万t为往年贮存量),处置量2192.76万t(其中11.44万t为往年贮存量),当年贮存量812.44万t(其中275.64万t符合环保要求贮存量),倾倒丢弃量3.94万t[3]。
根据2011—2014年《全国环境质量公报》数据,2014年我国工业危险产生量达到3633.5万t,综合利用量2061.8万t,贮存量690.6万t,处置量929.0万t[4]。
焚烧技术处理危险废物因处理效率高、危险废物能充分实现减容减量化、可回收部分能量等优点而得到广泛应用[5,6]。
焚烧后从热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质即为飞灰。
垃圾焚烧产生飞灰量约占被焚烧垃圾量的3%~5%[7]。
焚烧飞灰中含有重金属、二噁英、呋喃等有害物质,属重金属危险废物范畴,为避免二次污染,在对其进行最终处置前须经过无害化处理达到《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889—2008)中的要求才可直接进行安全填埋[8]。
目前处理焚烧产生飞灰应用较多的技术主要有水泥固化、熔融玻璃化、化学稳定化等[9]。
其中,水泥固化是将垃圾焚烧飞灰、水泥和水按照合适的配比进行混合拌料,把焚烧飞灰微粒分别包覆而逐渐硬化的过程[10]。
刘彦博[11]等指出:水泥掺入量需35%以上,水泥飞灰固化体中重金属离子浸出浓度可达到填埋场污染控制标准。
水泥固化因成本低廉被广泛应用,其缺点是固化后增容明显,一般增容比达到1.5~2,固化体破碎易致重金属再次浸出。
熔融固化处理焚烧飞灰主要是将飞灰与玻璃质粉料于1000~1400℃高温下熔融混合造粒成型,待混合料粒烧至一定程度后,降温使其固化,形成玻璃固化体,将还未气化的重金属和无机物包含在其中,从而达到稳定化的目的[12],是目前稳定化最佳的方法。
日本学者Shin-ichi Sakai[13]对飞灰熔融前后二噁英类有机物含量变化的实验表明,在熔融以及氧化性气氛下,二噁英等有机物的分解率可达到99.93%,其缺点是在高温条件下能耗过高,烟气处理难度大。
药剂稳定化法是通过利用化学药剂与飞灰中的重金属发生沉淀、螯合和絮凝等作用,降低飞灰中重金属的浸出毒性和迁移可能性[14]。
徐颖等[15]研究表明,在加药量为1.5%时,药剂可对飞灰中Pb、Zn和Cd的稳定化率分别达到95.6%、85.5%和93.4%,浸出浓度均可满足危险废物填埋标准。
药剂稳定化的优点在于增容少,更大限度实现焚烧飞灰的减量化和无害化处理,缺点在于不同药剂对不同种重金属的稳定化都有一定的选择性,因此很难找到一种普遍适用的化学稳定剂[16]。
综上所述,常规固化技术在技术或经济方面存在一定缺陷,因此,学者们做了相当的研究工作探讨开发新型的固化/稳定化技术。
金漫彤等[17]研究了利用地聚物固化垃圾焚烧飞灰的工艺及处理效果,并在其它条件相同下与水泥固化进行对比,结果表明,地聚物固化飞灰后固化体的抗压强度效果更高,且表现出早期抗压强度高的特点,固化体中重金属浸出毒性的效果更好。
胡雨燕等[18]研究表明,焚烧飞灰吸收CO2后对重金属Pb、Cd具有稳定化效果。
蒋建国等[19,20]研究表明加速碳酸化可以有效将生活垃圾焚烧飞灰中重金属进行稳定化,将飞灰中40%的可交换态的Pb质量转化成碳酸盐结合态。
籍晓洋等[21]研究表明加速碳酸化在一定条件下单位质量飞灰可固定CO2为43.6mg/g。