城市生活垃圾焚烧地渣的特性的研究
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城市垃圾焚烧炉渣重金属含量特征及其资源化利用途径刁玲玲1 王 帅1 鲍清萍2(1青岛市环境保护局城阳分局,山东青岛266109;2胶州市环境保护局)摘 要:利用原子吸收光谱仪测定城市垃圾不同粒径焚烧底渣中重金属的含量,并分析了其资源化利用途径。
研究结果表明,粒径小于5mm的底渣是主要成分,占整个底渣的59.42%。
底渣中重金属的含量差别较大,其中Zn、Cr和Cu的含量明显高于其他重金属含量,而Cd含量最低。
底渣中重金属的含量都远远超过土壤环境保护标准(GB15618-1995)及当地土壤背景值。
不同粒径底渣中重金属有较大差异,其中Cr、Zn、Cd和Ni在小粒径中含量较高,而Cu和Pb在各类粒径中含量分布不明显。
关键词:城市生活垃圾;焚烧炉渣;资源化利用中图分类号 X773 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2012)24-218-004Heavy Metal Determination and Beneficial Comprehensive Utilization of Municipal Waste Incinerator Reside Diao Lingling et al.(Qingdao Environmental Protection Bureau Chengyang Branch Bureau, Qingdao266109, China)Abstract: The content of heavy metals (Cu, Cr, Cd, Pb, Zn and Ni) was determined by Atomic absorption spectrophotometer (AAS) and their distributions were analyzed in various waste incineration slags. The results showed that the particle size less than 5mm were a major component in the slag, which were about 59.42% in all the incineration slags. The content of heavy metals was different in the incineration slags. The content of heavy metals Zn, Cr and Cu were significantly higher than that of other heavy metals and that of Pb was in second, followed by Ni, and that of Cd was in the least. The contents of these heavy metals were higher than that of the soil environmental quality standards (GB15618-1995) and the background values in soil of Guangdong. The distribution of heavy metals in different particles of the slag were very different, in which the content of Cr, Zn, Cd and Ni were higher in the small particle sizes, but that of Cu and Pb was not obvious in various particles. Keywords: Municipal solid waste; Combustion ash; Beneficial utilization城市垃圾处理技术大体上分为填埋、生化处理、热化学处理三类,目前常用的3种方式有填埋、堆肥和焚烧。
生活垃圾焚烧炉渣特性分析摘要:由于生活垃圾焚烧炉渣为一般固体废物,在生活垃圾管理及技术研究中其重视度远低于飞灰、渗沥液、烟气等;而炉渣规范化综合利用是建设现代化生活垃圾焚烧处理厂的必然要求。
通过对生活垃圾焚烧产生的炉渣特性进行分析,为炉渣的预处理和综合利用提供基础和科学依据。
关键词:生活垃圾焚烧;炉渣;特性1物理性质城市生活垃圾焚烧炉渣是生活垃圾焚烧的副产物,包括炉排上残留的焚烧残渣和从炉排间掉落的颗粒物,呈黑褐色,原炉渣有刺激性气味,经过处理后气味减弱。
未经处理的焚烧炉渣主要由灰渣、碎玻璃和砖块、陶瓷碎片、木屑及少量布条、塑料、金属制品等物质组成。
焚烧炉渣形状表现为完全中空的球体或者内部包含有数量众多小球的子母球体,呈不规则蜂窝状,表面多为玻璃质,粒径组成在2~50mm之间(占60.8%~7.68%),小于0.074mm的颗粒含量在0.06%~1.36%。
基本符合道路建材中集料的级配要求。
由于水淬降温排渣作用,炉渣的含水率约为12.0%~18.9%,随着堆积时间、天气等因素上下波动;炉渣热酌减率反映垃圾的焚烧效果,一般较低,小于3%;松散堆置时的密度为1.2g/m3左右,压实堆置时的密度为1.5g/m3左右。
2化学性质炉渣呈碱性,新鲜炉渣的pH值一般在10以上。
焚烧炉渣主要由硅酸盐玻璃相、矿物相的物质组成。
焚烧炉渣中高浓度的硅酸盐、以及Ca、K、Na、Mg等碱(土)金属元素,具有较强的酸缓冲能力。
主要矿物成分有SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等,其中,SiO2是焚烧炉渣的主要组成材料,Fe-Al氧化物在城市生活垃圾焚烧炉渣中大量存在。
生活垃圾焚烧炉渣中含有相当一部分富含铁的组分,炉渣含铁量约占焚烧炉渣质量的5%,在新鲜炉渣中,铁元素的存在形式主要有尖晶石类含铁物质(Fe3O4以及含Al-、Ti-的衍生物),含铁合金(包括Fe-P,Fe-S,Fe-Cu-Pb),赤铁矿(Fe2O3)和未燃烧的单质铁(Fe)形式。
城市生活垃圾的危害及特性分析作者:王丽伟来源:《中国化工贸易》2013年第10期摘要:城市的发展面临生活垃圾的困扰。
本文论述了生活垃圾的危害,生活垃圾的物理和化学性质,为合理利用生活垃圾,开辟生活垃圾利用新方法、新技术,实现生活垃圾利用的减量化、无害化和资源化提供了基础的理论依据。
关键词:城市生活垃圾危害特性随着社会的发展,城市化进程步伐的加快,城市人口日益增加,人民生活水平不断提高,城市生活垃圾的产生量也在不断地增加,垃圾的成份亦日趋复杂,对环境的污染和人民健康的危害日益严重,从而限制了城市的发展。
因此,能否正确地认识垃圾问题,并切实地采用合理的方法处理垃圾问题,是可持续发展战略的重要内容之一[1-3]。
一、城市生活垃圾的危害1.侵占土地大量的生活垃圾堆放过程中和封场后,占用大量的空地,或其他用途土地。
生活垃圾场在使用和封场后,土地的使用性质也发生改变,造成土地资源的严重浪费。
未经严格处理的生活垃圾直接用于农田,不但改变土壤的理化性状,还会对农作物产生危害。
2.污染水体城市生活垃圾由于来源途径较多,在堆放过程中发生腐败、分解或相互作用,产生大量的致病菌、有机物和无机污染物,随渗滤液或者雨水等地表水源进入水体,造成水体的严重污染。
3.污染大气垃圾成分复杂,有些垃圾如塑料袋等可随风飘摆,造成白色污染。
同时,生活垃圾在堆放过程中能释放出有害气体,如甲烷、硫化氢、氨气等,危害周围大气环境。
4.影响环境卫生传播疾病目前,随着城市人口的剧增,城市生活垃圾、粪便排放量亦在增加。
垃圾、粪便未经无害化处理进入环境,这样既严重影响环境卫生,又对人民健康构成潜在的威胁。
垃圾堆放场是大量蚊蝇、老鼠、病原体的滋生传播源,潜伏着未知的爆发性鼠疫的危险。
另外,许多地方将生活垃圾筛分后直接施于农田,由于寄生虫卵等未经杀灭,会通过作物返回人体造成疾病传播。
5.易引起爆炸事故随着城市生活垃圾中有机质含量的提高和由露天分散堆放变为集中堆存,只采用简单覆盖,易造成产生甲烷气体的厌氧环境,使垃圾产生的填埋气产生量增加。
生活垃圾焚烧炉渣
生活垃圾焚烧炉渣是指在生活垃圾焚烧过程中产生的固体废物,它是焚烧后残
留下来的灰渣和废渣。
随着城市化进程的加快,生活垃圾的数量不断增加,焚烧处理成为一种常见的垃圾处理方式。
然而,焚烧处理生活垃圾所产生的渣滓也引起了人们的关注。
生活垃圾焚烧炉渣的处理和利用成为了环保领域的热点话题。
一方面,焚烧炉
渣中含有大量的有害物质,如重金属、氯化物等,如果随意丢弃或未经处理就会对环境和人体健康造成严重影响。
另一方面,焚烧炉渣中也含有一定量的可回收物质,如玻璃、金属等,如果能够有效利用,不仅可以减少资源浪费,还可以降低对环境的影响。
针对生活垃圾焚烧炉渣的处理和利用问题,各地政府和环保部门都在积极探索
解决方案。
一些地区已经建立了专门的焚烧炉渣处理厂,采用物理、化学等方法对渣滓进行处理,将有害物质降到最低,同时尽可能地回收利用可回收物质。
此外,一些科研机构也在研究开发新的处理技术,希望能够找到更加环保、高效的处理方法。
除了政府和科研机构的努力,公众的参与也是解决生活垃圾焚烧炉渣问题的关键。
大家可以从日常生活中做起,垃圾分类、减少使用一次性包装、鼓励回收利用等措施都可以有效减少生活垃圾的数量,从根本上减少焚烧炉渣的产生。
总的来说,生活垃圾焚烧炉渣是一个复杂的环保问题,需要政府、科研机构和
公众共同努力才能找到解决方案。
通过合理的处理和利用,我们可以减少对环境的污染,保护人类健康,实现可持续发展的目标。
希望在不久的将来,我们能够看到生活垃圾焚烧炉渣得到有效处理和利用,成为环境保护的一部分。
生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性随着城市化进程的加速,生活垃圾的产生量日益增多,如何妥善处理这些垃圾成为社会的焦点。
生活垃圾焚烧是一种有效的处理方法,但产生的飞灰却含有多种有害物质,如不妥善处理,会对环境产生二次污染。
因此,了解生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性及其应用场景显得至关重要。
生活垃圾焚烧飞灰主要来源于生活垃圾焚烧过程,是一种高浓度的有机废渣。
飞灰的组成复杂,主要包括玻璃、金属、无机物和有机物等。
这些组成决定了飞灰的物理化学特性,如颗粒组成、水分含量、化学成分等。
在物理特性方面,生活垃圾焚烧飞灰的颗粒组成较为复杂,主要分为微小颗粒和大颗粒。
微小颗粒主要是不完全燃烧的有机物和无机物,而大颗粒则是燃烧后的残渣。
飞灰的水分含量较高,一般在10%-20%之间,这也为其处理和处置带来一定困难。
在化学特性方面,生活垃圾焚烧飞灰的化学成分主要包括氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等无机物,以及一些重金属元素,如铬、铅、汞等。
这些化学成分中,有些具有毒性,如二噁英、重金属等,对环境和人体健康产生不良影响。
针对生活垃圾焚烧飞灰的处理,目前主要有物理方法、化学方法和生物降解方法等。
物理方法主要是将飞灰进行固化处理,将其与水泥、石灰等材料混合,形成稳定的固化体,减少对环境的危害。
化学方法包括酸碱中和、化学氧化还原等,通过化学反应降低飞灰中的有害物质含量。
生物降解方法则是利用微生物将飞灰中的有机物分解为无害物质。
生活垃圾焚烧飞灰的应用场景较为广泛,主要作为工程填料和土壤改良剂等。
作为工程填料,飞灰可填充道路、场地等,起到固化土壤的作用。
飞灰中的某些成分可以作为土壤改良剂,提高土壤质量。
然而,在应用过程中,应充分考虑飞灰中的有害物质,避免对环境和人体健康产生不良影响。
生活垃圾焚烧飞灰的物理化学特性和应用场景息息相关。
在了解飞灰的组成和性质后,我们可以采取有效的处理方法和应用方式,降低其对环境的危害。
然而,目前生活垃圾焚烧飞灰的处理仍面临诸多挑战,如处理成本高、技术不够成熟等。
TA-MS联用研究城市生活垃圾的热解特性陈文怡;胡明【摘要】采用热分析-质谱联用(TA-MS)技术研究了四种城市生活固体垃圾的热解过程和热解气体种类.结果表明,PVC热解过程由一个阶段完成,香蕉皮和鸡骨头的热解过程分为两个阶段,烟头热解过程分为三个阶段;四种垃圾的热解均先是水份析出引起微小失重,随后是纤维素等大分子交联缩聚的快速热解阶段,它们的逸出气体主要是H2O、CO2、C3 H3、C3H5、C3H6、C3H7、NO2、Cl、HCl等.%Thermal analysis-mass spectrometry combined analysis method was used to study the pyrolysis process characteristics and the types of volatile gas of four typical solid waste in the city life including bananapeels,chicken bones,cigarette butts,and PVC.The results showed that the pyrolysis process of PVC materials was finished in one step,and the pyrolysis process of banana peels,and chicken bones was finished in two steps.For the cigarette butts,the pyrolysis process is complex and the pyrolysis process can be divided into three steps.The pyrolysis process includs the slight weightlessness due to lossing of moisture,fast pyrolysis stage of cellulose and other macromolecules followed polycondensation and crosslinking which resulted in exothermic effect.The main escaped gas are H2O、CO2、C3H3 、C3H5 、C3H6、C3H7 、NO2 、Cl、HCl during pyrolysis process.【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】4页(P67-70)【关键词】热分析—质谱联用;城市生活垃圾;热解;挥发气体【作者】陈文怡;胡明【作者单位】武汉理工大学材料研究与测试中心,武汉430070;贵州天义电梯成套设备有限公司,遵义563000【正文语种】中文城市生活垃圾是我国部分地区空气质量恶化、阴霾天气增多的主要污染源,不仅会污染空气和水资源,而且会破坏土壤。
浙江建筑,第27卷,第3期,2010年3月Zhejiang Constructi on,Vol .27,No .3,Mar .2010收稿日期:2009-12-08作者简介:马达君(1983—),男,浙江绍兴人,硕士研究生,研究方向为城市垃圾焚烧底渣分析。
城市生活垃圾焚烧底渣的特性研究Study on the Property of the Resi due fromInci n erati on of M un i ci pal Domesti c Wastes马达君,王国才,张建铭MA D a 2jun,WAN G Guo 2cai,ZHAN G J ian 2m ing(浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州310032)摘 要:为了实现垃圾焚烧底渣的安全处理和资源化利用,针对垃圾的炉排型和流化床型两种典型的焚烧工艺,取焚烧底渣若干,对底渣进行了级配试验、击实试验、直剪试验,并对他们进行对比分析。
研究它们特性及其力学性能的因素,探讨了其作为地基处理时的换填材料以及应用于路面路基的可行性。
关键词:生活垃圾;焚烧底渣;击实试验;直剪试验中图分类号:T U521.4 文献标识码:B 文章编号:1008-3707(2010)03-0067-02 随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,城市生活垃圾的围城现象日趋严重。
自1979年以来,我国城市生活垃圾的产生总量以每年8%~10%的速度增长[1]。
2004年我国城市生活垃圾清运总量为1.55亿t,其中浙江省就有750.2万t,而城市历年的垃圾堆存量已累计高达70多亿吨,侵占了5亿多平方米的土地,全国已有2/3的大中城市被垃圾所包围。
如此庞大的垃圾,如处理不善将会对水体、大气、土壤等造成严重的污染[2]。
焚烧法是我国城市生活垃圾处理的主要方法之一,尤其是在我国经济发展迅速的城镇推广较快。
目前应用广泛且具有代表性的垃圾焚烧炉主要可分为3类,即:炉排型焚烧炉、流化床型焚烧炉和回转窑型焚烧炉。
由于回转窑型焚烧炉主要用于处理有毒垃圾及工业垃圾,一般生活垃圾处理采用前两种焚烧炉。
无论是哪种焚烧炉,都会产生垃圾焚烧终产物———焚烧灰渣。
生活垃圾焚烧后产生的灰渣约占原生垃圾质量的20%~30%。
垃圾焚烧灰渣根据其收集位置的不同,主要可分为焚烧底渣和焚烧飞灰。
焚烧底渣是指垃圾燃烧后残留在炉床上的产物,占灰渣质量的80%左右,主要由熔渣、黑色及有色金属、陶瓷碎片、玻璃和其他一些不可燃物质及未燃有机物组成。
笔者分别采取了两种典型垃圾焚烧法产生的焚烧底渣,通过室内试验,对它们的物理、化学、工程性质进行对比分析,以便为垃圾焚烧灰渣的处理和再生资源化利用提供参考。
1 材料与方法1.1 取 样针对浙江省内炉排型、流化床型两种不同的垃圾焚烧法,对产生的垃圾焚烧灰渣分别进行了现场取样,样本性质见表1。
其中炉排型焚烧炉标记为LP,其焚烧底渣记为LP 2B;流化床型焚烧炉标记为LH,其焚烧底渣记为LH 2B 。
两组样本分别取自两个气候和地理环境相似、发展规模和程度相当的商业城市,其原生垃圾来源均为市政生活垃圾,不分类回收。
表1 焚烧灰渣样本描述焚烧炉型辅助燃料样本编号颜色气味形状LP 无LP 2B 黑褐色很刺鼻团粒状LH加煤LH 2B 褐色轻微刺鼻块状1.2 测试项目及方法为实现垃圾焚烧灰渣的安全处理及再生资源化利用,需要分析焚烧灰渣的物理、化学特征,为此,对以上灰渣样本进行如下试验:(1)物理特性:对两种垃圾焚烧底渣进行了含水率、吸水率、颗粒级配及比重试验;(2)工程特性:击实、压缩和抗剪试验。
各样本的试验检测项目见表2。
表2 焚烧灰渣特性的试验项目样本含水率吸水率颗粒级配比重击实压缩抗剪LP 2B √√√√√√√LH 2B√√√√√√√2 结果与分析2.1 灰渣的物理性质采用筛分试验,对两种垃圾焚烧灰渣的底渣进行了颗粒分析,试验结果见图1。
由试验结果,LP 2B中粒径0.075~2mm 的颗粒含量为82.94%,LH 2B 中含量为57.65%。
因此,无论是LP2B 还是LH 2B ,底渣中0.075~2mm 粒径的颗粒都是占大多数的,与粒组分类中的砂粒土类似。
LH 2B 中5mm 以上的颗粒里面,金属、陶瓷碎片、玻璃碎片占绝大多数,工程应用时应去除这部分灰渣。
图1 两种不同底渣的级配曲线2.2 灰渣的击实特性击实试验是了解土的压实特性,为工程设计和现场施工碾压提供土的压实性资料。
为了使填砂路基具有足够的强度和稳定性,必须对其进行压实,通过击实试验可获得材料的最大干密度和最佳含水量,从而用于指导现场施工和检验现场压实作业的质量。
本实验采用的试验仪器是普氏击实仪,取原试样过5mm 筛,其中LP 2B 试样中5mm 以上的质量比为18.46%,LH 2B 为24.80%,都小于试样总质量的30%,应对最大干密度和最优含水率进行校正。
本试验按照《土工试验技术手册》,采用轻型击实试验,锤质量2.5kg,锤底直径51mm ,落高305mm ,内径102mm ,筒高116mm ,容积947.4c m 3,锤击层数为3层,每层击数25击,单位体积击实功592.2kJ /m 3。
图2为本次试验击实结果。
由图可以看出:(1)LP 2B 的最优含水量为W o =27%,最大干密度为p =1.49g/c m 3,LH 2B 的最佳含水量为W o =26%,最大干密度为p =1.48g/cm 3。
(2)LH 2B 曲线平缓,这表明LH 2B 的水稳定性好,力学性能受含水量影响较小,即干密度受含水量变化而波动的幅度小。
LP 2B 有一定的粘粒性,LH 2B较接近于砂土。
(3)LP 2B 和LH 2B 两种灰渣最优含水率和最大干密度都很接近,这有利于工程上的混合应用。
(4)在较大含水量变化范围内,均能达到较大的密实度,表现出良好的压实性能。
(5)LP 2B 含水量超过最佳含水量后曲线较陡。
图2 L H 2B 、L P 2B 击实曲线2.3 灰渣的抗剪试验实际工程中,在计算承载力、评价地基的稳定性时,都要用到土的抗剪强度指标,所以正确的测定土的抗剪强度在工程上具有重要的意义,本次试验依据《土工试验技术手册》进行,把LP 2B 和LH 2B 分别按27%和26%的最优含水量配出制备试样,取压实系数0.95的试样,对LP 2B 和LH 2B 分别进行直剪快剪试验,垂直荷重分别按50、100、150、200、300、400kPa 进行,试验结果见图3,并对这些点作出直线拟合,得到LP 2B 和LH 2B 粘聚力C 分别是15.23kPa 、2.33kPa;φ值分别是23.11°、27.29°。
(下转第71页)86 浙 江 建 筑2010年 第27卷量,其值等于1125倍的常用流量,单位为:(m 3/h )。
即:Q 4=1.25Q 3。
3.5 灵敏度(q L )(灵敏限、始动流量、起步流量)灵敏度(q L )也称灵敏限、始动流量、起步流量,应表述为水流通过水表时,水表指针由静止开始转动的最小起步流量、始动流量(m 3/h )。
其值约等于0.00275~0.00566倍的过载流量。
即:q L =(0.00275~0.00566)Q 4。
4 水表性能参数的应用在工程应用中,水表性能参数主要用于水表口径的选择和实验研究之用,过载流量、常用流量和灵敏限是选择水表口径的常用参数,但其侧重点不同,其中:过载流量、常用流量是指导水表安全运行控制的重要参数,过载流量常用于用水量变化较大(生活、生产和消防共用或生活、消防共用)、用水不均匀的给水系统,即以设计流量小于等于水表的过载流量(最大流量),来确定水表的直径。
常用流量常用于用水量变化不大、用水均匀的给水系统,即以设计流量小于等于水表的常用流量,来确定水表的直径。
而灵敏限(始动流量、起步流量)是水表能否计量准确的重要参数;分界流量则是用于水表实验研究的参数。
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(2)LH 2B 的C =2.33kPa,粘聚力很小,接近于砂土的0。
3 结 论(1)关于垃圾焚烧灰渣的物理特性。
经试验测得,底渣的含水率在5%~25%之间,LP 2B 含水率更高,底渣中粒径的主要分布范围为0.1~5.0mm ,有效粒径约为0.15mm 。
从颗粒特征来看,底渣与砂类土性质类似。
有研究认为,粒径分布均匀、级配好的集料易压实到具有高承载能力的状态,且抗剪能力高,抗冻性好,稳定性高[3-4]。
本试验结果表明LP 2B 级配良好,因此相对于LH 2B 更适合用作填料。
(2)LP 2B 和LH 2B 两种灰渣最优含水率和最大干密度都很接近,这有利于工程上两种灰渣的混合利用。
(3)LH 2B 粘聚力较LP 2B 小,是因为LP 2B 灰渣里面含粘粒较少,砂粒较多,其抗剪强度较小,工程利用时最好与其他土一起掺合使用,以提高抗剪强度。
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