【摘要】：填埋、堆肥和焚燒是我國處理城市生活垃圾的主要方式。城市生活垃圾焚燒技術(shù)與填埋和堆肥相比具有無害化、減量化、資源化三大優(yōu)點(diǎn)。因此,近年來,我國垃圾焚燒處理率迅速增長。2014年底,我國建成垃圾焚燒廠188座,焚燒處理總量為5330萬噸,占無害化處理總量的32.51%。在“十三五”期間,焚燒處理能力將會(huì)進(jìn)一步增長,預(yù)計(jì)到2020年,我國垃圾焚燒處理率將達(dá)到50%。然而,城市生活垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生大量飛灰,垃圾焚燒飛灰中富集了大量重金屬,若將其直接填埋,飛灰中易溶性的有害重金屬成分會(huì)隨著垃圾滲濾液重新進(jìn)入環(huán)境并威脅生態(tài)環(huán)境安全。本論文對(duì)城市生活垃圾焚燒飛灰(MSWI fly ash)的理化特性,包括垃圾焚燒飛灰的化學(xué)組成、礦物組成以及不同標(biāo)準(zhǔn)下的浸出特性進(jìn)行了分析。根據(jù)TCLP1311、HJ/T299-2007、HJ/T300-2007和HJ/T557-2009四種毒性浸出方法的浸出結(jié)果,發(fā)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰中Pb、Ni的浸出濃度均超過生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)的規(guī)定值,且固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法(HJ/T300-2007)、美國環(huán)保署的毒性浸出方法(TCLP1311)的浸出結(jié)果中Cd的浸出濃度超過生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 16889-2008)的規(guī)定值,由此可以判定垃圾焚燒飛灰屬于危險(xiǎn)廢棄物,必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理才可進(jìn)行安全填埋或后續(xù)處置。本論文采用磷酸穩(wěn)定飛灰中的重金屬,探究不同磷酸添加量、不同溫度以及不同液固比對(duì)磷酸穩(wěn)定飛灰中重金屬的影響,并對(duì)磷酸穩(wěn)定飛灰重金屬前后溶液中主要陰陽離子濃度的變化進(jìn)行了探討。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度為40℃,磷酸添加量為飛灰質(zhì)量4%,液固比為3:1時(shí),磷酸穩(wěn)定飛灰中重金屬的效果最好。而磷酸穩(wěn)定飛灰重金屬前后,溶液中主要陰陽離子的濃度都有所下降,說明飛灰中主要陰陽離子在磷酸穩(wěn)定化處理過程中會(huì)參與反應(yīng)并可能影響磷酸穩(wěn)定飛灰中重金屬的效果。綜合磷酸對(duì)飛灰中重金屬的穩(wěn)定效果,本論文進(jìn)一步探索磷酸穩(wěn)定重金屬的理論機(jī)制。經(jīng)過對(duì)磷酸鹽類物質(zhì)與羥基磷灰石類物質(zhì)對(duì)重金屬穩(wěn)定效果的比較,發(fā)現(xiàn)羥基磷灰石類物質(zhì)對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果遠(yuǎn)好于磷酸鹽類物質(zhì)。因此本研究對(duì)羥基磷灰石類物質(zhì)穩(wěn)定重金屬的最優(yōu)條件進(jìn)行了探究,研究結(jié)果表明Ca/P為1.67,溫度為40℃時(shí),羥基磷灰石類物質(zhì)對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果最好,而且此穩(wěn)定化產(chǎn)物在不同pH條件下都比較穩(wěn)定。通過研究反應(yīng)體系中主要陰陽離子對(duì)磷酸穩(wěn)定重金屬的影響,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)體系中的主要陰陽離子可能會(huì)取代羥基磷灰石類物質(zhì)中Ca~(2+)與OH~-的位置,對(duì)羥基磷灰石類物質(zhì)的合成造成影響,從而使羥基磷灰石類物質(zhì)對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果變差。綜上可知,溫度為40℃,磷酸添加量為飛灰質(zhì)量4%,液固比為3:1時(shí),磷酸對(duì)飛灰中重金屬穩(wěn)定效果較好,但遠(yuǎn)不及純化學(xué)合成羥基磷灰石類物質(zhì)對(duì)重金屬穩(wěn)定效果好,可能是因?yàn)轱w灰體系中含有多種除Ca~(2+)、PO_4~(3-+)的陰陽離子(如Na~+,K~+,Mg~(2+),Cl~-,SO_4~(2-))會(huì)取代羥基磷灰石類物質(zhì)中Ca~(2+)與OH~-的位置,從而影響羥基磷灰石類物質(zhì)對(duì)重金屬的穩(wěn)定效果。
【圖文】：

圖 1.1 水泥固化流程圖Fig. 1.1 The flow chart of the cement solidification 熔融固化法熔融固化法又被稱為玻璃化技術(shù)，是目前世界上最先進(jìn)的垃圾焚燒飛灰，熔融固化法是將待處理的飛灰在熔融爐內(nèi)加熱到 1400℃左右，進(jìn)行高理，，經(jīng)過一系列的程序?qū)⑷廴诘娘w灰變?yōu)椴Ａ罟杷猁}形態(tài)，從而將易害組分包容在其中，實(shí)現(xiàn)飛回的資源化、無害化和減容化。熔融固化法優(yōu)點(diǎn)：1）飛灰經(jīng)高溫熔融處理后，其容積可減少為原來的五分之一左右體的高穩(wěn)定性可以確保固化體的長期穩(wěn)定存在；3）可使用廢玻璃渣等玻固化材料，處理飛灰的材料費(fèi)用低。而熔融固化法的缺點(diǎn)是：1）需特殊備造價(jià)昂貴；2）操作管理復(fù)雜，需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行操作管理；3）運(yùn)量能源且運(yùn)行費(fèi)用都高；4）對(duì)飛灰熔融處理后需要考慮廢氣的處理[33-3化法流程圖如圖 1.2 所示。

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 論文的技術(shù)路線論文以理論分析和實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),對(duì)城市生活垃圾焚燒飛灰基本研究包括垃圾焚燒飛灰的化學(xué)組成、礦物組成以及不同標(biāo)準(zhǔn)下的浸出磷酸穩(wěn)定化處理生活垃圾焚燒飛灰中重金屬的效果以及磷酸化穩(wěn)定制進(jìn)行了研究，從而為為磷酸化穩(wěn)定重金屬提供理論依據(jù)。研究技術(shù)路線如圖 1.4 所示
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X705

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