【摘要】： 焚燒是處理城市固體廢棄物的有效途徑,但并不是其處理的最后階段。由于固體廢棄物焚燒比例日益提高,大量焚燒底灰的處理成為環(huán)境管理領(lǐng)域新的問題。因而,將底灰轉(zhuǎn)化為對環(huán)境和人類健康無任何影響的產(chǎn)品是其管理的社會目標(biāo)。 為了進(jìn)行垃圾焚燒底灰無害化、資源化管理,本文分別通過“天津和阿姆斯特丹垃圾焚燒廠現(xiàn)場取樣”和“基本垃圾和特殊垃圾合成焚燒取樣”兩種方法采集不同底灰流,利用濕式物理分離實(shí)驗(yàn)、化學(xué)分析測試、毒性浸出測試、熱力學(xué)平衡計(jì)算分別對不同粒徑范圍的底灰進(jìn)行特性化分析,并系統(tǒng)地分析了焚燒垃圾特殊組分對底灰化學(xué)特性的影響,如小型電子垃圾、工業(yè)垃圾、生活淤泥、塑料垃圾。同時(shí),對底灰再利用的資源價(jià)值潛力和相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量改善技術(shù)、政策等進(jìn)行了調(diào)查分析。 結(jié)果表明:底灰適合制成顆粒材料,等級性較好;與天然建筑材料的主要成分相似,具有連續(xù)的顆粒級配分布和較低比例的非塑性顆粒,其中75μm-28mm粒徑的材料約占90%-95%,75μm的極細(xì)顆粒占5%左右;工程特性分析顯示天津底灰具有較低壓實(shí)性能且細(xì)顆粒部分包含較高濃度的未燃盡有機(jī)質(zhì),這兩方面不能滿足路基材料要求,但其它參數(shù)基本符合要求;底灰物理組分的質(zhì)量平衡分析表明,同天津底灰相比,阿姆斯特丹底灰具有較高含量的、玻璃碎片、合成建筑材料、金屬(主要是9%-13%的廢鐵、2.1%的有色金屬)等,Cu、Pb、Cl、SO42-等元素浸出濃度嚴(yán)重超標(biāo)。尤其阿姆斯特丹底灰中包含1.5%金屬鋁和1000ppm貴重金屬,可作為有色金屬冶煉工業(yè)新的資源。并在干式物理分離系統(tǒng)基礎(chǔ)上提出濕式物理分離系統(tǒng),改善了對有色金屬回收效率低的問題。同時(shí),通過不同厚度的合金鋁包裝和小型電子垃圾的焚燒測試發(fā)現(xiàn),鋁的厚度對其焚燒后在底灰中的分布有決定性影響;小型電子垃圾中的貴重金屬趨向于富集在0-2mm的底灰碎片中。 電子垃圾、工業(yè)垃圾、生活淤泥、塑料垃圾在生活垃圾焚燒過程的參與,分別不同程度的提高了底灰中Cu,Zn,Pb,Mn,Mo和Cl的富集濃度和它們的毒性浸出性能,大多數(shù)重金屬趨向于富集在較細(xì)底灰顆粒中。Cl和S的負(fù)載量也影響重金屬在垃圾焚燒過程中的釋放;垃圾的水分含量對重金屬釋放影響較小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與FactSage的熱力學(xué)平衡計(jì)算結(jié)果基本吻合,但Pb在底灰中釋放的實(shí)測濃度略高于理論模型預(yù)測值。研究結(jié)果為今后垃圾焚燒底灰的管理政策制定、資源化再利用及垃圾焚燒過程中重金屬和氯釋放污染問題的解決提供了可靠的數(shù)據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：X705

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本文編號：2754246