开封市垃圾电厂飞灰特性及化学药剂稳定化实验研究

发布时间：2017-09-22 00:30

  本文关键词：开封市垃圾电厂飞灰特性及化学药剂稳定化实验研究

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【摘要】：随着我国城市化进程的加快和人民生活水平的不断提高,城市生活垃圾的产量越来越大,焚烧法凭借减容、减量和资源回收的特点得到大力推广,由此产生的危险废物─飞灰的妥善处置备受关注。化学药剂稳定法有增容小、成本低、针对性强的特点,成为飞灰处置研究发展的方向。由于各地区生活垃圾组分区别很大,加之外在环境因素的影响,不同地区垃圾焚烧发电厂产生的飞灰特性、重金属组分含量均有差别,结合不同垃圾焚烧飞灰选用相应化学稳定剂十分必要。本研究针对开封市垃圾焚烧飞灰展开,首先对飞灰的组成、粒径分布、重金属含量及浸出毒性等理化性质进行分析;归纳不同粒径飞灰重金属含量及浸出毒性变化特点;分析影响浸出毒性的外界因素;选用无机和有机试剂进行稳定化实验,筛选效果好的试剂进行复合实验,按不同比例加入到飞灰中,找到使飞灰重金属浸出毒性达标的添加量。主要研究结果如下:(1)开封市垃圾焚烧电厂飞灰为浅灰色粉末,强碱性,含水率低,易吸水结块。飞灰颗粒粒径介于0-1000微米之间,99.99%以上的颗粒在500微米以内,100微米内的颗粒总量为84.42%。开封市垃圾焚烧飞灰组分与其它城市焚烧飞灰类似,其中钙含量最高,其次为钾、铝、钠、硫、磷等。(2)开封市垃圾焚烧飞灰中重金属锌和铅的含量较高,数值为4245.02mg/kg和1925.8mg/kg;铜、镉、铬次之,分别为660.42 mg/kg、190.79 mg/kg和114.16 mg/kg;镍含量最低,仅30.98 mg/kg。与其它城市相比,镉含量偏高。飞灰各粒级颗粒富集重金属元素的量不同,整体上,铜、镉、铅、锌更易聚集在大颗粒飞灰中,铬、镍在小颗粒飞灰中含量更高。(3)本研究主要选用醋酸缓冲溶液法进行飞灰浸出毒性检测,以水平振荡法做对比分析,飞灰中镉和铅浸出浓度超标。开封市垃圾焚烧飞灰重金属在醋酸缓冲溶液中浸出率大小排序为:镉铜锌铅≈镍铬。飞灰颗粒大小、浸提剂pH值、浸提液固比和浸提时间变化都会对重金属浸出造成影响。(4)对开封市垃圾焚烧飞灰重金属进行化学药剂稳定化处理,单独加入一种化学试剂时,硫脲-甲醛树脂加入9%或TMT加入量为6%时,飞灰浸出毒性达到生活垃圾填埋标准;只加入磷酸二氢钠和硫化钠不能使飞灰浸出毒性达标。各试剂与重金属元素亲和力不同,对飞灰主要重金属污染元素镉的稳定化效果排序为NQSZTMTNa_2SNaH_2PO_4;对飞灰主要重金属污染元素铅的稳定化效果排序为TMTNQSZNaH_2PO_4Na_2S。复合化学药剂的使用可以减少化学试剂的加入量,TMT和磷酸二氢钠组合H3、H4加入量占飞灰质量5%时,可达到生活垃圾填埋标准;TMT和硫脲-甲醛树脂组合T/N的加入量为4%时,浸出毒性达标,其使用量低于有机无机组合。
【关键词】：开封市 垃圾焚烧飞灰 特性 浸出毒性 重金属固化剂
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X773;X705
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 1 绪论12-26
• 1.1 城市生活垃圾处理现状12-13
• 1.2 垃圾焚烧飞灰的产生及其特性13-14
• 1.3 垃圾焚烧飞灰中重金属带来的危害14-15
• 1.4 影响飞灰中重金属迁移的因素15-18
• 1.4.1 重金属性质的影响15-16
• 1.4.2 生活垃圾组成的影响16-18
• 1.4.3 焚烧炉运行环境的影响18
• 1.5 垃圾焚烧飞灰的稳固化处理技术18-23
• 1.5.1 水泥固化技术18-20
• 1.5.2 化学药剂稳定技术20-21
• 1.5.3 烧结/熔融技术21
• 1.5.4 水热法21-22
• 1.5.5 生物/化学浸提22
• 1.5.6 超临界萃取22
• 1.5.7 资源化利用22-23
• 1.6 存在的问题23
• 1.7 研究目的、意义和技术路线图23-26
• 1.7.1 研究目的及意义23-24
• 1.7.2 技术路线图24-26
• 2 实验与方法26-30
• 2.1 开封垃圾焚烧发电厂简介及飞灰采集26-27
• 2.2 主要实验仪器设备及方法27-30
• 2.2.1 含水率的测定27
• 2.2.2 pH值测定27
• 2.2.3 粒度测定27-28
• 2.2.4 有机质测定28
• 2.2.5 重金属含量测定28
• 2.2.6 浸出毒性测定28-29
• 2.2.7 硫脲醛树脂的实验室合成方法29
• 2.2.8 飞灰单一化学药剂稳定化处理方法29
• 2.2.9 飞灰复合化学药剂稳定化处理方法29-30
• 3 开封市垃圾焚烧电厂飞灰基本性质分析30-34
• 3.1 飞灰主要理化性质分析30-31
• 3.2 飞灰主要组成元素分析31-32
• 3.3 小结32-34
• 4 开封市垃圾焚烧电厂飞灰毒性分析34-48
• 4.1 飞灰重金属含量分析34
• 4.2 不同粒径飞灰重金属含量变化34-37
• 4.3 飞灰浸出毒性分析37-40
• 4.4 飞灰重金属浸出毒性影响因素分析40-46
• 4.4.1 粒径对飞灰重金属浸出毒性的影响40-41
• 4.4.2 浸提剂pH值对飞灰重金属浸出毒性的影响41-43
• 4.4.3 液固比对飞灰重金属浸出毒性的影响43-45
• 4.4.4 浸提时间对飞灰重金属浸出毒性的影响45-46
• 4.5 小结46-48
• 5 开封市垃圾焚烧飞灰化学药剂稳定化处理48-54
• 5.1 化学药剂的选用48
• 5.2 飞灰重金属单一化学药剂稳定化处理48-50
• 5.3 飞灰重金属复合化学药剂的稳定化处理50-53
• 5.4 小结53-54
• 6 结论与展望54-58
• 6.1 本文结论54-55
• 6.2 本文创新点55-56
• 6.3 不足与展望56-58
• 参考文献58-64
• 致谢64-65

【参考文献】

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本文编号：897776