固废飞灰浸出液重金属含量
城市固体废物焚烧炉飞灰中重金属酸溶出研究
第31卷 第6期西南师范大学学报(自然科学版)2006年12月Vol.31 No.6Journal of S out hwest China N ormal Universit y (Nat ural S cience )Dec.2006文章编号:10005471(2006)06009005城市固体废物焚烧炉飞灰中重金属酸溶出研究①王陆军1, 金明吉2, 富田太平211宝鸡文理学院地理科学与环境工程系,陕西宝鸡721007;21日本德岛大学化学应用工学科摘要:对城市固体废物(M SW)焚烧炉飞灰中Cu ,Pb 和Zn 3种重金属的酸溶出过程进行了研究,结果显示在选用的3种不同浓度的酸中,只有浓度为015mol/L 的酸对3种重金属的溶出较理想.研究表明采用015mol/L 的酸对飞灰溶解搅拌约3h 后便可溶出大约50%～80%的Zn 、40%～55%的Pb 和50%左右的Cu ,同时一些易溶金属如Mg ,Ca 和Al 也大量溶出,但Fe 和Si 在飞灰中相对稳定,溶出量相对较少.飞灰经过酸处理后基本上可以满足填埋要求.关 键 词:城市固体废物;飞灰;重金属;酸处理中图分类号:X 705文献标识码:A随着城市固体废物(MSW )量的变化和增加,焚烧过程作为一种重要的废物管理技术越来越多的被采用,采用这种技术可使城市固体废物的体积减少至10%～20%[1].在日本大约有80%左右的城市固体废物是利用焚烧过程处理的[2].与有机物不同,焚烧过程中多种大量金属仍留在焚烧的剩余物飞灰中,且浓度可增至原来10倍以上[3],其结果是多种有害重金属诸如Pb ,Zn ,Cr ,Cd ,As 等浓缩在焚烧炉飞灰中[1,4],这些重金属主要沉积在飞灰颗粒的表面,当有水流过填埋的飞灰时有被水溶掉的倾向,因此若不能适当处置,重金属有释放到环境如土壤和地下水中的危险.为了避免焚烧过程中造成的二次污染,必须对飞灰进行一定处理,使其有害重金属的排放量能满足环境的要求.目前常采用以下4种方法对焚烧炉飞灰进行预处理以防止有害元素从飞灰中释放[5]:①使成玻璃态,②水泥固化,③化学处理,④用酸或其它溶剂提取.从环境和经济方面来看,酸提取处理飞灰中的有害重金属较适合.为了这一目的,本研究采用几种常见酸对飞灰中有害重金属Cu ,Zn ,Pb 的溶出可能性进行初步研究.另外,对飞灰中大量存在的其它金属如Ca ,Mg ,Al 等的溶出情况也进行了考察.结果显示经过酸处理后的飞灰基本上可以满足填埋要求.1 材料和方法111 飞灰样品用于研究的MSW 焚烧炉飞灰样品取自于日本德岛城市垃圾焚烧厂,用袋式过滤器收集.飞灰样品用0159m m 标准筛子进行筛分,取孔径小于0159m m 的部分样品进行随后的实验.112 实验方法取飞灰样品5g 于容器中,加入200mL 酸溶液,在室温25℃、转速250r/m 下搅拌溶解,于不同时间①收稿日期6基金项目日本学术振兴会研究费补助金资助项目(535)作者简介王陆军(6),男,陕西人,教授,主要从事环境分析与评价方向的研究:2000217:11007.:190.间隔取5mL 溶出液用0145μm 醋酸纤维膜过滤,滤液先测其p H 值,然后用电感藕合等离子体光谱仪(ICP )(岛津ICPS 25000)测定溶出液中重金属含量.溶解剩余残渣通过滤纸过滤后自然风干,取一定量用X 荧光分析装置(J EOL ,J SX 23202M )测定重金属的残留量.2 结果与讨论211 MSW 焚烧炉飞灰的性质和组成MSW 在焚烧时一般用石灰来处理焚烧过程中产生的酸性气如HCl 和SOx ,由于石灰的残留,飞灰悬浮液(固/水比为1∶40)的平衡p H 值在1115～1210之间[6,7].飞灰主要元素组成见表1所示.表1 飞灰主要元素组成Tabl e 1 The Main Element Composit ion of Fly Ash元素NaAlS iSC lKCaCrFeCuZnPbTiM g摩尔分数41733501823611833131024216167366189166312305010327015090010742017953011391015337213043 飞灰的主要元素是Ca ,Cl ,Si ,Na ,K ,Al ,Mg 和Fe ,次要元素即有害金属如Zn ,Pb ,Cu 和Cr 其含量低于1%.另外,飞灰中同时含有其它重金属如Ni ,Co ,Se 和Cd ,这些重金属的含量小于0101%.飞灰的化学性质实质上是可变的,主要取决于焚烧炉类型、燃气处理和操作条件及焚烧MSW 的组成.在MSW 焚烧过程中,Si ,Al ,Fe 和其它金属氧化物形成了飞灰颗粒的核心,同时易挥发的金属就凝聚在颗粒表面上.飞灰中的重金属主要以氧化物、碳酸盐、氯化物和硫酸盐的形式存在[8].212 金属的溶出以盐酸、硝酸和醋酸为溶剂,采用3种不同的浓度,即011mol/L ,0125mol /L 和015mol /L 按实验条件和方法对飞灰中Cu ,Zn ,Pb 3种重金属进行溶出实验,对溶出液中3种重金属的含量与溶出液p H 值和搅拌时间的关系进行考察,结果见图13.图1 011mol/L HCl 溶出时的变化Fig 11 The Variation w hen 011mol /L HCl be U sed t o Dissolve t he Fly Ash图2 0125mol/L HCl 溶出时的变化Fi g 12 The Variation whe n 0125mol/L HCl be U sed to Dissol ve t he Fly Ash 另外两种酸对飞灰中3种重金属的溶出情况也作同样的溶解曲线.从3种酸的溶解曲线可看出:当用011mol/L HCl ,011mol/L HNO 3和011mol/L HAc 溶液对MSW 焚烧炉飞灰进行处理时,Cu ,Zn ,Pb 3种重金属在溶出液中的含量和溶出液p H 随搅拌时间的变化很相似.即搅拌未开始时溶液的都在酸性范围(和NO 3溶出液小于,溶出液为),当搅拌一开始,相应的溶出液的急剧升高进入强碱性范围;此时溶出液中3种金属的含量也由高到低急剧19第6期 王陆军,等:城市固体废物焚烧炉飞灰中重金属酸溶出研究p H HCl H p H 2HAc p H 4p H下降,随后金属在溶出液中的含量以及溶液p H 基本上保持不变.究其原因可能由于飞灰本身的强碱性,当搅拌一开始随着少量飞灰的溶解,溶液的碱性迅速增强.溶液的强碱性不但阻止了飞灰的进一步溶解,同时已溶解的重金属有可能又以难溶氢氧化物或难溶碱式盐的形式再一次沉淀析出,而使溶出液中重金属浓度降低.当用0125mol/L HCl ,0125mol/L HNO 3和0125mol/L HAc 溶液对MSW 焚烧炉飞灰中3种重金属的溶出时,溶出液中Cu ,Zn ,Pb 的含量和溶出液p H 随时间的变化也很相似见图2.即搅拌未开始时溶液的p H 在酸性范围(HCl 和HNO 3溶出液p H 小于115,HAc 溶出液p H 小于4);当搅拌一开始,相应的溶出液中的p H 也开始升高,升高的速度较慢,最后接近中性溶液;此时溶出液中重金属的含量亦呈下降趋势,但幅度已经减小,随后重金属在溶出液中的含量和溶液p H 值也基本上保持不变.其原因可能是由于随着溶液p H 的上升一方面阻止了飞灰的进一步溶解,同时已溶出的高价金属如Al ,Fe 等以膨松的非晶型难溶氢氧化物或难溶碱式盐的形式开始沉淀,由于表面吸附、包藏等诸多效应的影响,便出现如图2所示的变化.图3 015mol/L HCl 溶出时的变化Fi g 13 The Variation when 015mol/L HCl be Used to Di ssol ve t he Fly A sh当用015mol /L HCl 、015mol/L HNO 3和015mol /L HAc 溶液对MSW 焚烧炉飞灰中3种重金属的溶出时,溶出液中Cu ,Zn ,Pb 的含量和溶出液p H 随时间的变化曲线也很相似(图3),即随着搅拌的进行溶出液中金属浓度有所增加,但增加幅度不大,随后基本上保持不变,相应溶出液的p H 值一直处于酸性范围内,其变化幅度也不大,但对重金属的溶出量已明显高于011mol/L 酸和0125mol/L 酸的溶出量.以上分析可见,用3种不同浓度的酸对MSW 焚烧炉飞灰中Cu ,Zn ,Pb 3种重金属溶出时,由于飞灰本身的强碱性,011mol/L 酸和0125mol/L 酸溶出液中3种金属的含量随着溶解搅拌的进行都有所下降,溶液p H 有所升高;015mol/L 酸在溶解过程中一直保持在酸性范围内进行,溶出液中金属含量随溶解搅拌的进行有所升高,但其溶出量在1h 后变化已不明显了.213 溶出残渣中重金属含量为了进一步探讨MSW 焚烧炉飞灰中Cu ,Zn ,Pb 3种重金属在酸中的溶出情况,对其溶出残渣中重金属含量进行测定,同时也对Ca ,Mg ,Fe ,Al 等金属在酸溶时的变化情况进行了研究.根据以上实验结果选用015mol/L 的3种酸按实验方法对飞灰样品分别搅拌3h ,6h 和9h ,其残渣经过过滤风干后用X 荧光分析装置测其金属残留量.为了便于计算比较,并且在飞灰酸溶过程中Si 的溶解量很小[1,9],所以选用Si 的摩尔百分比为基准来计算各元素的相对量,讨论其溶出情况.其结果列于表24.表2 015mol/L HCl 酸溶残渣中主要元素的含量T able 2 The Content of Main Element i n t he Residue when 015mol/L HCl be Used to D i ssolve the Fly Ash元 素Si Z n Pb Cu Mg Ca Fe Al 原料的摩尔分数11833017950113901074213046312310150901824相对含量(以Si 的含量为基准)10143301075010401126234145101283014943h 时相对摩尔分数1010850103801022011750149201263012026h 时相对摩尔分数101083010370102001155014530126001190时相对摩尔分数183131135131581853溶出率%8185165186181515129西南师范大学学报(自然科学版) 第31卷9h 1000070020010100201h /0049197291表3 015mol/L HN O 3酸溶残渣中主要元素的含量T able 3 The C ontent of Main Element in t he Residue when 015mol/L HNO 3be Used to Dissol ve t he Fl y Ash元 素Si Z n Pb Cu Mg Ca Fe Al 原料的摩尔分数11833017950113901074213046312310150901824相对含量(以Si 的含量为基准)10143301075010401126234145101283014943h 时相对摩尔分数1010650103601021011720153001267012126h 时相对摩尔分数1010620103401020011550145301264012109h 时相对摩尔分数1010620103401020011500140501265011853h 溶出率/%851152104715861498155175711表4 015mol/L H Ac 酸溶残渣中主要元素的含量T able 4 The C ontent of Mai n Element i n t he Resi due when 015mol/L HAc be Used to Dissolve t he Fly Ash元 素Si Z n Pb Cu Mg Ca Fe Al 原料的摩尔分数11833017950113901074213046312310150901824相对含量(以Si 的含量为基准)10143301075010401126234145101283014943h 时相对摩尔分数1012150104501019012130165701276012426h 时相对摩尔分数1012130104201016012050157401265012309h 时相对摩尔分数1012120104101014012010151201261012253h 溶出率/%521340105215831197112155110 从以上表中可看出,015mol /L HCl 和015mol /L HNO 3对飞灰中重金属元素的溶出情况基本相似,大约在溶解搅拌3h 后可溶出80%左右的Zn ,50%左右的Pb 和45%左右的Cu ,Mg 和Ca 的溶出率达到90%以上,而Fe 在飞灰比较稳定,只有少量溶出.015mol/L HAc 在对飞灰溶解3h 后,可溶出大约50%左右的Zn ,40%的Pb 和50%左右的Cu ,对Mg ,Ca 的溶出率也高,Fe 只有少量溶解.酸溶残渣中Cu ,Zn ,Pb 残留量测定的结果与酸溶出液中测定的结果相符合.3 结 论研究了3种常用的酸对MSW 焚烧炉飞灰中Cu ,Pb 和Zn 3种有害重金属的溶出过程.结果表明由于飞灰本身的强碱性,在选用3种不同浓度的酸中只有浓度为015mol/L 的酸对3种重金属的溶出结果较理想,当用015mol/L 的酸在搅拌溶解3h 后便可以溶出大约50%～80%的Zn ,40%～55%的Pb 和50%左右的Cu ,同时溶解性较强的金属如Mg ,Ca 和Al 也大量溶出,但Fe 和Si 在飞灰中相对较稳定,溶出量很少.飞灰经过酸处理后已将大量的有害重金属去除掉,基本上可以满足填埋的要求,但含有大量重金属的酸溶出液的处理还有待于进一步研究.参考文献:[1]Kyung 2jinho ng ,Shuzo Tokuna ga ,Toshio Kajiuchi.Extraction of Heavy Metals f rom MSW Incinerator Fly A shes by Chelating Age nt s [J ].Jour nal of Hazar dous Materials ,2000,B75:5773.[2] Ministr y of Health and Welfa re ,Japa n.G ene ration and Treatment of Municipal Solid Waste s in 1994[J ].Sa nyo toK a nkyo ,1997,26(11):9093[3] Hong KJ ,T okunaga S ,Ishigan i Y,et al.Extraction of Heavy Metals f rom MSW Incinerator Fly Ashes Using Saponins [J ].,,3535[] 万 晓,王 伟,高兴保,等垃圾焚烧飞灰中重金属的分布与性质[]环境科学,5,6(3)539第6期 王陆军,等:城市固体废物焚烧炉飞灰中重金属酸溶出研究Chemosphere 200041:4 2.4.J .2002:17217.49西南师范大学学报(自然科学版) 第31卷[5] 徐 科,吴 立,陈德珍.采用螯合剂稳定垃圾焚烧飞灰中的金属[J].能源研究与信息,2005,21(2):8289.[6] Zhao Y oucai,So ngLijie,Li Gu ojian.Chemcai Sta bilization of MSW Incine rator Fly Ashes[J].Jour nal of Hazar d o us Ma2te rials,2002,l95:4776.[7] 严建华,彭 雯,李晓东.城市生活垃圾焚烧飞灰重金属的浸出特性[J].燃料化学学报,2004,32(1):6568.[8] T o kuna ga S,Hakuta T.Analysis of Che mical Composition of Fly Ashes by X2Ray Fluoresce Spec troscopy.The EighthConf Jpn Soc[J].Waste Mana ge.Expert,1997,17:422424.[9] K atsuura H,In oue T,Hiraoka M,et al.Full2Scale Plant Study on Fly Ash T reatment by the Acid Extraction Proce ss[J].Wa ste Management,1996,16:491499.The Elution R esearch of H eavy Metals fr om Mun icipalSolid Wa ste Incinerator Fly Ash by A cidsWAN L u2jun1, J IN G Min2ji2, Tomida211Dept1Geog1S ci1and Envir1Engi n,Baojicol l1Art and s ci1,Baoji Shanxi721007,China;21The Chemical S ci ence and Technol ogy of Tokus hima Universit y,J apanAbstract:An el ution p rocess ha s been st udied for t he pret reat ment of municipal soli d wa ste(MSW)inciner2 ator fly ash to remobilize t he heavy met al of Cu,Pb and Zn by t hree type acids.The resul t showed t hat a2 mong t he t hree different t ypes of concent ration acids,onl y015mol/L acids are i deal for t he elution of t hree t ype heavy met eal s f rom fl y ash.When di ssol ve and st ir ri ng3h for fl y ash,about50%-80%Zn, 40%-55%Pb and50%Cu ca n been remo bilized.At t he same ti me some f reely sol uble met als such as Mg,Ca and Al also are eluted a great deal,but Fe a nd Si i s st abilit y i n t he fly ash.The f ly ash aft er t he t reat ment wit h acids meet requirement for landfilli ng.K ey w or ds:m unicipal solid wast e;f ly ash;heavy metal;acid el ut ion责任编辑 潘春燕 。
焚烧飞灰中Pb的浸出特征及预处理效果
表 2 飞灰原浸出液的重金属含量 Table 2 Heavy metal content of leaching solution
重金属元素
浓度 / ( mg·L - 1 )
国家卫生填埋标准 浓度 / ( mg·L - 1 )
从表 2 可看出飞灰浸出液中只有 Pb 浓度超过
Ni
0. 142
0. 5
目前,我国城市生活垃圾处理方式以卫生填埋为主,但因其占地多、渗滤液处理难等不足,该技术的进 一步发展受到限制。 垃圾焚烧相比卫生填埋,具有无害化程度高、减容明显等优点。 从国外的大趋势以及 减轻对环境危害的角度看,垃圾焚烧将逐步成为我国大城市生活垃圾处理的主要手段[1] 。 然而,垃圾焚 烧产生的飞灰属危险废物,其含有大量重金属和二恶英等有毒有害物质,若处理不当将会对环境和人类产 生严重的影响 [2-3] 。 目前,具有处理成本低、工艺成熟和操 作 简 便 等 优 点 的 水 泥 固 化 处 理 飞 灰 技 术 应 用 最 为广泛,但其也存在水泥添加量多、固 化 体 增 容 比 大 等 缺 点 [3-4] 。 硫 化 钠、磷 酸 钠 等 无 机 药 剂 及 螯 合 型 有 机药剂稳定化处理飞灰的技术在我国也有大量研究,但由于药剂费用较高,药剂单一处理飞灰的稳定化技 术的推广也受到一定约束 [3,5-6] 。 显见,探 寻 一 种 技 术 可 行 又 经 济 合 理 的 飞 灰 固 化 / 稳 定 化 技 术 是 十 分 必 要的 [7-8] 。 本实验拟结合水泥固化技术及 无 机 药 剂 稳 定 化 处 理 技 术,以 使 处 理 后 的 飞 灰 能 进 入 生 活 垃 圾 卫生填埋场填埋处置。
第8期
肖悦等:焚烧飞灰中 Pb 的浸出特征及预处理效果
4809
生活垃圾焚烧厂飞灰固化块重金属调查研究
发 现 的 “重 金 属 在 垃 圾 焚 烧 过 程 中 的 迁 移 特 征 ，钴 、铜 、镍 、铬主 要 迁 移 至 底 渣 中 ，锌 、砷 、铅 主 要 迁 移 至 底 渣 和 飞 灰 中 ，镉主要迁 移 至 飞 灰 中 ，汞 主 要 迁 移 至 飞 灰 和 烟 气 中 ”121的 理 论 ，与本文中呈 现的结果非常吻合。
取 回 的 飞 灰 固 化 块 按 HJAD00-2007醋酸缓冲溶液法中要 求 进 行 前 处 理 ，铜 、锌 、铅 、镉 、铍 、钡 、镍 、总 铬 依 据 《固 体 废 物 22 种 金 属 元 素 的 测 定 电 感 耦 合 等 离 子 体 发 射 光 谱 法 》（HJ 781-
2016)进 行 检 测 ，六 价 铬 依 据 《固 体 废 物 六 价 铬 的 测 定 二 苯 碳 酰 二 肼 分 光 光 度 法 》(GB/T 15555.4-1995)进 行 检 测 、砷 、硒 、汞依据 《固 体 废 物 汞 、砷 、硒 、铋 、锑 的 测 定 微 波 消 解 /原 子 荧 光 法 》（HJ
《资 源 节 约 与 环 保 》 2 0 2 1 年 第 6 期
生活垃圾焚烧厂飞灰固化块重金属调查研究
黄璐 ( 广 东 杰 信 检 验 认 证 有 限 公 司 广 东 广 州 510655)
摘 要 ：随着“十 四 五 ”污 染 防 治 攻 坚 战 总 思 路 的 提 出 ，生活垃 圾的治理已经成为全社会关注的热点。 肖前我国生活垃圾焚烧 是 城 市 生 活 垃 圾 处 理 的 主 要 发 展 方 向 ，但 生 活 垃 圾 焚 烧 飞 灰 （以 下 简 称 “飞 灰 ”）含 有 高 浸 出 毒 性 的 可 溶 性 重 金 属 对 自 然 环 境 和 人 类 健 康 存 在 潜 在 危 害 ，是 我 国 危 废 处 理 的 重 点 和 难 点 之 一 。飞 灰 以 固 化 稳 定 化 后 进 入 生 活 垃 圾 填 埋 场 分 区 填 埋 ，是当前主要 的 处 置 方 式 ，文 章 通 过 采 集 广 东 省 七 家 生 活 垃 圾 焚 烧 厂 产 生 的 飞 灰 固 化 块 ，通 过 进 行 金 属 浸 出 数 据 分 析 ，为调查区域的飞灰固 化块处理提供一定的数据依据与建议。 .
不同浸出毒性鉴别方法对垃圾焚烧飞灰浸出毒性鉴别的适宜性
第 18 卷 增刊
环 境 科 学 研 究 Research of Environmental Sciences
Vol. 18 ,Suppl. ,2005
不同浸出毒性鉴别方法对垃圾焚烧飞灰 浸出毒性鉴别的适宜性
席北斗1 , 王 琪1 , 张晓萱2 , 姜永海2
(1. 中国环境科学研究院 固体废物污染控制技术研究所 ,北京 100012 ; 2. 北京化工大学 化学工程学院 ,北京 100029)
因为中 、日两国的浸出方法及其浸出结果比较接 近 ,以下主要对我国的水平振荡法与美国的 TCLP 法 进行比较 。为更好地了解这 2 种方法对飞灰的浸出机
摘要 : 以典型垃圾焚烧飞灰作为研究对象 ,考察中国 、日本和美国的 3 种浸出毒性鉴别试验方法对飞灰浸出毒性鉴别的适宜性 ,研究了 pH 和液固比 对飞灰中重金属浸出毒性的影响 。结果表明 :飞灰中重金属的浸出主要受 pH 影响 ,在强酸 (pH < 2) 和强碱 (pH > 12) 条件下的浸出质量浓度高 ,而在 中性 (pH 为 9～11) 条件下浸出质量浓度低 。随着浸取剂与飞灰的液固比的增加 ,重金属的浸出量逐渐增加 ,达到最大浸出量后保持不变 ,但重金属 的浸出质量浓度受稀释作用影响逐渐降低 。相对于去离子水体系 ,醋酸缓冲体系浸取的重金属质量浓度较高 ,且浸出结果稳定 。 关键词 : 垃圾焚烧飞灰 ; 重金属 ; 浸出毒性鉴别 中图分类号 : X82014 文献标识码 : A 文章编号 : 1001 - 6929 (2005) S0 - 0017 - 06
垃圾焚烧飞灰中重金属形态分析
【标题】垃圾焚烧飞灰中重金属形态分析【作者】胡鉴峰【关键词】垃圾焚烧飞灰化学形态分级提取重金属【指导老师】丁世敏【专业】化学教育【正文】1. 绪论1.1 前言随着经济建设的高速发展和人民生活水平的迅速提高以及城市化进程的不断加快，我国城市垃圾产生量急剧增加，城市固体废物的有效处理成为环境保护领域的重要环节[1]。
焚烧法处理固体废物，因其具有高效快捷、减容显著、能源利用率高等优点，从而在全球范围内得到大规模的推广应用。
虽然生活垃圾的焚烧处理对于可燃物质的去除效果很好，但垃圾焚烧无法改变重金属的总量，其中大部分重金属会分布在占焚烧垃圾总量0.5％～3％的飞灰中[2]。
由于焚烧飞灰中除含有二噁英、多氯联苯等高毒性物质外，还含有大量的可溶性重金属，具有浸出毒性，因此被公认为危险废物[3]。
焚烧作为一种减量化效果明显的垃圾处理工艺，在国外的一些土地资源紧张的发达国家得到了广泛的应用，瑞士、卢森堡、日本等国家的垃圾焚烧处理量均在70%以上，我国的东部发达地区垃圾焚烧也得到了越来越多的应用，上海、宁波、深圳、温州等地区已相继建成了一些大型的垃圾焚烧处理厂，在长三角和珠三角地区已分别建成了约40个小型垃圾焚烧处理厂（设计处理量能力小于400吨/日），2005年三峡库区大型生活垃圾处理项目——日处理1200吨城市生活垃圾的现代化发电厂重庆同兴垃圾焚烧发电厂已经竣工并投入运行，每天的发电量可达到40万度[5]。
这些垃圾处理厂建成和投入使用，对解决该地区的土地资源紧张的矛盾起到了较好的作用。
但是垃圾焚烧处理在我国刚刚起步，许多地方还没有认识到垃圾焚烧处理是一项复杂的系统工程，某些地区认为将垃圾烧掉就是无害化处理，忽略了焚烧后的飞灰、炉渣以及垃圾灰渣中渗滤液对环境的影响。
重金属是垃圾焚烧飞灰中最重要的污染成分之一，重金属污染物质所具有的不可降解性决定了其将长期存在并可能对环境构成极大的潜在威胁，亦可能危害人体和其他生物体。
垃圾焚烧飞灰浸出液中铅的检测方法对比及干扰排除
摘 要：采用HJ/T 300-2007醋酸缓冲溶液法对飞灰样品进行毒性浸出，对浸出液中的铅含量分别采用火焰原子吸收分光光度法（AAS ）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES ）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS ）3种方法进行检测对比。
结果表明：AAS 和ICP-AES 测试时浸出液中含量1%的钙对铅产生严重干扰，使测定结果偏高5倍以上。
干扰程度与钙浓度呈正比；ICP-MS 测试结果准确度高，基本无干扰、并对干扰排除方法进行了介绍。
关键词: 飞灰；浸出液；铅；干扰排除 中图分类号：X830.2 文献标志码：AComparison of the Detection Methods of Pb in the Extract of Fly Ashand Interference EliminationZhang Shuguang, Li Ping（Tianjin Eman Environmental Engineering Co., Ltd., Tianjin 300384, China）Abstract: In this paper, fly ash samples were extracted by application of acetic acid buffer solution method (HJ/T 300-2007).Atomic absorption spectroscopy (AAS), inductive coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP-AES) and inductive coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) were adopted to detect and compare the content of Pb in the extract. The results indicated that calcium accounting for 1% of the extract seriously interfered in Pb determination by use of AAS and ICP-AES, leading to the detection result over five times higher, and the degree of interference was proportional to the concentration of calcium. However, accuracy of the detection result by use of ICP-MS was high without interference. Finally, methods of interference elimination were introduced. Keywords: Fly Ash; Extract; Plumbum; Interference Elimination CLC number: X830.2生活垃圾焚烧技术具有减量化、处理效率高和资源化程度高的特点，近年来得到快速发展。
垃圾焚烧发电厂飞灰浸出毒性的研究
陆胜 勇 等人 对垃 圾 流化床 焚 烧 飞灰 中重 金属 的渗滤 特性 进 行 了研 究 ，揭示 了初 始 浸取 液 ｐ Ｈ
值和 飞灰 的组成 是影 响 飞灰 中重金 属渗 滤特 性 的影 响 因素 ．李 晓 东等人 研 究 了城 市 生活 垃圾 炉
排焚 烧炉 飞灰 中 ６种重 金属 Ｐ 、ｚ 、Ｎｉ ｄ ｒ ｕ在 不 同 ｐ 值 和不 同液 固 比 （／ ）下 的渗 ｂ ｎ 、Ｃ 、Ｃ 、Ｃ Ｈ ＬＳ
烧 方式 ， 实验所 用 垃圾 焚烧 飞灰 从 布袋 除尘 器 后 收集 ． 飞 灰 的主要 化ｘ 射 线荧 光光 谱 法测 定 ；飞灰 重金
处 理 等
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张乔等：垃圾焚烧发 电厂飞灰浸 出毒性的研究
１ ５
１实验部分
１１实验 设备 ． ３ ８ Ｅ 型 Ｘ 射线 荧 光光 谱仪 ；Ｐ ４ ０ ＤＶ 型 电感 耦合 等离 子 体光 谱 仪 ；ＷＨＧ １ ２ ２型氢 化 ００ ３ Ｅ ３０ 一０ Ａ 物 发 生器 加 Ｚ ５ ０ 一０ ０型原 子 吸收 分光 光度 计 （ Ａｓ Ｈｇ ；Ｚ 测 和 ） ＨＷＹ ２ １ 层 全温 度恒 温摇 瓶机 ； － １２双 Ｐ 一０数 显 ｐ Ｂ２ Ｈ计 ；Ｚ ５ ０ 一０ ０原 子 吸收 分光 光度 计 ；ＷＨ １ ２ Ｇ一０ Ａ２型氢 化物 发 生器 ． １ 飞灰 样 品分 析 ． ２ 本 文 实验 的飞 灰样 品取 自温 州 临江 垃 圾焚烧 厂 ，该厂 采 用原 状 生活 垃圾 与 已预 热 空气 混合焚
２ ０ 年 ８月 ０７
Ａｕ ， ０ ７ ｇ２０
垃圾 焚烧发 电厂 飞灰浸 出毒性 的研 究
张 乔 ，夏凤毅 ２ ，田一光 ３ ，郭武 学
（ 分析测试 中心； ． １ ． ２ 生命与环境科学学院； ． ３ 化学与材料工程学院， 温州大学， 浙江温州 ３５３） ２ ０５
飞灰处理现状
1、前言：通过烧却炉处理排除的烧却灰通过熔融处理进而减少其体积，从而减少对环境的危害并且延长了填埋场的使用期限。
本资料是对JFE环境Solutsons所拥有的灰熔融技术中的电气式灰熔融炉进行介绍。
2、电气式灰熔融炉的特点：灰熔融炉处理方式主要分为两类。
第一类为使用灯油、焦炭等燃料的酸化燃烧热进行熔融处理的(燃烧式)，第二种为利用弧光放电、等离子、电气抵抗热等发热反应进行灰熔融处理的(电气式)。
两种处理方式相对比的结果电气式的处理温度比较高，重金属类含量少，获得的矿渣品质更高。
这种高品质的矿渣利用在路盘材等建筑材料上非常有利。
同时烧却炉产生的多余热量可以用来发电，矿石燃料基本上不需要使用，对环境的危害比较小。
JFE环境Solutsons所拥有的电气式灰熔融技术有电气抵抗式和等离子式两种。
以下就其熔融原理和特长进行简要说明。
2.1 电气抵抗式灰熔融炉构造图如图1所示。
电气抵抗式熔融炉是利用3相交流电气抵抗炉对熔融物进行电流充电，利用发生的电气抵抗热（焦耳热）进行熔融处理的JFE环境Solutsons独自的技术。
主要特点如下所示。
(1)炉内为还原气氛（reducing atmosphere），HCL 、NOx等有害气体的产生量很少。
(2)灰在熔融矿渣层上形成防护层抑制住了辐射热，因排气而损失的热量得到抑制，从而提高了热能效率。
(3)利用焦耳热进行稳定的熔融，排气量和灰尘产生量都很少。
(4)炉内还原气氛使得低沸点的重金属通过排气移动，从而获得高浓度重金属类的熔融飞灰。
为资源的再生化利用提供了便利。
(5)关于矿渣，有以下特点（a）比重偏析金属和分离出渣金属不容易混入，获得的矿渣品质更高。
（b）矿渣通过自身的高压水头容易排出。
（c）经过还原挥发重金属类通过排气转移，混入矿渣中的含量很小。
（d）矿渣也可以利用气冷处理，利用范围广泛。
2.2等离子式灰熔融炉如图2所示。
在等离子火炬（阳极）和炉底中心位置的炉底电极（阴极）之间加入高压电发生弧光放电，加入启动气体（空气）形成等离子流。
垃圾焚烧飞灰双重固化全过程重金属浸出特征
垃圾焚烧飞灰双重固化全过程重金属浸出特征罗忠涛;肖宇领;郑亚然;杨久俊;张美香【摘要】高重金属含量垃圾焚烧飞灰经高温复合矿渣熔融重构,一次固化制备重构水淬渣,并将重构水淬渣复合水泥体系进行二次固化,采用TCLP法测试并分析垃圾焚烧飞灰双重固化全过程中重金属浸出特征.结果表明:垃圾焚烧飞灰中典型重金属Zn、Cu、Pb和Cr浸出的质量浓度分别高达1 686.00、321.85、10.17和29.96 mg·L-1;重构水淬渣颗粒越细,其重金属浸出质量浓度越高,但均低于固体废物浸出毒性鉴别标准,可安全用于建材行业;重构水淬渣-水泥净浆体系重金属浸出的质量浓度远远低于固体废物浸出毒性鉴别标准,重构水淬渣细度对该体系重金属浸出影响极小.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(028)003【总页数】5页(P179-183)【关键词】重构水淬渣;垃圾焚烧飞灰;细度;重金属浸出【作者】罗忠涛;肖宇领;郑亚然;杨久俊;张美香【作者单位】郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052;郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052;郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052;郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052;天津城建大学材料科学与工程学院,天津300384;郑州大学材料科学与工程学院,河南郑州450052【正文语种】中文【中图分类】X705焚烧法处理城市生活垃圾，因其高效快捷、减容显著、能源利用率高及占地面积小等优点在全世界得到广泛应用，已经成为城市生活垃圾的主要处理方式之一［1-3］。
随着越来越多的垃圾焚烧厂的建成与投入使用，我国垃圾焚烧飞灰的排放量也将越来越大。
垃圾焚烧飞灰浓缩了对生态系统和人体健康有害的Zn、Cu、Pb和 Cr等有毒重金属，易造成二次污染，限制了焚烧技术推广，因此，亟待研发适宜的垃圾焚烧飞灰安全处置技术［4-6］。
目前，国内外对垃圾焚烧飞灰的处置主要着重于无害化处理后再进行填埋，但对其资源化利用方面的研究尚未取得满意结果［7-8］。
危险废物焚烧飞灰中重金属污染特性探索
危险废物焚烧飞灰中重金属污染特性探索摘要：危险废物焚烧后形成的焚烧飞灰中含有会造成环境污染的重金属，因此出于环保的需要，我们需要对焚烧飞灰中的重金属污染特性进行研究，寻找降低环境污染的焚烧方式，让危险废物的焚烧实现资源化与无害化。
文章首先介绍了测定焚烧飞灰中重金属污染特性的实验步骤，然后根据实验结果对飞灰中所含的重金属进行了污染特性分析。
关键词：危险废物焚烧重金属实验污染特性在工业化进程的不断推进下，废物的排放量也日渐升高，阻碍了整个社会的可持续发展。
相关调查结果显示，2010年我国危险废物的排放量为1587万t左右，并且正在以很快的速度增长。
在目前的技术水平下，我国处理危险废物的方式主要有焚烧和填埋两种。
危险废物经焚烧之后形成的焚烧飞灰中含有大量污染物质，比如二恶英、重金属等，会造成二次环境污染。
在人们环保意识不断提高的形势下，如何避免危险废物焚烧所带来的二次污染问题已经成为当前的重点研究课题，而危险废物焚烧飞灰中所含重金属的污染特性则是基本研究工作，在了解重金属污染特性的基础上，二次污染问题才可以得到更好的解决。
1 危险废物焚烧飞灰中重金属污染特性的研究方法1.1 危险废物焚烧飞灰的采集过程实验所用样品来自沈阳焚烧厂焚烧后产生的飞灰，具体取样方法为：当焚烧厂运行达到稳定以后，每0.5h取一次样，每天需要取样14个，重量在5kg左右，连续取样5d。
5d取样完成以后，大约会采集到25kg的焚烧飞灰，然后将其混合均匀并于温度为50℃的条件下进行烘烤，烤干以后放置在4摄氏度温度的密封器中等待测定。
1.2 危险废物焚烧飞灰的测定过程重金属浸出毒性的测定采用的是国标硫酸硝酸法以及TCLP法，这两种方法分别通过对飞灰在酸性降水情况以及填埋场有机酸环境的模拟来研究其浸出行为。
考虑到飞灰的碱性比较高，因此使用pH 值在3.2左右、由硫酸与硝酸混合而成的浸提液进食实验，测定时试液与飞灰用量的比值为10L：1kg，将固液混合物震荡18h左右。
【推荐下载】分析危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
[键入文字]分析危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理北极星固废网讯:摘要：危险废物焚烧后形成的焚烧飞灰中含有会造成环境污染的重金属，因此出于环保的需要，我们需要对焚烧飞灰中的重金属污染特性进行研究，寻找降低环境污染的焚烧方式，让危险废物的焚烧实现资源化与无害化。
文章首先介绍了测定焚烧飞灰中重金属污染特性的实验步骤，然后根据实验结果对飞灰中所含的重金属进行了污染特性分析。
关键词：危险废物；焚烧；重金属；实验；污染特性危险废物焚烧处理所产生的飞灰由于含有较多的重金属使其被作为危险废物。
目前，针对危险废物焚烧飞灰稳定化处理的研究较多，主要是通过添加硫化物、磷酸盐、螯合剂等将重金属离子固定。
本文通过对危险废物焚烧飞灰成分的分析及其浸出毒性的研究，选用解毒药剂对其进行稳定化处理，检测并对比其处理效果，从而为危险废物焚烧飞灰的稳定化处理药剂选用提供一定的理论及实验指导。
1.材料与方法供试飞灰取自上海市某危险废物焚烧厂正常运行期间的布袋除尘器。
该厂焚烧炉为回转窑，处理规模为6 万t/a，采用布袋除尘器净化焚烧烟气。
采集的样品表观呈淡灰色细微粉末，实验测得含水率约为0.6%，粒径分布主要集中在200μm以下。
pH 值为（12.51±0.05）。
其化学成分以Na2O 和CaO 为主，分别占27.3%和25.2%。
1.1 飞灰的重金属含量和浸出毒性实验本实验中参照《土壤质量铜、锌的测定火焰原子吸收分光光度法》（GB/T17138-l997）方法消解焚烧飞灰。
采用新国标方法《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》（HJ/T299-2007）和美国TCLP 浸出方法对垃圾焚烧飞灰进行浸出毒性实验，并采用火焰原子吸收光谱仪（FAAS，novAA400）测定消解液和浸出液中重金属含量。
测定结果与《危险废物毒性鉴别标准》（GB5085.3-2007）和《危险废物填埋污染控制标准》1。
固体废物重金属含量标准
固体废物重金属含量标准
固体废物是指生产、生活等各领域所产生的不再需要的物品，包括但不限于建筑垃圾、废弃电器、废旧纸张、废旧木材等。
固体废物中含有多种有害物质，其中重金属是一种重
要的污染物。
重金属是指比铁重的金属，常见的有铅、汞、镉、铬等。
其影响主要体现在两个方面：一是毒性强，易累积在生物体内，对人体健康和生态环境构成严重威胁；二是稳定性强，
不易分解或降解，长时间存在于环境中。
因此，对于固体废物中的重金属含量标准，各国
纷纷制定了相应的规定和标准。
我国《固体废物污染环境防治法》对固体废物分类、收集、运输、处置等进行了规定。
其中，针对重金属含量的标准为：
铅：≤3000mg/kg
铬（以CrVI计）：≤60mg/kg
除上述重金属外，还有其他重金属含量的标准，如钡、硒、铜、镍等，但不同的行业
有不同的标准。
例如，电子电器行业有总铜含量标准，化学行业有汞的总量限制等。
此外，不同的地区也会根据当地环境和经济条件制定不同的标准。
例如，在西安市，
根据《陕西省生产固体废物管理办法》，重金属铅的含量限制为≤500mg/kg，镉为≤2mg/kg，铬（以CrVI计）为≤50mg/kg，汞为≤0.1mg/kg。
以上标准是指在固体废物处理前的测定结果。
如果处理后的固体废物中重金属含量仍
然超过标准，需要进行二次加工或再处理。
总之，固体废物中的重金属是一种常见的污染物，对环境和人体健康都有很大的危害。
制定合适的标准并加强监管，是保障生态环境和人民健康的重要措施。
固废重金属浸出标准
固废重金属浸出标准
固废重金属浸出标准是指在环境保护领域，用于测定固体废
物中重金属含量的标准。
它是用来衡量固体废物中重金属含量的
一种标准，以确定固体废物是否符合环境保护要求。
固废重金属浸出标准的主要内容包括：浸出液的组成、浸出
温度、浸出时间、浸出液的pH值、浸出液的添加剂等。
浸出液
的组成是指浸出液中的水分、有机物、无机物、重金属等的比例，浸出温度是指浸出液的温度，浸出时间是指浸出液的浸出时间，
浸出液的pH值是指浸出液的酸碱度，浸出液的添加剂是指浸出
液中添加的物质，如抗氧化剂、抗腐蚀剂等。
固废重金属浸出标准的实施，可以有效地控制固体废物中重
金属的排放，从而保护环境。
因此，固废重金属浸出标准的实施
是环境保护的重要组成部分，应该受到重视。
同时，应该加强对
固废重金属浸出标准的监督，确保其有效实施，以保护环境。
生活垃圾焚烧飞灰处置方法与综合利用探讨
生活垃圾焚烧飞灰处置方法与综合利用探讨李佳谣（中环智慧环境有限公司，北京 １０００２９）摘要：合理有效地处置生活垃圾焚烧飞灰，并实现综合利用，是生活垃圾合理处置的方式之一。
本研究通过提取分离法和水洗脱除工艺进行垃圾焚烧飞灰重金属Ｐｂ的浸出毒性和脱氯水洗预处理，并保证水洗处理后的垃圾焚烧飞灰掺入水泥混凝土达到综合回收利用的要求。
结果表明，进行２８ｄ养护，当飞灰掺量为１２．５％时，水泥胶砂抗折强度为７．４ＭＰａ，且水洗可有效去除飞灰中可溶性氯化物ＮａＣｌ、ＫＣｌ等，对飞灰中氯化物的脱除率达９５％以上；当焚烧飞灰烧结产物掺量为３０％时，混凝土试件的重金属Ｚｎ浸出液浓度由０．２５３ｍｇ／Ｌ降至０．００３ｍｇ／Ｌ，Ｐｂ浸出液浓度由２．２６７ｍｇ／Ｌ降至０．０３３ｍｇ／Ｌ，Ｃｒ浸出液浓度有０．１７２ｍｇ／Ｌ降至０．００４ｍｇ／Ｌ，焚烧飞灰的毒性明显减少。
因此，结合规范可知３０％生活垃圾焚烧飞灰烧结产物掺量满足飞灰综合回收利用的环保安全性要求，为生活垃圾焚烧飞灰的综合利用提供了新方向。
关键词：生活垃圾；焚烧飞灰；提取分离法；脱氯处理；综合利用引言随着我国城市化进程的不断加快，人民生活水平的迅速提高，城市生产与生活过程中产生的垃圾也随之迅速增加，导致城市生活垃圾处理越来越困难，使得生活垃圾污染环境问题被社会各界广泛关注［１］。
焚烧法作为生活垃圾处理的可行方法之一，可通过高温炉焚烧生活垃圾，使垃圾中可燃成分充分氧化并产生热量用于发电和供暖，具有减量效果好、处理彻底的优点，应用范围较广［２］。
但由于生活垃圾中含有某些重金属，使得焚烧过程中燃烧排出的微小灰粒，即飞灰（又称粉煤灰或烟灰）中的重金属含量较高，如果对大量粉煤灰不加控制或处理就将其排放，不仅会造成大气污染，而且灰粉进入水体也会淤塞河道，其中的某些化学物质也会对生物和人体造成危害［３］。
因此，为了合理有效地处置生活垃圾焚烧飞灰，并实现综合利用，本研究通过提取分离法和水洗脱除工艺进行垃圾焚烧飞灰重金属Ｐｂ的浸出毒性和脱氯水洗预处理，使得水洗处理后的垃圾焚烧飞灰掺入水泥混凝土达到综合回收利用的要求。
化学沉淀法去除飞灰浸取液中重金属的研究
化学沉淀法去除飞灰浸取液中重金属的研究范庆玲;郭小甫;袁俊生【摘要】采用化学沉淀法去除垃圾焚烧飞灰浸取液中重金属,考察无机与有机重金属沉淀剂种类、加入量及无机与有机重金属沉淀剂联用对浸取液中Pb2+、Cd2+、Zn2+、Cu2+、Mn2+的去除效果.实验结果表明,在选用的无机沉淀剂碳酸钠、硫化钠中,硫化钠的去除效果较好,在硫化钠与重金属摩尔量比为1.5时,总去除率可达87.61％;在选用的有机重金属沉淀剂TMT-102、MT-103与RS-2568中,MT-103对重金属的去除效果最好,在添加量为300 mg·L-1时,重金属总去除率可达97.93％.将无机沉淀剂与有机沉淀剂联用,按照沉淀剂与重金属摩尔量比为1.5加入硫化钠后,再按照添加量为30 mg·L-1添加MT-103,最终溶液中重金属总去除率可高达98.59％,达到很好的去除效果.【期刊名称】《河北工业大学学报》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】6页(P21-26)【关键词】化学沉淀法;飞灰浸取液;重金属;去除【作者】范庆玲;郭小甫;袁俊生【作者单位】河北工业大学化工学院,天津 300130;河北工业大学化工学院,天津300130;河北工业大学化工学院,天津 300130;海水资源高效利用化工技术部教育部工程研究中心,天津 300130;泉州师范学院,福建泉州 362000【正文语种】中文【中图分类】X799.30 引言生活垃圾焚烧处理具有减容性好、减量大、无害化程度高，焚烧余热可供热、发电等优点，成为城市垃圾的一种重要的处理方式[1]。
生活垃圾焚烧会产生大量垃圾焚烧飞灰[2]，飞灰中含有大量可溶性盐类，主要以无机氯盐为主[3]，以水为浸取剂对飞灰中无机盐进行浸取[4-5]时，飞灰中大量可溶性的重金属[6]会进入浸取液中，对环境会造成严重危害。
现有的重金属废水的处理方法主要有离子交换法[7]、电解法[8]、吸附法[9-10]、化学沉淀法[11]以及现在常用的膜法[12]等，其中化学沉淀法作为一种既能满足废水处理的需求，又能实现废水中重金属的回收的方法，是废水处理的一个重要研究方向[13]。
飞灰粒径大小对浸出重金属检出影响的研究
飞灰粒径大小对浸出重金属检出影响的研究摘要:本文章主要研究粒径大小对固废金属浸出液结果的影响。
通过把同一飞灰样品过不同目数的筛子，用ICP测定不同目数下浸出液中Zn、Cd的浓度，来进行说明不同粒径对检测结果的影响。
关键词:固体废物飞灰检测粒径重金属垃圾燃烧飞灰（简称飞灰）是在垃圾焚烧过程中，燃料燃烧所产生烟气灰分中的细微固体颗粒物。
垃圾中的重金属在燃烧过程中形成离散的金属颗粒气溶胶或者吸附在飞灰表面，重金属元素具有不能被生物降解的特性飞灰中重金属元素挥发或由雨水浸沥进入水体和土壤，往往难以清除，并且会通过食物链在生物体内富集，最后进入人体，严重危害人民的身体健康。
科学快捷准确的监测固体废物中的金属元素，对于环境保护具有重要的意义。
目前,飞灰处置的常用方法有:(1)经过适当处置后进入填埋场进行最终处置;(2)固化稳定化。
国内目前采用的处置方式基本上是卫生填埋。
生活垃圾填埋污染物控制指标GB16889-2008中对飞灰进入填埋场填埋处置规定，重金属控制指标的浸出液的制备采用HJ/T300的前处理方法。
实际检测工作中，发现飞灰粒径对检测结果的质量控制存在一定的影响。
1.实验验证部分1.1涉实验及主要试剂、材料和仪器试剂：冰醋酸、盐酸、硝酸等。
仪器和材料：电子天平（精度0.01g）、pH 计、电感耦合等离子体发射光谱仪(PE Optima 8300)、全自动翻转振荡器等。
1.2实验内容：1.2.1 样品制备：准备飞灰样品，分别过1目、10目、20目、40目、60目、80目、100目筛子，弃去未通过1目和通过100目筛子的样品。
按1-10目、10-20目、20-40目、40-60目、60-80目、80-100目保留6组样品并混匀待用。
1.2.2浸出液制备：按照HJ/T300-2007 固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法制备浸出液。
用酸式滴定管准确移取34.50ml冰乙酸于烧杯中，加水稀释，转移至2000ml容量瓶中，定容摇匀。
垃圾焚烧飞灰重金属含量与渗滤特性分析_李建新
文章编号:0253-2468(2004)01-0168-03 中图分类号:TK229,X705 文献标识码:A垃圾焚烧飞灰重金属含量与渗滤特性分析李建新,严建华,池 涌,倪明江,岑可法(浙江大学热能研究所,能源洁净利用与环境工程教育部重点实验室,杭州 310027)摘要:对国内2种不同的垃圾焚烧炉型)))炉排炉与流化床产生的飞灰进行了特性分析.结果表明,飞灰在粒径分布上有相似的规律.炉排炉飞灰中重金属含量高于流化床飞灰中的含量.飞灰的渗滤特性表明,重金属的渗滤特性受渗滤液的pH 影响很大.关键词:飞灰;重金属;渗滤Analysis on the contents and leaching characteristics of heavy metals in MSWI fly ashLI Jianxin,YAN Jianhua,CHI Yong,NI Mingjiang,CEN Kefa(Clear Energy and Environ ment En gin ee r Key Laborutoryof Mini stry Edu cati on ,Zhejian g University,Hangzh ou 310027)Abstract :The characte ris tic s of fly ash from t wo kin ds of incinerators )))p ure MS W(mu nicipal s olid waste)grate incin erator an d MSW -coal CFB in ci nerator weres analysed.The resu lts sho w th at these fly ash es h ad a similar size dis trib ution.The con cen tra ti on s of heavy metal s in the fl y as h of grate i ncinerator were hi gher than those of the fly ash of CFB.The leachin g charac teristics of heavy metal s in MSW fly as h was d e -pend ed on the p H of leachate.K ey words :fl y as h;heavy metal s;leac hing收稿日期:2003-01-14;修订日期:2003-04-22基金资助:国家重点自然科学基金(N59836210);国家重点基础研究发展规划项目(G1999022211)作者简介:李建新(1967)),女,博士研究生l -i j x@s 垃圾焚烧具有明显的减容、减重的优势,受到国内外的普遍关注.然而由于垃圾焚烧飞灰中富集了较高浓度的重金属,若处理不当,在自然环境下,由于酸雨等因素的作用,重金属将逐渐渗滤出来,重新进入环境,污染地下水源而危害人类,因此,必须对垃圾焚烧飞灰进行妥善处理,减少垃圾焚烧带来的二次污染.本文对国内某4个垃圾焚烧厂产生飞灰重金属Pb 、Cd 、Cu 、Zn 的含量及渗滤特性进行了分析比较,为飞灰的终处理提供了必要的依据.1 实验部分1.1 飞灰的来源飞灰样品为国内某4个垃圾焚烧厂的布袋除尘飞灰,其中FA1、FA2为纯垃圾焚烧的炉排炉飞灰,FA3、FA4为垃圾掺煤混烧的流化床飞灰,煤与垃圾的掺合比例为1B 5,4台垃圾焚烧炉的垃圾日处理量分别为365、360、300、400t,尾气处理技术均采用半干法脱硫和布袋式除尘方式,焚烧温度均在800)950e .1.2 飞灰预处理及分析测试方法飞灰在进行分析测试之前,先均匀化处理,并在105e 下干燥24h,达到恒重.飞灰消解试验参照USEPA 3050采用HNO 3-HF -HClO 4法进行消解.飞灰中重金属的渗滤特性实验参照固体废物浸出毒性标准(GB508612)1997),以去离子水中加入不同量的215mol P L HNO 3为作为渗滤液.飞灰消解液及渗滤液用原子吸收光谱仪测试重金属含量.第24卷第1期2004年1月环 境 科 学 学 报ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAEVol.24,No.1Jan,20042 结果及分析211 飞灰的理化特性分析表1 飞灰颗粒尺寸分布及重金属含量Table 1 Siz e distributi on and heavy metal concentrai tions of fly ashes 飞灰粒径FA1FA2FA3FA4不同颗粒尺寸下飞灰重量百分比,%<43L m 2.51 4.760.118.3943)74L m 28.3034.4757.2934.7574-138L m 29.1934.922.5327.74138)175L m 22.6917.018.3616.82175)295L m 9.88 6.110.408.72>295L m 6.173.45- 3.57重金属重金属含量,mg P kgPb 2462.252089.37465.19430.54Cd 105.8091.927.26 5.18Cu 1144.441342.53578.35390.16Zn 8015.827450.552207.991958.49Cl,%24.0612.522.201.56图1 不同颗粒尺寸重金属富集特性Fi g.1 Heavy metal concentrations in particles of distributi on将飞灰进行机械筛分处理,通过筛分上余量得到不同粒径范围内飞灰的重量分布特性.由表1可以看出4种飞灰颗粒尺寸分布有相似的规律,无论炉排炉飞灰还是流化床飞灰,粒径位于43)74L m 之间的含量最多.飞灰的重金属含量表明,FA1、FA2中重金属的含量均高于FA3、FA4中的含量.原因主要归结于以下2个方面:前2种飞灰中氯含量明显高于后2种飞灰,且温度在850)950e 时,有机氯全部挥发,而此温度对无机氯的挥发影响已不明显,垃圾焚烧过程中,氯的存在使重金属的挥发增加,且对于分布特性介于飞灰与底渣之间的重金属(所研究的4种重金属均在此范围内),氯的存在对重金属挥发特性影响较明显[1],使重金属向飞灰中的迁移增加.另一方面由于流化床焚烧方式产生的飞灰量大于炉排炉焚烧方式,飞灰量的增大,也是流化床飞灰中重金属浓度低于炉排炉的原因之一.2.2 不同颗粒尺寸下重金属的分布特性由图1可以看出4种飞灰在不同的颗粒尺寸下重金属的含量有相似的规律,即对于所研究的重金属随着颗粒尺寸的减小,重金属的富集浓度增加,且重金属Cd 随颗粒尺寸的变化而变化的趋势较明显.由于颗粒尺1691期李建新等:垃圾焚烧飞灰重金属含量与渗滤特性分析寸小的飞灰中富集了更高浓度的未燃尽碳,而碳对重金属有一定的吸附效果.根据蒸发)冷凝机理,挥发的重金属在离开焚烧区域后将经历冷凝过程,当温度低于金属及其化合物的冷凝露点时,发生金属及其化合物的同类核化和异相吸附,由于微小尺寸颗粒比表面积较大更易富集高浓度的重金属.这一测试结果一定程度上证实了Moo Been Chang[2]等人的究成果.2.3不同pH下重金属的渗滤特性图2给出了4种飞灰在不同p H下重金属的渗滤特性.对于所研究的重金属,随着p H的变化渗滤特性有图2重金属的渗滤特性Fig.2Leaching charac teristics of heavy metals for fly ashes 着相同的规律,即在碱性环境下渗滤很少,而在酸性环境下渗滤增加.对于Pb、Zn在强碱性环境下(p H>12)的渗滤特性略呈增加的趋势,而其它重金属的渗滤接近于0.4<p H<8时,随着pH的减小,重金属的渗滤增加,当pH接近或小于3时,渗滤达到最大.上述结论T1T Eighmy[3]和A. Polettini[4]等人也有类似的发现.对于所研究的4种飞灰,当滤液在同一pH时,炉排炉飞灰(FA1,FA2)渗滤液中重金属的浓度高于流化床飞灰(FA3,FA4)渗滤液中的浓度,由表1可以看出炉排炉飞灰(FA1,FA2)中重金属及氯的含量都高于流化床飞灰(FA3,FA4)中的含量,说明FA1,FA2中重金属主要以氯化物的形式存在于飞灰中,而金属氯化物是易溶解的,因而导致其重金属的渗滤高,由此可以表明,在同一pH下(酸性条件下),飞灰中重金属及氯含量越高,重金属的渗滤也就越高.由上述结果可以看出渗滤液的p H变化是影响重金属渗滤特性的主要因素,而飞灰中重金属及氯含量的多少,使不同的飞灰在某一pH下重金属的渗滤浓度不同.在碱性环境下,12>pH>8时,大多数重金属的渗滤都很少.3结论通过上述实验分析得出:纯垃圾焚烧的炉排炉飞灰重金属的含量高于掺煤混烧的流化床飞灰;随着飞灰颗粒尺寸的减小,其中所富集的重金属浓度增加;在酸性环境下,重金属的渗滤特性与飞灰中重金属及氯含量有关,且重金属的渗滤特性受飞灰渗滤液p H值的影响最大.参考文献:[1]Wang Kuen Sheng,Chi ang Kung Yuh,C Tsai Chin-Chang,et al.The effects of FeCl3on the dis tribution of the heavy metas Cd,Cu,Cr,and Zn in a si mulated multimetal i ncineration system[J].Environment International,2001,26(4):257)263[2]M oo Been Chang,Feng Yi Ts eng,Sheun Rong Ku.Effects of Ash Physical Properties on Leachi ng Behavior of Heavy Metals fromMunicipal Solid Was te Inci neration[A].88th Annual Meeti ng&Exhibi tion San Antonio[C].Texas,J une18)23,1995,95-RA132.01[3]Ei ghmy T T,Eusden J D,Ja mes S K.Coprehens ive approach toward understanding ele ment speciation and leac hing behaviour in mu-nicipal soli d waste incinerati on ele trostatic precipi tation as h[J].Environ Sci Technol,1995,29(3):629)646[4]Polettini A,Po mi R,Sirini P,e t al.Properties of portland cement)s tablished MSWI fly as hes[J].Journal of Hazardous M ateri als,2001,88(1):123)138170环境科学学报24卷。
不同粒径的飞灰中重金属含量的分布
不同粒径的飞灰中重金属含量的分布样品来源是采用由中国预防医学科学院研制的WY－1尘粒分级仪，见图1。
分级仪按照被捕集到的飞灰粒径的不同，共分为7级和开始的预分离级，被捕集的飞灰粒径在1.3～14.7μm。
图1 WY－1型尘粒分级仪样品的采集是在浙江大学热能所的W试验炉上进行，该炉热功率为3.52MW，试验煤种为湖南耒阳煤，其煤种成分分析如表1示。
表1 耒阳煤特性分析我们对该试验炉的两个燃烧工况进行了飞灰样品的采集，这两个燃烧的一些参数分别为：两个工况的锅炉负荷均为100％，炉内最高火焰温度均为1403℃，对于工况1的炉膛出口烟温和排烟温度分别为1127和165℃；工况2的这个温度参数分别为1078℃和159℃。
对采集到的样品置于聚四氟乙烯烧杯中进行消解，最后将消解得到的样品溶液用原子吸收光谱仪进行Pb、镉Cd、铜Cu、锌Zn、镍Ni 和铬Cr这六种重金属含量的测定，所得结果分别如图2和图3所示。
图2 工况1下分级飞灰重金属含量图3 工况2下分级飞灰重金属含量从图2和图3整体上看，随着飞灰空气动力学直径的减小，重金属在其上的含量呈现递增的趋势。
在飞灰粒径变化到最小的时候，含量都发生突变，这可能因为飞灰粒径很小的时候，比表面积突然增大，对重金属有更强的物理吸附作用，此外，重金属蒸汽在随烟气的降温过程中，更容易凝聚在细小颗粒上。
不同元素的含量有很大区别，像镉Cd不管在哪个工况下含量都很少；而铬Cr在这两个工况下含量均最高。
另外的几种元素的含量相当。
对同一个元素而言，以铜Cu和锌Zn 为例，对这两个工况进行如下图4的比较。
（a）两工况下Cu含量之比较（b）两工况下Zn含量之比较图4 不同工况下重金属含量之比较从这两个图我们可以更加清晰的看到，对这两个不同元素在两个不同工况下富集趋势是相同的，如上所述，粒径越小，含量越高。
两个工况主要区别在于工况2的炉膛出口烟温和排烟温度比工况1稍微低，这样导致在最细一级飞灰上的富集趋势有比较大的变化，即在1.3μm级上的重金属含量发生较大的跃升。
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日 期： 2016.4.16
送样部门
送样人
产生单位
分析类型
危废名称
固废飞灰浸出液
样品编号
CY-JL-S-013-A0
主要成分
测
试
项
目
物性 检测项目
pH值
热值 （cal/g）
水分
（%）
灰分 （%）
悬浮物 （mg/L）
氯含量 （%）
酸性气体含量（%）
2.12
钾
钠
铅
铜
锌
铬
镍
镉
K(mg/kg) Na(mg/kg) Pb(mg/L) Cu(mg/L) Zn(mg/L) Cr(mg/L) Ni(mg/L) Cd(mg/L)
铜
锌
铬Байду номын сангаас
镍
镉
pH=14浸
部 留
K(mg/kg) )
Pb(mg/L) Cu(mg/L) Zn(mg/L) Cr(mg/L) Ni(mg/L) Cd(mg/L) 出
存
；
三
联
1.079 0.04 1.086 2.715 0.376 0.135
送
检
部砷
汞
门 留
As(mg/L) Hg(mg/L)
存
0.053 未钠检出 铅
铜
锌
铬
镍
镉
钾
Na(mg/kg Pb(mg/kg Cu(mg/kg Zn(mg/kg Cr(mg/kg Ni(mg/kg Cd(mg/kg
K(mg/kg) )
)
)
)
)
)
)
酸消解
3419
712 2062 未检出
212 62.2
砷
汞
As(mg/kg Hg(mg/kg
)
)
62.1 7.3001
2.76
未检出 101.08 未检出 2.72
4.84
砷
汞
As(mg/L) Hg(mg/L)
0.352 0.0929
测试时间
4.15,4.16
测试人
曹绪刚
备注
浸出时将悬浊液pH值调整为4左右
实验室意见 技术部意见
实验室负责人： 技术部负责人：
S-013-A0
一
联
实
验
室
存
根
；
二
联 技
钠
术钾
Na(mg/kg 铅