生活垃圾焚烧飞灰水泥固化与螯合稳定化重金属
生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术综述
128２０１７年第５期生态产业引言随着城市人口快速增长、可利用土地面积愈来愈少，焚烧法以较为明显的减量化、无害化、资源化优势成为生活垃圾处理的主要方法之一。
焚烧可使生活垃圾体积减少90%，同时回收热能发电。
但焚烧会产生二次污染，烟气净化系统产生的飞灰是二次污染的主要载体，其产量为垃圾焚烧量的3%～5%，由于富集了高浸出毒性的重金属及二噁英等有害物质，因而飞灰被公认为是一种危险废物[1]。
国内外明文规定，飞灰必须进行无害化处理，水泥固化、化学药剂固化、熔融固化是处理处置飞灰的主要方法[2]。
本文综述了垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术及其优缺点。
1 生活垃圾焚烧飞灰特性生活垃圾焚烧飞灰成分生活垃圾焚烧处理后产生的固体残渣大约占垃圾重量的30%～35%，其中底渣占25%～30%，其余是飞灰，占5%左右。
焚烧飞灰是在余热锅炉等热回收利用系统和除尘器、吸收塔等烟气净化系统收集的残余物。
一般来说，飞灰粒径小于300 μm，呈深灰或灰白色，其成分随垃圾和焚烧方式的不同而异。
飞灰主要元素成分为C、O、K、Na、Si、Al、Ca、Fe，主要以氧化物形式存在，大致为SiO2占35%～40%，Al2O3和CaO 分别占10%～20%，Fe2O3占5%～10%，K2O、Na2O和MgO 分别占1%～5%，此外还有少量的Hg、Zn、Pb、Cu、Cd、Cr等重金属及其盐类。
飞灰中重金属来源自然界中重金属污染主要来自于矿山开采、垃圾焚烧、燃煤、重油燃料等。
其中，城市生活垃圾焚烧过程中产生的重金属排放量远大于燃煤燃烧过程中产生的重金属排放量。
由于我国生活垃圾很少进行分类处理，所以导致混入多种重金属物质的垃圾。
生活垃圾都不同程度地含有重金属类物质；相关研究表明，飞灰中重金属污染物主要来源于报纸、塑料、橡胶、织物、电池、半导体等。
飞灰中重金属稳定化技术淋洗法淋洗法是利用淋洗剂（柠檬酸、EDTA等）将飞灰中水溶性重金属物质与可溶性盐类分离出来。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧是一种常见的处理方式，通过高温燃烧将废物转化为灰渣和尾气。
焚烧过程中会产生大量的飞灰，其中含有大量的重金属和其他有害物质，如果不经过稳定化处理，将对环境和人体健康造成严重影响。
对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理是十分重要的。
重金属是一类密度大、毒性大的金属元素，包括铅、汞、镉、铬、镍等，它们对环境和生物体都有很大的危害。
在焚烧过程中，废物中的重金属会被释放到飞灰中，如果未经处理直接排放或填埋，将对土壤、水体和大气造成污染，危害环境健康。
对焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理，将有助于减少其对环境的危害，确保废物焚烧的安全性和环保性。
稳定化处理是指通过化学、物理或生物手段，将废物中的有害物质转化为较为稳定和难溶的物质，防止其在环境中释放和扩散。
目前常用的稳定化处理方法包括固化、固化/固化、化学稳定化等。
固化是将飞灰中的重金属与一些固化剂混合，并在适当的条件下固化成块状或块状物，使得其中的重金属得到稳固化，难以释放。
固化剂常用的有水泥、石灰、硅酸盐等，通过与重金属发生化学反应，将其转化为难溶的化合物。
固化处理不仅能够减少飞灰中的重金属释放，还可以降低其对环境的危害。
固化/固化是在固化的基础上，再进行一次固化处理，以进一步稳定化重金属。
这种方法能够更加牢固地固化重金属，提高稳定性，适用于重金属含量较高的飞灰。
化学稳定化是使用化学剂或添加剂，改变飞灰中重金属的化学性质，使其转化为难溶的化合物，减少其释放和迁移。
化学稳定化处理方法包括吸附、沉淀、络合等，通过反应将重金属固定在固体基质中，提高了其稳定性。
在进行稳定化处理时，需要考虑方法的可行性、经济性、处理效果等因素。
不同的方法适用于不同类型的飞灰，因此在选择稳定化处理方法时需要综合考虑废物的性质、重金属含量、处理工艺和环境要求等因素。
除了对飞灰进行稳定化处理外，还需要建立相应的监测和管理制度，确保稳定化处理的效果和稳定性。
垃圾焚烧飞灰中的重金属污染物处理方法
（ 京建筑 工程 学 院 ，北 京 北
摘
１０ ４ ） ０ ０４
要： 随着 垃圾 焚烧 技 术 在 各 个 城 市 生 活 垃 圾 处 理 中 的 广 泛 应 用 ， 生 活 垃圾 焚 烧 的残 余 物 ， 要 是 飞 灰 的 处 理 、 对 主 处
置， 已成 为 困扰 人 们 生 产 生 活 的 重 要 难 题 之 一 。飞 灰 的处 理 是控 制 重 金 属 污 染 的 关 键 ， 目前 处 理 垃 圾 焚 烧 飞 灰 中重 金 属 污 染 物 的 常 用 方 法 有 ： 泥 固 化 法 、 学 药 剂 稳 定 法 、 灰 热 处 理 、 学 浸 提 法 等 ， 物 淋 滤 法 是 近 年 新 兴 起 来 的 金 属 浸 提 技 水 化 飞 化 生 术 。经 处理 后 的 飞 灰 可 进 行 填 埋 或 资 源 化 利 用 。 因此 ， 重 叙 述 了 当前 有 关 垃 圾 焚烧 飞 灰 中 重 金 属 污 染 的 控 制 方 法 与 处 着 置技术的研究现状。 关 键 词 ： 圾 焚烧 ； 灰 ； 金 属 ； 制 垃 飞 重 控 中 图 分 类 号 ： ５ １ Ｘ ０ Ｘ ０ ；５６ 文 献标 识 码 ： Ａ
Ｄｉｐｏ ａ ｅ ｈｏ ｆ Ｈｅ ｖ ｅ ａｌ ｎ Ｍ ＳＷ ｎ ｉ ｒ ｔｏ ｙ Ａｓ ｓ ｓ ｌＭ ｔ ｄｓ ｏ ａ ｙ Ｍ ｔ ｓ ｉ Ｉ ｃ ｎｅ ａ ｉ ｎ Ｆｌ ｈ
ＬＩＹｉ ＺＨＡＯ ｏ ｈ ａ， ｎｇ， Ｇｕ — ｕ ＸＵ ｈ ｏ ｈ ａ Ｓ ａ—ｕ
（ ｅｉ ｎｔｕｅｏ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇａ ｄＡｃ ｉｃ ｒ ， ｅｉｇ１ ０ ４ ，Ｃ ｉ ） Ｂ ｉ ｇＩｓｔｔ ｆＣｖ ｇｎｅ ｎ ｎ ｒｈ ｅｔ ｅ Ｂ ｑｎ ０ ０ ４ ｈｎ ｊ ｎ ｉ ｉＥ ｉ ｔ ｕ ａ
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧过程产生的飞灰中含有大量的重金属元素，例如铅、镉、汞等。
这些重金属对人体和环境都具有较大的危害性，因此需要进行稳定化处理，以防止其对环境造成进一步污染。
稳定化处理是指将重金属元素转化为难溶、不可逆的化合物，从而降低其毒性和迁移性。
常见的稳定化处理方法包括固化、吸附和固体化等。
固化是将重金属与一些稳定剂进行反应，形成稳定的化合物，并将其固化在固体基质中。
固化剂通常选用硬化材料，例如水泥、石灰等。
通过与重金属反应，这些硬化材料能够将重金属元素稳定在降低其溶解度和迁移性。
固化还能够提高飞灰的物理强度，避免其在储存和运输过程中产生扬尘和溶解的风险。
吸附是使用吸附剂将重金属元素吸附在其表面，形成固体颗粒。
吸附剂通常选用活性炭、离子交换树脂等。
这些吸附剂具有很大的表面积和孔隙结构，能够有效地吸附重金属元素。
通过吸附处理，重金属能够被固定在吸附剂中，从而降低其迁移性和溶解度。
稳定化处理后的飞灰可以进行合理的处置和利用，例如填充材料、建筑材料等。
这样不仅能够减少对环境的污染，还能够回收利用其中的资源。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一项重要的环境保护工作。
通过选择适当的稳定化方法，能够有效地降低重金属元素的毒性和迁移性，减少对环境和人体的危害。
稳定化处理还能够使废物得到合理的处置和利用，实现资源的循环利用。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是指采取一系列方法和措施将焚烧飞灰中的重金属离子固化并固定在固体基质中，从而减少其对环境和人体的危害。
下面将简要介绍几种常用的危险废物焚烧飞灰重金属稳定化处理方法。
首先是化学固化方法。
该方法通过与重金属离子发生化学反应，使其转化为较为稳定的化合物或沉淀，从而固化重金属。
常用的化学固化方法包括添加固化剂和稳定化剂、改变pH值、盐类固化等。
添加固化剂和稳定化剂主要通过与重金属离子形成沉淀或化合物，将其固化；改变pH值能够使重金属离子发生沉淀反应，降低其水溶性；盐类固化主要利用盐类对重金属离子具有固化作用的特性。
最后是生物固化方法。
该方法利用特定的微生物对重金属离子发生生物转化作用，将其固化。
常用的生物固化方法主要包括微生物固化、植物修复和生物堆肥等。
微生物固化主要通过微生物对重金属离子的吸附、螯合、还原等作用，将其固定在生物体内；植物修复则是利用植物对重金属的吸收、转运和积累作用，将其固定在植物体内；生物堆肥是将焚烧飞灰与堆肥底料混合，通过微生物的作用将重金属固定在有机质中，形成稳定的产物。
重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化技术研究
1999年5月ENV I RONM EN TAL SC IEN CEM ay,1999重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化技术研究蒋建国 王 伟 李国鼎 那崇铮 甑晓月 赵翔龙(清华大学环境科学与工程系,北京 100084,E 2m ail :jianguo j @ho tm ail.com )摘要 进行了垃圾焚烧飞灰的新型稳定化药剂——重金属螯合剂的实验室研究,探讨了本螯合剂处理焚烧飞灰的稳定化工艺流程及处理效果.结果表明,本螯合剂对飞灰中重金属的总捕集效率高达97%以上,其效果显著优于无机稳定化药剂N a 2S 和石灰,且处理后的飞灰能达到重金属废物的填埋控制标准,同时,其处理后的飞灰的最大浸出量远低于无机稳定化药剂处理后的飞灰,且能在较宽的pH 范围内都具有好的稳定化效果,减少了稳定化产物在环境条件变化下二次污染的风险.关键词 重金属螯合剂,稳定化技术,垃圾焚烧飞灰,重金属废物,固体废弃物处理.3 蒋建国:男,28岁,博士收稿日期:1998209214Exper i m en ta l Study on the Chem ica l Stab il iza tion Technology i nTrea ti ng w ith Fly A sh Usi ng Heavy M eta l Chela ti ng Agen tJ iang J ianguo W ang W ei L i Guoding N a Chongzheng Zeng X iaoyue Zhao X ianglong(D ep t .of Environ .Science and Engineering ,T singhua U niversity ,Beijing 100084,Ch ina E 2m ail :jianguo j @ho tm ail.com )Abstract T he syn thesizing m ethod of heavy m etal chelating agen t w as exp lo red in th is paper .T he techno logy p rocess and treatm en t efficiency of the chelating agen t in treating w ith fly ash w ere experi m en tally studied .T he resu lts indicated that the efficiency of heavy m etal chelating agen t in treating w ith fly ash w as h igher than that of u sing N a 2S and li m e ,fu thermo re ,the treated fly ash u sing th is chelating agen t can reach the landfilling stan 2dards fo r heavy m etal w aste .T he m ax i m um leach ing quan tity of heavy m etal fo r the treated fly ash u sing th is chelating agen t w as m uch low er than that fo r the treated fly ash u sing N a 2S and li m e ,and it can keep stab iliza 2ti on w ith in a b roader pH value .T hu s the risk of secondary po llu ti on fo r the treated w aste w as reduced dram ati 2cally w hen the environm en t conditi on changes.Keywords heavy m etal chelating agen t ,stab ilizati on techno logy ,fly ash ,heavy m etal w astes ,so lid w aste treat 2m en t . 垃圾焚烧技术由于可以有效降低垃圾的体积,回收能源,将会成为我国垃圾资源化和减容处理技术的重要研究和发展方向.但是,垃圾焚烧所产生的焚烧飞灰因其含有较高浸出浓度的铅和铬等重金属而属于重金属危险废物[1,2,4,6],在对其进行最终处置之前必须先经过稳定化处理.在日本,已有明确的法律要求垃圾焚烧飞灰必须经过药剂稳定化处理后才能进行填埋处置[6],同时关于飞灰的药剂稳定化处理已有一定的研究和报道[2,4,5].在我国,由于常规稳定化技术所存在的问题[3],开发新型重金属螯合剂及其在重金属废物治理中的应用将在我国及国际上具有广阔的市场和实用价值[4,5,6].本论文对重金属螯合剂的开发及其处理垃圾焚烧飞灰的效果和工艺进行系统的研究,并与常规的无机稳定化药剂石灰和N a 2S 处理焚烧飞灰的效果进行对比,得出了相应的结论.1 重金属螯合剂的合成重金属螯合剂实验室合成中使用的多胺其分子量一般在500以下,实验发现以60～250为最佳,这些多胺包括乙二胺、二乙烯三胺等聚烯烃多胺,而聚乙烯亚胺则使用30%的水溶液.以上的多胺或聚乙烯亚胺都具有含N 置换基的烷基、氨基、酰基或羟基烷基.在合成反应过程中,CS 2可在碱性条件下置换多胺或聚乙烯亚胺分子N 元素上的活性H 原子,生成重金属螯合剂即二硫代氨基甲酸或其盐[7,8].其基本反应式可表示为:多胺(聚乙烯亚胺)+二硫化碳碱性条件αCH 2N CSS -N a+CH 2χn重金属螯合剂高分子长链上的有效官能团二硫代羧基以离子键和共价键的形式与重金属离子反应,生成稳定的交联空间网状结构的重金属螯合物[7].2 焚烧飞灰稳定化处理工艺及方法211 处理工艺流程焚烧飞灰中含有的重金属以阳离子的形式(Pb 2+、Cd 2+等)存在,较易溶出,且其粒径已经很小(d m ax <1mm ),故处理前不需要机械粉碎.实验中采用的处理流程简图如图1所示.1废物储槽 21废物计量 31重金属螯合剂储槽 41重金属螯合剂稀释槽 51稀释水 61机械搅拌设备 71稳定化产物图1 焚烧飞灰稳定化处理工艺流程212 有毒物质浸出程序(Tox icity Character 2istic L each ing P rocedu re ,TCL P )实验方法TCL P 方法是一种确定废物浸出毒性的标准方法[1],是由美国EPA 在原有的危险废物提取程度(EP )基础上改进提出的.其目的是考察在填埋场环境下,处置废物中危险成分的浸出特性,判断其是否对地下水构成污染.实验中采用的TCL P 实验流程如图2所示.图2有毒物质浸出程序(TC LP )流程湿样固相固体弃去液体4℃下储存分析测试浸出液液固分离0.6～0.8Λm滤膜过滤固相TC LP浸取液相液 固分离0.6～0.8Λm 玻璃纤维滤膜过滤湿废物样品含不可过滤固体>0.5%干废物样品废物代表样3 实验结果与分析311 飞灰性能测试实验焚烧飞灰的TCL P 浸出试验结果示于表1.表1 焚烧飞灰的基本性能 m g ・L -1重金属种类PbCdZnC rH gCu 焚烧飞灰重金属含量15206517810028121113290焚烧飞灰浸出实验重金属浓度381511877120118010060111危险废物填埋控制标准31001311501005312 药剂投加量与飞灰中重金属去除率的关系实验分为投加重金属螯合剂、N a 2S 和石灰3组,药剂投加量分别为012%、014%和016%.所得结果示于图3～5,分别表示不同稳定化药剂投加量与飞灰中重金属的去除率的关系曲线.图3 药剂投加量为012%时去除率比较图3～5的投加量比较实验结果说明:在016%的投加量情况下,重金属螯合剂对飞灰中的主要污染重金属Pb 、Cd 、Zn 和C r 的捕集效41环 境 科 学20卷图4 药剂投加量为014%时去除率比较图5 药剂投加量为016%时去除率比较果都在95%以上,而同样投加量的N a 2S 特别是石灰对这4种重金属的捕集效果很难达到85%,重金属螯合剂对焚烧飞灰的处理效果明显优于N a 2S 和石灰.313 药剂投加量与稳定化产物最大浸出量的关系为了考察飞灰稳定化产物在最不利的环境条件下可能的最大的危险成分的泄露量,实验中对飞灰的稳定化产物进行了最大浸出量试验,该法是用于预测稳定化产物中危险成分在长时间、苛刻条件下可能的最大浸出量,是一种评价稳定化处理产物长期稳定性的方法[5,6].作为比较,同时进行了重金属螯合剂、N a 2S 和石灰处理后飞灰及原灰的最大浸出量实验.最大浸出量试验法工艺流程如图6.飞灰稳定化产物的最大浸出量随重金属螯合剂、N a 2S 和石灰的不同投加量变化的关系曲线绘于图7和图8.图7和图8的结果说明在016%的药剂投加量情况下,使用重金属螯合剂后飞灰中Cd 和Pb 的最大浸出量分别为18m g kg 干废物和2滤液滤液图6稳定化产物最大浸出量实验工艺流程原灰稳定化药剂混合装置养护最大浸出量试验方法1mol L HNO 3蒸馏水L S=50 1L S=50 131mol L HNO 蒸馏水残渣废物最大浸出量测定混合搅拌3h过滤调pH=4保持3h搅拌装置搅拌3h,过滤调pH=7保持3h 搅拌装置粉碎40℃干燥11重金属螯合剂 21N a 2S 31石灰图7 Cd 的最大浸出量2药剂投加量关系曲线11重金属螯合剂 21N a 2S 31石灰图8 Pb 的最大浸出量2药剂投加量关系曲线大浸出量则分别为309m g kg 、5019m g kg 干废物和532 、55 干废物,此结果要513期 环 境 科 学 远高于重金属螯合剂处理后的飞灰.所以,在实际的填埋处理中,重金属螯合剂稳定化产物中危险成分向环境泄露的量比无机稳定化药剂处理后的飞灰低得多,减少了稳定化产物再次污染环境的风险.314 pH 值对TCL P 浸出浓度的影响pH 相关实验是用不同pH 值的浸取液做废物的浸出试验,并以此为依据,预测废物中的危险成分在不同pH 值下的浸出量,它是一种评价稳定化产物在环境条件变化的情况下能否长期稳定存在的预测方法[4,6].实验中所使用的pH 相关实验的工艺流程如图9.图9稳定化产物pH 相关实验工艺流程pH 相关实验程序养护反应槽固体渣单位重量废物浸出量液体测定浓度固液分离装置振荡6h混合成pH=1,3,5,7,9,11,13称重,7等份原灰药剂混合装置L S=10 131mol L HNO 或Na OH40℃干燥用重金属螯合剂、N a 2S 和石灰分别处理后的飞灰在不同pH 值下Cd 和Pb 的TCL P 浸出浓度分别列于图10～13.11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图10 药剂投加量为014%时Cd 的浸出量2pH关系曲线11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图11 药剂投加量为016%时Cd 的浸出量2pH关系曲线11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图12 药剂投加量为014%时Pb 的浸出量2pH关系曲线11原灰 21重金属螯合剂 31N a 2S 41石灰 51达标值图13 药剂投加量为016%时Pb 的浸出量2pH 关系曲线 从图10～13的结果可看出;重金属螯合剂在014%和016%的投加量下,pH 值分别大于318和316,Cd 的浸出量值可达标;pH 值分别大于412和312,Pb 的浸出量值可达标.而61环 境 科 学20卷N a2S在014%和016%的投加量下,pH值则分别需要大于10和615,Cd的浸出量值才可达标;pH值分别大于714和5,Pb的浸出量值才可达标.而用石灰作为稳定化药剂时,pH值只有在9～11时处理废物的重金属浸出量值才有希望达到填埋标准.因此,重金属螯合剂处理飞灰的效果明显优于N a2S和石灰,其处理后飞灰在相当宽幅的pH值范围内保持稳定,降低了稳定化产物二次污染的风险.4 小结(1)实验开发成功的重金属螯合剂是利用其高分子长链上的二硫代羧基官能团以离子键和共价键的形式捕集废物中的重金属离子,生成的稳定化产物是一种空间网状结构的高分子螯合物.(2)重金属螯合剂对焚烧飞灰的处理效果明显优于N a2S和石灰;相同的投加量情况下,其对飞灰中的主要污染重金属Pb、Cd、Zn和C r的捕集效果不仅高于N a2S和石灰,并且其处理后的飞灰达到了重金属废物填埋控制标准.(3)重金属螯合剂处理后飞灰中Cd和Pb 的最大浸出量远低于N a2S和石灰处理后的飞灰,极大地降低了处理后飞灰再次污染环境的风险.(4)用重金属螯合剂处理后的飞灰能够有效拓宽飞灰中主要污染重金属Pb和Cd达到填埋标准的pH值的范围,而用N a2S和石灰处理后的飞灰,pH范围被拓宽的程度明显低于重金属螯合剂的相应值,使得稳定化产物在环境pH值改变的情况下能长期稳定存在,二次污染的潜在威胁大为降低.参考文献1 Jesse R Conner.Chem ical fixati on and so lidificati on of hazardous w aste.Chem ical W aste M anagem ent,Inc, 1990.59～752 须藤雅弘 .弃物学会第6回研究 表会讲演论文集.日本:化学工业日报社,1990.4353 蒋建国,王伟.危险废物稳定化 固化技术的现状与发展.环境科学进展,1998,6(1):55～624 井田 莰,须藤 雅弘.全国都市清扫会议第17回演讲论文集.日本:化学工业日报社,1996,2085 高月弘,酒井伸一.危险 弃物—— —— 、 、 —— の视点 .日本:中央法规出版社, 1993.1886 厚生省生活卫生局水道环境部.特别管理 弃物 —— 《特别管理一般 弃物ばいじん 理 》.日本:化学工业日报社,1993.143～1757 蒋建国.重金属螯合剂的研制及其在污染治理中应用研究:(博士论文).清华大学环境科学与工程系,19988 蒋建国,王伟等.高分子螯合剂捕集重金属Pb2+的机理研究.环境科学,1997,18(2):31～33713期 环 境 科 学 。
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。 .
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理随着工业化的进一步发展，危险废物的排放也变得越来越严重。
危险废物焚烧飞灰中存在大量的重金属污染物，如铅、汞、镉等。
这些重金属对环境和人体健康的危害不可忽视。
对危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理具有重要意义。
目前，常见的危险废物焚烧飞灰重金属稳定化处理方法主要包括固定化、化学稳定化和生物稳定化等。
下面将对这几种方法进行介绍和比较分析。
固定化方法是指将重金属污染物与固化剂反应形成化合物或固体物质，从而降低其溶解度和迁移性。
常见的固定化剂有水泥、硬化剂、土壤等。
水泥固化是一种常用的方法，其原理是利用水泥中的硅酸盐和铝酸盐与重金属形成低溶解度的沉淀物。
该方法具有工艺简单、操作方便的优点，但存在固体体积增大和固化时间较长等缺点。
化学稳定化方法是指通过添加一定的药剂，与重金属污染物发生化学反应，形成稳定的化合物。
常用的化学稳定化剂有硫化剂、硫酸盐、碳酸盐等。
硫化剂是一种常见的化学稳定化剂，其原理是将重金属形成难溶于水的硫化物。
该方法具有效果好、反应速度快的优点，但存在药剂成本高和处理效果受药剂量和反应条件的影响等缺点。
生物稳定化方法是指利用生物体吸附或转化重金属污染物，降低其浓度和毒性。
常用的生物稳定化方法有植物修复和微生物修复等。
植物修复是一种利用植物吸收富集和转运重金属的方法。
植物中的根系通过吸收土壤中的重金属，将其转运到地上部分，从而减少土壤中的重金属浓度。
微生物修复是一种利用微生物降解或还原重金属的方法。
微生物通过代谢产物或酶的作用，将重金属还原或转化为无毒的形态。
生物稳定化方法具有环境友好、成本低的优点，但存在修复周期较长和适用范围窄等缺点。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理方法多种多样，各有优缺点。
在实际应用中，可以根据废物特性、处理工艺和成本等因素选择合适的方法。
还需要加强对危险废物的合理管理和监管，减少其对环境和人体健康的危害。
只有通过有效的措施，才能保护环境和人类的福祉。
生活垃圾焚烧飞灰水泥固化体重金属动态浸出规律研究
生活垃圾焚烧飞灰水泥固化体重金属动态浸出规律研究随着社会经济飞速发展,人们生活水平不断提高,生活垃圾产量也急剧增加。
由于焚烧法具有占地面积小、减容减量大、无害化程度高,可回收热能等优点,在我国近几年得到迅速推广应用。
但是作为垃圾焚烧产物之一的飞灰为危险废物,含有大量的Zn、Pb、Cr、Cd 等有毒有害重金属及二噁英等剧毒有机物,其最终处置即成为面临的新问题。
目前,焚烧飞灰多采用水泥固化或药剂稳定化处理达到《生活垃圾填埋场污染物控制标准》要求后,送至生活垃圾填埋场填埋处置,其浸出行为和长期的潜在污染尚未得到足够的关注。
以九江垃圾焚烧发电厂的焚烧飞灰及普通硅酸盐32.5R水泥制得100mm×100mm×40mm固化体,使用初始pH为5.5和中性的去离子水（pH=7.0）为浸提液,模拟固化体中重金属的长期（液表比为10:1、15:1和20:1）浸出和动态（补给量为700ml/d、2300ml/d和4150ml/d）浸出行为,并结合SEM和XRD分析其浸出机理。
本研究可为垃圾焚烧飞灰的长期、稳定处置提供理论基础重要依据。
长期浸出试验结果表明:pH=5.5时,液表比越大,浸出液的最后稳定pH越接近初始pH,Pb、Zn、Cd的浸出浓度随时间先快速增长到最大值,然后下降至基本稳定,Cr先增大然后减小,最后保持基本稳定;Pb、Zn、Cr、Cd的浸出浓度分别为0.0165mg/L<sup>0</sup>.2219 mg/L、0.0045 mg/L<sup>1</sup>.7483 mg/L、0.0016 mg/L<sup>0</sup>.0528 mg/L、0.0109 mg/L<sup>0</sup>.1236 mg/L。
pH=7.0时,浸出液的最终pH在12.73<sup>1</sup>3.06,液表比越大,pH越小,Pb、Zn、Cd的浸出浓度随时间先快速增长到最大值,然后下降至基本稳定;Cr浸出浓度先增大后减小,再增大再减小直至基本稳定;Pb、Zn、Cr的浸出浓度分别为0.0012mg/L<sup>0</sup>.0891 mg/L、0.0016 mg/L<sup>0</sup>.0170 mg/L、0.0012 mg/L<sup>0</sup>.0068 mg/L。
垃圾焚烧飞灰中重金属污染的治理方法
垃圾焚烧飞灰中重金属污染的治理随着垃圾焚烧技术在各个城市生活垃圾处理中的广泛应用,对生活垃圾焚烧的残余物,主要是飞灰的处理、处置,已成为困扰人们生产生活的重要难题之一。
飞灰的处理是控制重金属污染的关键,目前处理垃圾焚烧飞灰中重金属污染物的常用方法有:水泥固化法、化学药剂稳定法等。
经处理后的飞灰可进行填埋或资源化利用。
垃圾焚烧中飞灰治理：1、化学药剂稳定法:（稳定固化法）重金属医生开发出有效降低飞灰中重金属污染、实现飞灰综合回用的化学药剂。
首先采用飞灰捕集装置进行收集，将收集后的飞灰与重金属稳化剂混合，利用重金属稳化剂对重金属的吸附、氧化还原、拮抗或沉淀作用，降低重金属的生物有效性，使重金属颗粒矿化，失去与外界反应的条件，从而降低飞灰中的重金属浓度，模仿金属矿形成过程，使重金属颗粒固化板结，降低金属粒子的活性，从而降低其对环境的危害，达到飞灰综合回用的目的。
此法有效降低了粉尘对大气环境，可以实现原地消除污染的功能。
垃圾焚烧粉尘重金属污染治理流程图：这种方法在治理费用上可能有些偏高，但治理效果比较有效.2、固化与稳定化法：水泥固化法水泥是危险废物最常用的固化剂,工程中常采用水泥对焚烧飞灰进行固化处理。
将飞灰按一定比例掺入水泥基质后,加入适量水,在一定条件下,经过一系列物理、化学作用,使粒状物料变成粘合的混凝土块,从而使废物因固化而稳定化。
水泥固化法流程水泥固化法具有工艺设备简单、操作方便、处置费用低、材料来源广泛。
但水泥固化后的飞灰与含有大量有机质的生活垃圾混合填埋时，垃圾中所含的有机物由于降解会产生二氧化氮气体、有机酸、水溶性硫酸盐等物质，这些成分必将会降低固化后重金属的稳定性。
除此之外，水泥固化法不适合于铅含量高的飞灰。
3、高温熔融处理法熔融是利用燃料的燃烧热及电热两种方式，在高温（1400℃左右）的状况下，飞灰中的有机物发生热分解、燃烧及气化，而无机物则熔融成玻璃质残渣。
高温熔融飞灰，能够提高飞灰产物的密度和机械强度，从而使其中的重金属得到稳定化。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理随着我国工业化进程的加快和城市化的发展，危险废物的产生量急剧增加。
危险废物焚烧过程中产生的飞灰中含有大量的重金属，如铜、镉、铅等，对环境和人体健康造成严重威胁。
对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理是十分必要的。
稳定化处理是指通过一系列的物理、化学或生物手段将废物中的有害成分转化为稳定的、难溶于水或不易释放的物质，从而降低其对环境和人体的危害性。
目前，对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理主要有以下几种方法。
利用土壤修复技术进行稳定化处理。
土壤修复技术是指通过改变土壤的物理、化学和生物性质，降低土壤中有害物质的活性和迁移性。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属，可以通过添加石灰、有机质等物质来提高土壤的pH值和有机质含量，从而促进重金属的固定和转化。
还可以利用植物吸收重金属的特性，通过种植金属超富集植物来吸附和稳定重金属。
利用化学方法进行稳定化处理。
化学方法是指通过添加化学药剂来与重金属形成稳定的、不溶于水的化合物，使其难以释放。
常用的化学处理方法包括添加磷酸盐、铝酸盐等物质，与重金属发生化学反应，形成难溶于水的沉淀物。
还可以通过电化学方法来进行稳定化处理，如电渣反应和电吸附等。
利用固化技术进行稳定化处理。
固化技术是指将废物与固化剂混合，形成稳定的固体体系，以降低废物的溶解度和迁移性。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属，可以利用水泥、石灰等固化剂进行固化处理。
将飞灰与固化剂按一定比例混合，并加入适量的水进行搅拌，形成固体块状物质。
利用微生物技术进行稳定化处理。
微生物技术是指利用微生物的代谢活动来转化和降解废物中的有害物质。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属，可以利用一些具有重金属耐受性和还原性的微生物菌株，通过微生物还原、吸附和沉淀作用，将重金属稳定化。
危险废物焚烧飞灰中的重金属稳定化处理是保护环境和人体健康的重要措施。
目前，通过土壤修复、化学方法、固化技术和微生物技术等手段对危险废物焚烧飞灰中的重金属进行稳定化处理已经取得了一定的成果。
满足《生活垃圾填埋污染控制标准》的生活垃圾焚烧飞灰重金属药剂稳定化研究
Ｈｉ ｇｈｅ ｒ
ｓ ｐｈｕ ａ ｅ ｃ ｌｔｎ ｇｅ ｔ （ ６ ） ｃ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ｔ ｅ ｃ ｎｇ ｃ ｃ ｎｔａｔｏ ｔ １ １ １ ｕｌ ｒ ｔ ｈｅａ ｉｇ ａ ｎ ３ ｏｕｄ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈｅ ｌａ ｈｉ ｏｎ ｅ ｒ ｉ ｎ ｏｆＰｂ Ｏ ３ ｍｇ ｌ，ｗｈｃ ｘ ｅｄ ｔ ｅ ／ ｉｈ ｅ ｃｅ ｈ
需 要 注 意 初 期 渗 滤 液 中 部分 重 金属 超 标 的潜 在 可 能 性 。
关键 词 生 活 垃 圾
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ飞灰
药 剂 稳 定 化
风 险
Ｃｈ ｍ ｉａ ｔ ｂ ｌ ａ ｉ ｎ ｏｆｆｙ ａ ｈ ｆ ｒｓ ｔｓ ｙｎｇ ｌ ｎ ｉｌｃ ｉｅ ｉ ｆｍ ｕｎｉｉ ｌｓ ｉ ｓｅ ｌ ｄｆｌ ｉｅ ＺＯ Ｕ ｅ ｃ ｌｓ ａ ｉｉ ｔｏ ｌ ｓ ｏ ａ ｉｆ ｉ ａ ｄｆｌ ｒｔ ｒａ ｏ ｚ ｃｐａ ｏｌｄ ｗａ ｔ ａｎ ｉｌｓｔ Ｌｕｑ ａｎ ．Ｗ 【 ｕ ，
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ｆｙ ａ ｈ，ｔ ｅ ｃ ｎｇ ｃ ｃ ｎ ｒ ｔｏｎ ｏ ａｖ ｅ ａ ｎ ｐ ｏ ｌ ｓ ｈｅ ｌａ ｈｉ ｏｎ ｅ ｔ ａ ｉ ｆｈｅ ｙ ｍ ｔ ｌｉ ｒ ｄｕｃｓ ｃ ｕｌ ａ ｉｆ ｈ ｔ ｎｄ ｒ ｔ ｏ ｄ ｓ ｌｓ ｙ ｔ ｅ ｓ ａ ａ ｄ ｏｆＧＢ ６ ９ ２ ８ １ ８８ ００
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．
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理危险废物焚烧是一种处理废物的方法，通过高温燃烧将废物转化为烟气和灰渣。
焚烧过程中产生的飞灰中含有许多重金属等有害物质，这些物质如果直接排放或不加处理就会对环境和人体健康造成严重危害。
对危险废物焚烧飞灰中重金属进行稳定化处理是非常必要和重要的。
稳定化处理是指通过添加适当的化学物质或进行物理处理，将有害物质稳定在固体基质中，降低其毒性和迁移性，达到安全处理的目的。
对于危险废物焚烧飞灰中的重金属，稳定化处理的方法主要包括以下几种：1. 硬渣化处理：这种方法利用水泥、石灰等碱性材料与焚烧飞灰反应生成稳定的金属化合物和硅酸盐，并固化在水泥基质中。
这种处理方法可以将重金属稳定在硬渣中，降低其释放和迁移的风险。
2. 孔隙填充处理：通过将含有重金属的焚烧飞灰填充到孔隙状的固体材料中，如膨胀土、膨润土等，利用这些固体材料的吸附作用，将重金属稳定在其中。
这种方法可以有效地固定重金属，防止其溶解和迁移。
3. 化学稳定化处理：通过添加化学稳定剂，如磷酸盐、硅酸盐等，与重金属反应生成稳定的结晶相或胶体，并使其固定在飞灰中。
这种方法可以改变重金属的形态和化学性质，降低其溶解度和活性。
4. 热处理：利用高温热解、热升华等方法，将焚烧飞灰中的重金属蒸发或转化为稳定的化合物，从而实现稳定化处理的目的。
这种方法适用于一些特定的重金属，如汞、铅等。
在选择稳定化处理方法时，需要考虑到重金属的种类、浓度和物理化学性质等因素。
不同的处理方法适用于不同的重金属，需要根据具体情况选择合适的处理方法。
稳定化处理过程中还需要注意处理剂的使用量、操作条件和处理效果等，以确保稳定化处理的有效性和安全性。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理是一项重要的环保工作，可以有效地降低重金属的风险和危害。
通过选择合适的处理方法和控制处理过程，可以实现重金属的固定和稳定化，保护环境和人体健康。
生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术及应用课件PPT
根据国家或地区的环境标准与规范，对重金属稳 定化技术的环境影响进行评价，确保其符合相关 要求。
环境影响评价案例分析
某城市生活垃圾焚烧厂重金属稳定化技术应用案例
分析该技术的应用情况、工艺流程、环境影响及评价结果，探讨其优缺点及改进方向。
某企业重金属废水处理技术应用案例
介绍该技术的工艺流程、环境影响及评价结果，探讨其在实际应用中的效果和存在的问 题。
原理包括改变重金属的化学形态，降 低其溶解性，使其固封在固化体中， 并降低重金属的生物有效性。
常用重金属稳定化技术
水泥固化法
熔融固化法
利用水泥材料作为固化剂，将重金属 废物与水泥混合，形成坚硬的固化体。
将废物与高熔点物质混合加热熔融， 使重金属元素在高温下转化为稳定矿 物相。
药剂稳定化法
通过化学药剂与废物中的重金属发生 反应，改变其溶解性和迁移性。常用 的药剂包括石灰、硫化物、铁盐等。
案例二
某企业采用重金属稳定化技术处理电子废弃物中的有害物质 ，经过处理后的电子废弃物可安全回收利用，降低了对环境 的危害。
技术应用前景与挑战
前景
随着环保要求的提高和垃圾处理技术的发展，生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化 技术的应用前景广阔，市场需求将持续增长。
挑战
目前，生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术还存在一些技术瓶颈和难点，如处 理成本较高、技术成熟度不够等，需要进一步加强研发和创新。
生活垃圾焚烧飞灰重金属稳 定化技术及应用课件
• 引言 • 生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技
术 • 生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技
术应用 • 重金属稳定化技术的环境影响与评
价 • 结论与建议
01
引言
背景介绍
重金属螯合剂处理垃圾焚烧飞灰的稳定化技术
2
表 1 焚烧飞灰中重金属含量 Table 1. Heavy metals content of the incineration fly ash Heavy metals Content/mg· kg-1 Pb 4880.13 Cu 1354.64 Zn 12153.2 Cd 305.4 Cr 317.93 As 58.21 Ni 233.81
m 0 m1 m0
0 和 m1 分别为药剂加入前和加入后飞灰中重金属的浸出量。 1.4pH 对稳定化产物中重金属浸出量的影响 采用HNO3或NaOH溶液配制pH值分别为1、3、5、7、9、11、13的浸取剂溶液，浸取剂与 稳定化处理后的飞灰试样按液固比10：1混合，其余操作条件与水平振荡法（HJ557-2009）相 同。该实验测定了稳定化产物暴露在极端pH环境下，稳定化产物中重金属的浸出性能，是预 测环境条件改变时稳定化产物能否保持长期稳定的方法[12]。 1.5样品的分析方法 飞灰样品中重金属含量参照底泥中重金属的测定方法[13]， 采用HNO3-HF-HClO4对飞灰样 品消解定容后，用原子吸收分光光度计测定消解液中重金属含量。飞灰中的重金属形态测定 采用Tessier连续提取法，采用5种不同的提取剂，按5步提取飞灰中不同形态的重金属[14]，提 取液中重金属含量采用原子吸收分光光度计测定，得出可交换态（F1） 、碳酸盐结合态（F2） 、 铁锰氧化态（F3） 、有机质结合态（F4）和残渣态（F5）五种不同形态重金属含量。 1.6 实验试剂和仪器 主要实验试剂： ADD 为工业级，含量 95%，青岛鲁昌矿业助剂有限公司生产；硫化钠和 石灰（Ca(OH)2）均为分析纯，上海化学试剂总厂生产。 主要实验仪器： TAS986 原子吸收分光光度计 （北京普析通用仪器有限公司） ； ZHWY-2112B
高分子螯合剂和垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化技术
目的。但是 ，垃圾焚烧过程 中产生的飞灰 （ 约为垃圾量的 ３ ％～５ ％） ，富集了大量的重金属和二嗯英 ，会
对环 境造 成 危害 。《 国家 危 险废物 名 录》（ ２ ０ １ ６ ）将 垃 圾焚 烧 飞灰 列为 危 险废物 ，在 安全 填埋 前必 须进 行无 害化 处置 。如何 有效 处理 垃圾焚 烧 飞灰 中的重 金属 和 二嗯 英是 当前急 需解 决 的环保 问题 。
２ ． ２ 水热 法
水 热法是 合成沸 石最 为常 用 的一种 方法 。该方 法 是 以水 作 为介 质 ，利 用硅 源 、铝源 和碱 在 一 定 的温 度 和 压力 下 ，晶化后制 备沸 石分 子筛 等矿 物 。用水 热法 处理 飞 灰合 成沸 石 ，可将 重 金属 稳定 于矿 物体 系 中 ， 同时实 现二嗯 英 的降解 。制备 的沸 石可 作为 重金 属 的吸 附剂 使用 。
ＤＯ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ５ ６ ０ ０ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｇ ｚ ｈ ｘ ． ２ ０ １ ６ ０ ６ １ ７
高分子螯合剂和垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化技术
何其伟 ， 王 明芳， 王陆游
（ 嘉 兴中科检测技术服务有 限公司 ，浙江 嘉兴 ３ １ ４ ０ ２ ２ ）
摘
圾产 量超 过 ２亿 吨 。 目前 ，我 国生 活垃 圾 的主要 处置 方 式为 填埋 ，需 占用 大量 土地 ，并 且对 土壤 和水 质造
成污 染 。焚烧 处置 是 日本和 欧洲 发达 国家 的主 流方 向 ，我 国从 八十 年代 中后期 开始 发展 生活 垃圾 焚烧 厂 。 焚烧 可 杀灭 垃圾 中的细菌 达到 无害 化 ，同时减 容 （ 体 积减 少 ９ ０ ％） 、减 量 ，余 热可 用来 发 电达到 资源 化 的
生活垃圾飞灰螯合反应
生活垃圾飞灰螯合反应
首先，生活垃圾焚烧是一种常见的处理方式，它可以将垃圾转化为能量，并减少垃圾的体积。
然而，焚烧过程会产生飞灰，其中包含了一些有害物质，如重金属和有机物。
为了减少这些有害物质的释放，可以采用螯合剂来进行控制。
其次，螯合剂是一种能够与金属离子形成稳定络合物的物质。
在生活垃圾焚烧过程中，添加适量的螯合剂可以与飞灰中的重金属离子发生螯合反应，形成稳定的络合物。
这些络合物具有较低的溶解度和较高的稳定性，可以减少重金属的释放和迁移，从而降低对环境和人体的危害。
此外，飞灰螯合反应还可以改善垃圾焚烧过程中的燃烧效果。
螯合剂的添加可以促进垃圾的燃烧，提高燃烧温度和燃烧效率，减少有机物的生成和排放。
同时，螯合剂还可以抑制飞灰的粒径增长和聚结，减少飞灰的飘散和扩散，有利于飞灰的后续处理和利用。
此外，需要注意的是，螯合剂的选择和使用需要综合考虑多个因素，如螯合剂的稳定性、成本、环境友好性等。
不同的垃圾焚烧设施和飞灰特性可能需要不同的螯合剂和添加方式。
因此，在实际
应用中，需要进行充分的实验和研究，以确定最佳的螯合剂和添加条件。
总结起来，生活垃圾飞灰螯合反应是一种通过添加螯合剂来控制飞灰中重金属离子的释放和迁移的方法。
它可以减少对环境和人体的危害，改善垃圾焚烧过程中的燃烧效果。
然而，螯合剂的选择和使用需要综合考虑多个因素，并进行实验和研究来确定最佳的应用条件。
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理
危险废物焚烧飞灰中重金属的稳定化处理摘要：固化/稳定是有毒和危险废物的国际处理主要方法之一。
传统的稳定剂在酸性和碱性条件下处理飞灰重金属的影响并不理想。
重金属在自然环境中是很容易浸出，不能满足危险废物填埋标准。
因此，寻找稳定剂用量小，耐酸碱浸出能力强，性质稳定的解决城市生活垃圾焚烧飞灰问题是一项紧迫的任务。
关键词：危险废物；焚烧飞灰；重金属；稳定化处理前言近年来，随着我国经济的飞速发展，来源于工矿企业和医疗机构的危险废物越来越多地被排放到环境中，若不经过妥善的处理，将会对环境和人体健康造成严重的威胁。
目前，填埋和焚烧是处理排放废物的主要方式，其中减量化、无害化、资源化处理危险废物是焚烧处理危险废物最有效的方法之一。
但是危险废物焚烧产生的飞灰中富集了大量重金属、二噁英等污染物，而且飞灰产量大，浸出毒性高，为减少对环境造成的危害，必须对其进行安全有效的处理。
1垃圾焚烧飞灰处理分析目前垃圾焚烧飞灰处理方式主要有水泥固化、热处理和化学稳定化。
其中，化学稳定化是通过化学药剂将飞灰中的有害物质转化为低溶解性、低迁移性、低毒性物质的过程。
化学药剂分为无机药剂和有机螯合剂。
无机药剂包括磷酸、磷酸盐、硫化钠、绿矾、石灰等归。
其成本较低、应用广泛，但药剂消耗大，其稳定化产物抗酸碱变化的能力差，稳定后的重金属容易再度浸出，难以满足危险废物处理的长期安全性。
有机螯合剂稳定效率高，稳定化产物长期稳定性较好、抗环境冲击能力强。
2实验部分2.1实验材料实验所用垃圾焚烧飞灰取自焚烧后的布袋除尘器，取样方法参照《工业固体废物采样制样技术规范》和《固体废弃物实验分析评价手册》。
飞灰外观颜色为暗灰色，形态呈粉末状，对飞灰样品首先进行均匀化处理，并在１０５℃下干燥至恒重。
本实验所用的试剂均为分析纯试剂，购于上海市国药集团有限公司。
传统稳定药剂二巯基琥珀酸（DSMA）、硫化钠（Na２S）、磷酸钠（Na３PO４），均为分析纯试剂。
2.2飞灰稳定化处理四种稳定剂，均按照飞灰质量的１％、３％、５％、７％、１０％来添加，按照水灰比为３０％将药剂溶于相应量的去离子水中，再与飞灰充分搅拌混合，置于空气中自然养护至风干，即得到飞灰稳定化产物。
有机螯合剂对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化试验研究
有机螯合剂对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化试验研究罗伟;李颖【摘要】选取乙二胺四乙酸二钠(EDTA)和亚硫基二乙酸(TDGA)两种有机稳定剂药剂,研究其对焚烧飞灰重金属的稳定化效果.实验表明,焚烧飞灰浸取液中重金属浓度依次为:Zn (124.2mg/L) ＞Pb (27.98mg/L)＞Cu(15.29mg/L) ＞Cd (7.68mg/L) ＞TCr (1.16mg/L),重金属Pb、Cd、Cu超出标准;在用EDTA和TDGA处理的稳定化样品浸出液中Pb、Cd、Cu、TCr的浓度随着有机螯合剂投加量的增加而减小,并且TDGA的处理效果优于EDTA;在TDGA投加量相同,且浸取剂pH在3到9的范围内时,随着pH的升高,Pb、Zn、Cu、TCr的浸出浓度逐渐减小,其中pH升高对Cd的浸出浓度影响较小;若有机螯合剂溶液与飞灰搅拌均匀,液固比的增加对螯合反应没有产生影响.【期刊名称】《四川环境》【年(卷),期】2018(037)005【总页数】6页(P19-24)【关键词】飞灰;重金属;有机螯合剂;稳定化【作者】罗伟;李颖【作者单位】四川省环境保护科学研究院,成都610041;四川省环境保护科学研究院,成都610041;四川省科院科技咨询有限责任公司,成都610041【正文语种】中文【中图分类】X7051 前言城市生活垃圾焚烧飞灰(MSWI fly ash)是在生活垃圾焚烧后，被烟气净化系统和热回收系统(如锅炉、节热器等)收集到的颗粒物[1]。
产生的飞灰约占原焚烧垃圾总量的3%～5%[2]。
2014年我国各类危险废物产生总量为3 634万t，其中焚烧飞灰产量为400万t，占比达到了11%。
飞灰中可能含有大量的重金属、二噁英等有毒有害物质，这些物质可能会从飞灰中浸出，在环境中迁移转化，即使浓度较低也会对环境造成严重污染[3]。
由于重金属难以在自然条件下降解，且可通过生物放大转移至生物体内，对人体及其他生物造成伤害[4]。
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生活垃圾焚烧飞灰水泥固化与螯合稳定化重金属
固定的长效性比较
1.前言
生活垃圾焚烧飞灰（以下简称“飞灰”）由于富集多种重金属和二噁英类污染物，且产生量巨大，是我国危险废物管理的重点和难点之一。
固化稳定化+填埋是世界各国普遍采用的飞灰处置方式，水泥和螯合剂则是最为常用的固化稳定化材料，形成了水泥固化和螯合稳定化两条工艺路线。
从各国工程实践来看，两种方法均有可能实现重金属浸出浓度“达标入场”的目标。
但由于两种材料对重金属固定机理不同，自身的化学稳定性也不同，在填埋场地球化学条件下，飞灰固化稳定化产物会发生不同程度的老化，导致重金属固定的长效性可能存在较大差异。
目前国内外在不同工艺固定重金属的长效性方面的研究还较为薄弱，造成飞灰固化稳定化工艺设计存在一定的盲区和误区。
本研究通过对比相同自然老化强度下飞灰水泥固化体系和螯合剂稳定化体系的理化特性和重金属浸出特性，采用地球化学模拟方法分析两种体系中重金属赋存的化学形态，揭示水泥固化和螯合剂稳定化两种技术对重金属固定的长效性差异及其作用机制，为飞灰固化稳定化材料选择、工艺设计和工程应用提供指导。
2.采样说明
飞灰取自我国某生活垃圾机械炉排焚烧发电厂，烟气净化基本工艺流程为：SNCR+半干法(石灰浆)+干法(石灰粉)+活性炭喷射+布袋除尘。
飞灰水泥固化工艺中水泥采用的P.O. 32.5，投加量为20%。
螯合剂为高分子硫基有机物，用量为3%，固体含量40%。
飞灰水泥固化样品和飞灰螯合稳定化样品取自专门接受该焚烧厂飞灰的填埋场，均经历6年的自然老化，表层已遭受较为强烈的自然老化侵蚀，因此两种飞灰取样深度为地表之下15~20cm。
水泥固化飞灰样品记做Ce-6-FA，螯合剂稳定化飞灰样品记做Ch-6-FA。
样品的采集和制备参照《工业固体废物采样和制样技术规范》(HJ/T
20-1998)，采样区域为20m*20m，采用棋盘式布点法设置25个采样点，将大块
样品晾干、除杂、粉碎、筛分和混匀，采用圆锥四分法进行缩分，所得试样烘干后，密封放置于阴凉处保存备用。
3.理化特性对比分析——微观形貌
由图1可知，Ch-6-FA 和Ce-6-FA样品中碳酸盐呈现出不同的形貌。
在
Ch-6-FA中碳酸盐发育较充分，形貌多种多样。
不同形貌的碳酸盐或方解石可能表现出不同的重金属浸出特性。
4.浸出特性对比：达标性批次浸出
对Ce-6-FA 和Ch-6-FA样品，采用HJ300-2007醋酸缓冲溶液法进行浸出试验，如表1所示，在经历6年的自然老化后，水泥固化体系中Pb、螯合体系中
的Pb和Cd的浸出浓度已经超过《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB
16889-2008）中相应的限值。
水泥固化和螯合剂稳定化对于飞灰中重金属的固定效果可能会因固化稳定化体系的老化而衰减，但水泥固化体系中仅Pb出现超标，而螯合稳定化体系下Pb、Cd均出现超标，且Cu、Zn浸出浓度也远高于水泥体系。
根据经验，水泥固化对Pb的初始固定效果远逊于螯合稳定化。
因此，整体而言，水泥固化体系对重金属固定的长效性优于螯合稳定化体系。
4.浸出特性对比：酸中和能力
从图2可知，飞灰水泥固化体系比螯合稳定化体系具有更高的酸中和能力。
虽然Ch-6-FA中方解石的含量更高，但是Ce-6-FA含有更多的碳酸盐，尤其是有无定形的碳酸盐，因为非矿物相对于水泥体系的酸中和能力具有更要的影响。
4.浸出特性对比：重金属累积释放对比
累计释放浸出试验采用柱渗滤浸出方法（US EPA Method 1314）。
Ce-6-FA 和Ch-6-FA中重金属的累积量和释放率如表2所示。
将累积释放量与最大可浸出量进行对比可知，只有微量重金属可释放出来，绝大部分重金属仍以稳定的形态得到固定。
两种体系在填埋场自然环境下的环境pH值范围差别较大，水泥固化体系pH值在11-13之间，螯合稳定化体系pH值在6-9之间，在环境pH范围内测定的重金属释放率更能反映填埋场环境下重金属的释放状况。
结果表明在各自环境pH范围内重金属的最大可浸出率仍然较低，水泥固化体系和螯合稳定化体系中Pb的累积释放率分别为2.49%和4.72%。
4.浸出特性对比：pH相关性浸出
采用pH相关性浸出方法进一步研究了不同重金属浸出随pH变化规律。
如图3所示，除了Pb和Zn，Ce-6-FA体系下Cd、Cu和Cr的最大浸出量均低于Ch-6-FA，表明水泥固化体系对这三种重金属具有较强的固定效果。
通过浸出液溶解度模型拟合，发现在Ce-6-FA中Cu、Pb和Zn的溶解度预测曲线很好地符合了实验点，表明其浸出受溶解度控制。
5.地球化学模拟
在pH相关性浸出试验的基础上进行地球化学模拟。
将样品中1）主要和微量元素最大可释放量（1<pH<14），2）主要矿物质组成和化学反应方程式，3）
样品中主要活性吸附表面(包括固相HA和HFO/HAO)含量，4）DOC和DIC含量，输入地球化学模拟软件LeachXSTM，得到重金属化学形态。
如图4所示，对于Cd，在飞灰自身pH条件下，Ce-6-FA中Cd浸出控制相为
CdSiO
3
，Ch-6-FA中控制相为CdCO3。
Cd的硅酸盐具有较好的化学和物理稳定性，
水泥固化体系中的CdSiO3较螯合稳定化体系中的CdCO
3
更稳定。
对于Pb，在自
身pH条件下，Ce-6-FA中Pb浸出的控制相主要是Pb
2(OH)
3
Cl，其次是Pb
5
(PO
4
)
3
Cl，
Ch-6-FA中Pb浸出控制相是Pb5(PO4)3Cl。
Pb
5(PO
4
)
3
Cl的LogK=84.34，具有较
好的长期稳定性，柱渗滤浸出结果也表明Pb主要以稳定形态存在。
此外，吸附同样会影响重金属浸出，高pH值下Pb2+容易被具有活性吸附表面的物质吸附，例如HFO、HAO。
Ch-6-FA中HFO、DOC吸附一定量的Pb，所以同样导致了螯合体系中Pb释放量较高。
Cu的浸出与HFO紧密相关，在Ch-6-FA中HFO、DOC含量高于Ce-6-FA，所以HFO、DOC结合态重金属含量较高。
所以，Ch-6-FA 对Cu固定的长效性弱于Ce-6-FA。
相比Ch-6-FA，Ce-6-FA体系中水泥水化产物的风化途径复杂，形成的多种二次矿物和非矿物组分，尤其是非矿物组分具有更高的吸附，从而使得Pb、Cr和Cd的化学形态更复杂，稳定性也强于螯合体系。
在螯合稳定化体系中，重金属与硫反应生成硫化物沉淀。
初始阶段金属硫化物控制着重金属的溶解度。
经历长期的自然风化和紫外线作用后，螯合体系中有机硫螯合物发生降解，造成了重金属的释放，同时螯合物降解产生的DOC也增加了Cr、Cd、Cu的浸出。
含有二硫代氨基甲酸盐（DTCR）的螯合剂具有硫化物的功能，能够高效固定重金属，但该重金属螯合物形成和解体过程中会产生大量盐分，飞灰中Pb的固定是基于无机络合作用，高盐分会导致Pb的大量释放。
结论
水泥固化体系Ce-6-FA和螯合稳定化体系Ch-6-FA体系中矿物学组成及非矿物相含量差异显著，从而影响了其中重金属的浸出释放。
在环境pH范围内，Ce-6-FA中Pb的累积释放率为2.49%，Ch-6-FA中Pb的累积释放量为4.72%，表明绝大部分Pb在飞灰固化稳定化产物中以稳定的化学形态存在，而水泥固化体系中Pb的累积释放率更低。
浸出试验及地球化学模拟表明，Pb的浸出规律符合
溶解度控制规律。
在1<pH<14范围内，Ce-6-FA中溶度积极低的Pb
5(PO
4
)
3
Cl所占
的比例远高于Ch-6-FA，Ch-6-FA中重金属螯合物的解体过程中产生大量的盐分也会导致无机络合Pb的释放，从而使螯合稳定化体系中Pb的释放量高于水泥固
化体系。
同时，水泥固化体系中以CdSiO
3形态存在Cd比螯合稳定化体系中以CdCO
3
形态存在的Cd更为稳定。
综合来看，飞灰水泥固化体系对Pb、Cd等重金属固定的长效性强于螯合稳定化体系。