垃圾焚烧飞灰重金属毒性浸出评价方法研究进展

垃圾焚烧飞灰产生量大且属于危险废物,其妥善处理是垃圾焚烧全过程污染控制的重点,选择适宜的重金属毒性浸出评价方法对飞灰的污染控制尤为重要。针对国内外涉及飞灰重金属毒性浸出常用评价方法进行了系统总结,分类比较了相关评价方法实验参数/条件和应用背景的差异性,重点分析了主流模拟场景类方法的应用情况及其局限性,剖析了当前评价方法存在的问题,并为研究者和管理者选择合适的毒性浸出方法给予了指导性建议。指出为实现对飞灰的精细化管理,应当根据社会、环境及科技变化及时更新方法内容,尤其在方法的应用中应充分考虑环境条件的多维性（如处置环境的多元化）,同时更应基于现实需求（如污染物赋存的长期稳定性）探索符合我国国情且因地制宜的飞灰重金属毒性浸出评价方法。     

不同粒径城市垃圾焚烧飞灰中重金属的浸出规律研究

集中焚烧法已经逐渐成为我国城市生活垃圾处理的主要方式,但其中的重金属在焚烧过程中不会被破坏,最终主要集中在垃圾焚烧飞灰中排出。在垃圾焚烧飞灰的安全填埋过程中由于受到环境因素的影响,例如酸雨,其中的重金属会逐渐的发生迁移,从而影响环境。文章对不同粒径的垃圾焚烧飞灰中的重金属浸出特性进行了研究,实验结果表明：小粒径垃圾焚烧飞灰所占比例较大。不同粒径对重金属的浸出特性比较复杂,浸出浓度均不相同,其中除尘器飞灰中的重金属浸出浓度远高于其他三种飞灰,属于有浸出毒性的危险废物。     

城市生活垃圾焚烧飞灰组成特性及重金属熔融固化处理技术研究进展

近年来,我国城市生活垃圾清运量以每年5%左右的增速发展,垃圾焚烧处理能力不断提升,而垃圾焚烧过程会产生占焚烧总量3%~5%的垃圾焚烧飞灰。随着垃圾焚烧处理能力的不断提升,垃圾飞灰产量逐年增加,飞灰处置压力越来越大。城市生活垃圾焚烧飞灰作为一种高重金属浸出毒性的危险废弃物,对环境存在较大危害。论述了城市生活垃圾焚烧飞灰的组成特性及重金属的分布和性质,从飞灰熔融过程原理、重金属转化特性、重金属固化影响因素等方面阐述了熔融处理垃圾飞灰技术的研究进展,探究了飞灰组分和熔融条件对熔融过程及重金属固化效果的影响。论述了等离子熔融技术和熔融固化重金属的效果,最后对飞灰复配熔融及冷却过程优化处理给出参考性建议,并指出飞灰熔融处理技术未来发展方向。垃圾焚烧飞灰中重金属主要以其氧化物、氯化物、硫酸盐形式存在,熔融处理可以改变飞灰组分及相态,使飞灰发生多晶转变和熔融相变过程,重金属离子发生同晶置换反应,被固化在硅酸盐的Si—O四面体晶格结构中,很大程度上降低了飞灰的浸出毒性并实现熔渣资源化利用。熔融处理过程中,熔融气氛、时间及飞灰组分对过程特性和重金属的迁移转化影响较大,冷却方式不同会影响玻璃体熔渣的物理性质。根据重金属的熔点和沸点特性,在熔融处理后,烟气和二次飞灰中会携带部分挥发性强、沸点低的重金属。在今后研究中需要对烟气和二次飞灰进行冷却或二次捕集处理,并对烟气成分进行探究。由于熔融处理过程耗能大、投资高、关键设备研发难攻关,我国垃圾焚烧飞灰熔融处理技术仍处于技术研发阶段,尚无稳定化工业运行实例,但已有部分中试研究试验。熔融处理前,应先分析飞灰组成成分,根据飞灰组成进行预处理。通过添加助熔剂、调节飞灰碱度对飞灰进行复配熔融处理,降低熔融处理的能耗,高效稳定处理重金属。在实验室稳定有效试验的基础上,可以对等离子体熔融处理装置进行技术改进和创新,提高等离子火焰稳定性,实现熔渣的高效分离,提升装置耐久性。     

碱激发螯合生活垃圾焚烧飞灰力学性能和毒性浸出特性

生活垃圾焚烧飞灰螯合固化后,仍存在一定环境隐患,填埋会占用大量土地,将其再利用可以减缓填埋场的压力。本文采用碱激发技术制备螯合飞灰-矿粉基碱激发胶凝材料,除探讨碱激发螯合飞灰的可行性以外,还研究了氧化钙掺量对胶凝材料性能的影响。结果表明,在氧化钙掺量为4%(质量分数)时,固化体的抗压强度最高,而当氧化钙掺量超过4%时,固化体的抗压强度则会缓慢减小。氧化钙的加入促进了C-S-H凝胶水化产物的形成,显著提高了材料的抗压强度。同时,通过浸出试验发现掺入氧化钙的固化体的重金属浸出浓度低于未掺氧化钙的固化体,并且满足规定《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)限制值。     

粉煤灰对垃圾焚烧水泥水化时重金属浸出影响研究

依托回转窑垃圾协同处理技术生产的垃圾焚烧水泥,在内部含有一定量的重金属元素。通过实验室模拟煅烧垃圾焚烧水泥,研究了其掺入粉煤灰在水化时,重金属Cr、Zn、Cu、Ni的浸出情况。结果表明:垃圾焚烧水泥在粉煤灰掺入水化7 d时,对重金属浸出无明显作用;在28 d后对重金属Cr、Cu、Ni浸出产生抑制作用,并且在水化后期,随粉煤灰掺量增加,对重金属浸出抑制作用越明显。     

生活垃圾焚烧厂掺烧一般工业固废对飞灰稳定化的影响研究

本文对生活垃圾焚烧厂及掺烧工业固废所产生的飞灰进行比较,研究不同情况下的飞灰中重金属含量及浸出浓度,为掺烧工业固废的生活垃圾焚烧厂全厂协同调整提供依据及指导。结果表明,随着工业固废掺烧比例提高会导致Pb、Zn等重金属含量上升、且最终飞灰螯合样重金属浸出浓度增加,存在超标风险。通过灵活改变工业固废掺烧比例及螯合剂添加量对提高飞灰浸出稳定性有着积极作用。     

垃圾焚烧飞灰中典型重金属形态分布研究

采用原欧洲共同体参考物质署指导制定的标准三步分级提取法对垃圾焚烧飞灰中的7种重金属(锌、镍、铅、铜、锰、镉、铬)的化学形态进行了研究.结果表明:金属镉主要以弱酸提取态的形式存在(含量占总镉质量的75.66%～89.09%),同时铅、铜的弱酸提取态含量也较高(含量占总质量的32.12%～41.36%),对环境具有潜在的影响;铅、铜、锰、锌的可还原态及可氧化态含量相对较高,铬、镍主要以残渣态形式存在(含量占总质量的57.17%～86.90%).     

垃圾焚烧飞灰水洗脱氯及重金属浸出特性研究

系统研究了机械炉排炉垃圾焚烧飞灰水洗过程中氯化物和重金属的浸出特性,并采用Visual MINTEQ模拟分析水洗液中重金属的存在形态。结果表明：飞灰中的氯主要以可溶性氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）、氯化钙（CaCl₂）、碱式氯化钙（CaClOH）的形式存在,飞灰水洗浸出成分97%以上为氯离子（Cl^-）、钠（Na）、钾（K）、钙（Ca）,其中氯离子占比高达60%;重金属及其他成分的浸出量很少,不足1%。水洗对氯离子的去除效果非常明显,可达92%以上,但是重金属的浸出量极低。飞灰单次水洗最佳条件：液固体积质量比为6 mL/g,洗涤时间为10 min。Visual MINTEQ模型分析表明,pH是控制飞灰水洗液中铅（Pb）、铜（Cu）、锌（Zn）、镉（Cd）形态的重要因素,氯离子（Cl^-）对镉的形态分布也有着重要的影响。飞灰水洗液电导率与氯离子质量浓度具有极好的线性相关性,其可作为监测滤液中氯离子质量浓度变化的有效间接指标。     

螯合剂稳定技术在生活垃圾焚烧厂飞灰固化处理中的应用

以珠海市垃圾发电厂采用螯合剂工艺处理焚烧飞灰的工程为例,探讨了螯合剂的添加比例、运行成本情况,并对其飞灰固化物进行了含水质量分数、二噁英质量分数及重金属浸出毒性测试。结果表明:飞灰固化物各项指标均满足生活垃圾填埋场进场要求,可以进入生活垃圾填埋场处置,并且其运行费用低于进入危废填埋场的处置费用。     

飞灰固化体浸出毒性标准方法研究

文章分析了浸提剂、粒径、静置时间对飞灰固化体中重金属Cu、Zn、Pb、Cd、Ni的浸出量的影响。结果表明:在醋酸条件下飞灰固化体的毒性比在HNO_3/H_2SO_4条件下要小;粒径对重金属浸出浓度的影响难以控制,同时与样品均匀性有关;浸出浓度会随着静置时间的增加而减少,并渐渐趋于稳定。     

垃圾焚烧飞灰熔制微晶玻璃固定化与资源化研究

垃圾焚烧飞灰因含有重金属和二恶英等物质而被列为危险固废。在研究广东省某垃圾焚烧厂产生的飞灰的化学组成和矿物组成的基础上,制备了飞灰基础玻璃和微晶玻璃。通过DSC、XRD、SEM等手段研究了飞灰基础玻璃的晶化特性、微晶玻璃样品的矿物组成和显微结构,并对飞灰样品、水泥固化体及玻璃固化体的浸出毒性进行了对比研究。结果表明:飞灰的主要化学组成为SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3和MgO,它们都是制备玻璃所需的化学成份,外加少量石英砂和添加剂可熔制出性能稳定的基础玻璃和微晶玻璃。基础玻璃的转化温度Tg为700℃,在700℃核化2 h,不同晶化温度下热处理获得微晶玻璃样品。随着晶化温度的升高,部分晶粒明显粗化,且晶体组织变疏松。飞灰微晶玻璃的主晶相为透灰石体系[Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)2O6]。飞灰浸出液中重金属Cd严重超标,水泥固化体和玻璃固化体重金属浸出毒性均符合安全标准,且玻璃固化体浸出毒性较水泥固化体低一个数量级。     

掺垃圾焚烧飞灰烧制的水泥熟料对水泥性能影响的试验研究

研究了城市生活垃圾焚烧飞灰的性质以及其用于水泥生料配料对水泥力学性能、工作性能和水泥制品环境安全性的影响,探讨了水泥工业协同处置城市生活垃圾焚烧炉渣的技术及其可行性。研究结果表明：掺烧飞灰的熟料的安定性、标准稠度用水量、凝结时间、抗折强度都和基准样相差不大,但是3d和28d抗压强度略微下降;由于掺入飞灰后生料的易烧性得到改善,因此可以稍微调高KH值来抵消强度下降;飞灰掺量为4．62％时,烧制的水泥熟料其制品的重金属极限溶出能够达到Ⅲ类地表水标准,重金属的长期浸渍溶出主要集中在早期,0—3d、3～7d龄期重金属浸渍液能够达到Ⅲ类地表水标准;7—28d、28～60d龄期重金属浸渍液能够达到Ⅱ类地表水标准。     

垃圾焚烧飞灰熔融过程中重金属挥发特性研究进展

熔融固化技术具有减容化、无害化和资源化的优点,被认为是目前最稳定、最安全的垃圾焚烧飞灰处理方法。但飞灰熔融过程中,低沸点的重金属易挥发至气相产生二次飞灰,造成二次污染。概述了垃圾焚烧飞灰组成和重金属含量、熔融过程中重金属挥发影响因素、飞灰熔融特性的调控等,为飞灰熔融固化过程中抑制重金属的挥发提供思路。     

水热法稳定垃圾焚烧飞灰中重金属研究进展

随着社会经济的发展和垃圾焚烧的应用,产生了大量属于危险废物的垃圾焚烧飞灰。其无害化处理技术的研发变得日益迫切,而水热处理技术是最具潜力的垃圾焚烧飞灰无害化技术之一。本文综述了水热法处理垃圾焚烧飞灰稳定重金属的研究进展。首先阐述了垃圾焚烧飞灰的理化性质;然后系统介绍了针对垃圾焚烧飞灰的水热处理方法,将其细分为传统水热法、添加剂辅助水热法和微波水热法,并分别总结了各类水热处理方法影响重金属稳定效果的因素,包括反应时间和温度、碱性激发剂及其浓度、液固比等;最后探讨了水热法稳定垃圾焚烧飞灰中重金属技术的优化途径,为后续的研究提供了研究思路,其中探究水热过程中硅铝酸盐矿物的合成及其稳定重金属机理极具发展潜力。     

垃圾焚烧飞灰重金属药剂稳定化研究进展

生活垃圾焚烧飞灰中存有大量高毒性的重金属物质,若不规范处置容易对土壤、地下水造成严重污染,目前通常采用添加化学药剂的方法来稳定飞灰中的重金属。本文在梳理国内外文献的基础上,归纳评述了飞灰重金属的性质、固化稳定化填埋工艺以及目前已被研究或应用的飞灰重金属稳定药剂,包括硫化钠、磷酸、无定形硅材料、铁化合物等无机药剂以及硫脲、EDTA接聚体、壳聚糖、氨基硫代羧酸盐等有机螯合剂,阐明了药剂作用机制和存在的问题,总结了不同药剂作用下的重金属稳定效果,同时针对新形势下的飞灰重金属稳定化要求进行了探讨,提出今后的研究方向为：选择特征性重金属药剂复配稳定飞灰;以改性、成环方式改良氨基硫代羧酸盐类物质（DTC）物质或以交联接枝等方式开发新型螯合剂。     

典型炉排炉和流化床垃圾焚烧飞灰及螯合产物的重金属浸出毒性

垃圾焚烧飞灰富含重金属、二英等污染物,属于危险废物,需进行无害化处理。目前国内生活垃圾焚烧厂广泛采用固化/稳定化+填埋的方式处置飞灰。对国内的炉排炉飞灰和流化床飞灰,以及两者的螯合产物进行取样,对比分析两种飞灰的特性、螯合前后的重金属浸出特性,利用X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱分析（XRF）、场发射扫描电子显微镜（SEM）等方法分析飞灰螯合前后差异对重金属稳定化的影响。研究发现,螯合可使流化床飞灰的重金属问题得到控制,而炉排炉螯合后飞灰中Cd重金属的浸出浓度仍存在超标问题,指出当前固化/稳定化方法处理飞灰存在不足,这种方法可通过水泥包裹使飞灰表面致密,一定程度上降低重金属的浸出,但化学药剂稳定重金属的效果不明显,不易于实现重金属的长期稳定,没有可持续发展潜力,为进一步有针对性地开展新型垃圾焚烧飞灰处置技术研究提供借鉴参考。     

上海城市生活垃圾焚烧飞灰的性质分析

垃圾焚烧飞灰是我国城市垃圾焚烧新技术发展过程中产生的一个新问题,飞灰中有大量有害物质。必须予以安全处置。而飞灰的性质对如何处置以及处置的效果非常重要。飞灰的性质有很大的地域性差异。我们对上海浦东御桥垃圾焚烧厂产生的飞灰的相关性质如化学组成、重金属浸出率、重金属挥发特性等进行了检测。并对结果进行了分析。结果表明：上海市飞灰中SiO2含量较高。有利于进行熔融固化。但飞灰在熔融过程中。重金属的挥发量较大,需要引起注意。     

垃圾焚烧飞灰中重金属固化/稳定化研究进展

为探究垃圾焚烧飞灰中重金属固化/稳定化领域的研究现状和研究方向,利用CiteSpace文献计量工具,以知网和Web of Science数据库收录的期刊作为数据来源,对近10年垃圾焚烧飞灰中重金属固化/稳定化研究领域的相关文献进行分析。分析结果指出,化学药剂螯合技术、地质聚合物固化技术和高温熔融固化技术等备受关注。传统无机化学药剂和有机螯合剂的重金属固化效果不稳定且提高了城市废弃物处置的需求。因此,广大学者聚焦于推进新型重金属固化/稳定化药剂(例如：垃圾焚烧底灰、气相二氧化硅、巯基官能化树枝状聚合物和二硫代羧基功能化四乙基五胺)的研发。地质聚合物固化/稳定化技术的研究尚在起步阶段,垃圾焚烧飞灰的添加量可能是接下来研究的重点。电阻熔融玻璃化技术因其特有的冷料层在垃圾焚烧飞灰处置领域大规模推广的潜力较大,未来在强化电阻熔融玻璃化技术的同时还需推进助熔剂的研究。综上,垃圾焚烧飞灰处理技术多样,依靠单一工艺难以彻底实现垃圾焚烧飞灰的减量化、无害化和资源化处置。因此,急需研发垃圾焚烧飞灰处置与资源化利用成套技术,以建立适应国内发展实际的垃圾焚烧飞灰处理处置与资源化利用新模式。     

城市垃圾焚烧飞灰中重金属形态及生物有效性研究

随着集中焚烧法逐渐成为我国城市生活垃圾处理的主要方式,焚烧飞灰的安全处置与利用也成为学者普遍关注的问题。由于在填埋过程中受到各种环境要素的影响,垃圾焚烧飞灰中的重金属有可能会发生迁移和转化,重金属形态、毒性也会随之变化。本文对不同粒径城市垃圾焚烧飞灰中重金属的总量、形态及生物有效性进行了研究,为其在安全填埋及资源化利用过程中预测重金属的环境风险提供参考。