CN107520228A - 有机‑无机药剂协同稳定固化生活垃圾焚烧飞灰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机‑无机药剂协同稳定固化生活垃圾焚烧飞灰的方法。取生活垃圾焚烧飞灰研磨过筛备用；称取垃圾焚烧飞灰40～60份、二甲基二硫代氨基甲酸盐水溶液15～20份、磷酸盐1～2份、氧化镁1～2份、硫酸亚铁0.5～1份，混合均匀后，在一定条件下老化；然后加入8～12份水玻璃并搅拌均匀，继续密封养护。通过有机‑无机药剂协同稳定化/固化生活垃圾焚烧飞灰，有效降低其重金属迁移性，保护水土资源，控制环境污染。具有重大的环境、经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体废物的无害化处理，具体是一种有机-无机药剂协同稳定固化生活垃圾焚烧飞灰的方法。
背景技术
在生活垃圾焚烧过程中，其尾气处理环节会产生约占垃圾焚烧总量5％左右的飞灰，据估算，目前我国生活垃圾焚烧飞灰年产量约500万吨。飞灰一般呈灰白色或深灰色，粒径小于300μm，含水率5％～15％，热灼减率为10％～15％，颗粒形态多样化。由于飞灰中含有多种重金属，如果处理不当，将会危害人类健康、引发环境问题。垃圾飞灰中重金属指的是该重金属的密度大于6g/cm3的金属，城市垃圾焚烧飞灰中重金属主要包括：Pb、Cd、Cu、Cr、Zn、Hg和Ni等元素，其中普遍关注的金属元素为Pb、Cd、Cr和Ni。重金属的主要危害在于，重金属在环境中不断地迁移和转化。大量的重金属元素在自然界的风化作用下到处流失，进入土壤环境和水环境中，土壤环境和水环境无法通过自净能力将其去除；同时重金属也几乎不能被微生物降解。重金属会在植物和动物体内，人类处于生物链的底层，人类实用了这些动植物之后，重金属会在人类肝脏中富集，损害现代人和后代子孙的健康。
目前普遍应用的焚烧飞灰处理技术有四种，即水泥固化法、提取和分离处理法、熔融固化法以及化学药剂稳定法。水泥固化是将飞灰与水泥混合、搅拌均匀，养护数天后形成稳定的固化体，来降低重金属的浸出。该方法能有效降低重金属迁移性，但其固化后飞灰体积增大，一般增容比达到1.5～2.0，这与焚烧技术减量化的目标相违背。提取和分离处理法是指采用特定的化学药剂将焚烧飞灰中的可溶性重金属提取出来。这种方法具有工艺简单，提取、分离出的重金属可回收利用的优点，但由于提取技术成本高，回收利用的重金属依然不能抵消购置提取药剂的费用，因此无法适用于工程大规模运用。熔融固化是在1000℃以上的高温条件下，飞灰中无机物会固化成玻璃质熔渣，从而将重金属固化包裹形成稳定的固化体，其被认作是目前最为先进的飞灰处理方法。但这种方法熔融固化能耗大、一次性投资高，在我国还处于起步阶段，还未被广泛的参与到实际应用中。药剂稳定化法是通过化学药剂与重金属发生反应将其离子转变成低溶解性、低迁移性的高分子络合物或无机矿物质，具有增容比低，稳定化效果好的特点。但有机螯合剂价格较高、无机稳定剂选择性不佳，使得该方法存在一定局限性。
有机-无机药剂稳定化/固化法不仅可使飞灰中的重金属及其他污染组分呈现化学惰性被固定起来，降低污染物的毒性和减少其迁移性，便于运输及处置。同时，与传统药剂稳定化方法相比，降低了大大降低了稳定化药剂的成本，使更具有产业上的使用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种有机-无机药剂协同稳定固化生活垃圾焚烧飞灰的方法，按照所述方法可更加有效、便宜的实现生活垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化及固化。
本发明的技术方案为：有机-无机药剂协同稳定固化生活垃圾焚烧飞灰的方法，具体步骤如下：
(1)、取生活垃圾焚烧飞灰研磨过筛备用；
(2)、称取垃圾焚烧飞灰40～60份、二甲基二硫代氨基甲酸盐水溶液15～20份、磷酸盐1～2份、氧化镁1～2份、硫酸亚铁0.5～1份，混合均匀后，在一定条件下老化；
(3)、然后加入8～12份水玻璃并搅拌均匀，在一定条件下养护。
优选生活垃圾焚烧飞灰研磨过100目筛。
优选步骤(2)中所述的二甲基二硫代氨基甲酸盐为二甲基二硫代氨基甲酸钠或二甲基二硫代氨基甲酸钾中的一种；二甲基二硫代氨基甲酸盐水溶液的质量分数为3～6％。
优选步骤(2)中所述的磷酸盐为磷酸二氢钙、磷酸二氢钾或鸟粪石中的一种。
优选步骤(2)中所述的老化温度为30±5℃，老化时间为2～4天。优选老化湿度为90～97％。
优选步骤(3)中所述的水玻璃模数为2.0～2.5。优选步骤(3)中所述的养护为在30±5℃下密封养护4～6天。
有益效果：
1、与传统药剂稳定化技术相比，有机-无机药剂协同稳定化/固化技术成本更低；
2、稳定化/固化效果好，固化体重金属浸出值大幅度降低；
3、稳定化/固化后的飞灰增容比低，便于运输和综合利用；
4、稳定化/固化后的飞灰环境相容性好，不会产生二次污染。
具体实施方式
实施例1：
取过100目筛的生活垃圾焚烧飞灰40份、质量分数为6％的二甲基二硫代氨基甲酸钠水溶液15份、磷酸二氢钙1分、氧化镁1份、硫酸亚铁0.5分，置于容器中混匀后，在温度为25℃、湿度为90％下老化4天；然后在加入8份模数为2.5的水玻璃，在温度为35℃下密封养护4天。实施例1中飞灰的重金属浸出如表1所示。
表1实施例1中的飞灰重金属浸出值
| 重金属(mg/L) | Pb | Cr | Ni | Cd | Ba | Zn | Cu | As |
| 原飞灰 | 1.125 | 1.876 | 0.821 | 0.763 | 3.549 | 23.625 | 10.049 | 未检出 |
| 稳定化/固化后飞灰 | 0.134 | 0.911 | 0.341 | 0.127 | 0.714 | 3.142 | 1.938 | 未检出 |
| GB 16889-2007 | 0.25 | 1.5 | 0.5 | 0.15 | 25 | 100 | 40 | 0.3 |
实施例2：
取过100目筛的生活垃圾焚烧飞灰50份、质量分数为5％的二甲基二硫代氨基甲酸钾水溶液17.5份、磷酸二氢钾1.5份、氧化镁1.5份、硫酸亚铁0.75份，置于容器中混匀后，在温度温度为33℃、湿度为94％下老化3天；然后在加入10份模数为2.2的水玻璃，在温度为25℃下密封养护5天。实施例2中飞灰的重金属浸出如表2所示。
实施表2实施例2中的飞灰重金属浸出值
实施例3：
取过100目筛的生活垃圾焚烧飞灰60份、质量分数为4％的二甲基二硫代氨基甲酸钠水溶液20份、鸟粪石2份、氧化镁2份、硫酸亚铁1份，置于容器中混匀后，在温度温度为35℃、湿度为97％下老化2天；然后在加入12份模数为2.0的水玻璃，在温度为35℃下密封养护4天。实施例3中飞灰的重金属浸出如表3所示。
实施表3实施例3中的飞灰重金属浸出值
| 重金属(mg/L) | Pb | Cr | Ni | Cd | Ba | Zn | Cu | As |
| 原飞灰 | 1.266 | 2.001 | 0.789 | 0.817 | 3.603 | 21.396 | 9.107 | 未检出 |
| 稳定化/固化后飞灰 | 0.105 | 0.838 | 0.293 | 0.101 | 0.574 | 1.612 | 0.822 | 未检出 |
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Claims (7)
1.有机-无机药剂协同稳定固化生活垃圾焚烧飞灰的方法，具体步骤如下：
(1)、取生活垃圾焚烧飞灰研磨过筛备用；
(2)、称取垃圾焚烧飞灰40～60份、二甲基二硫代氨基甲酸盐水溶液15～20份、磷酸盐1～2份、氧化镁1～2份、硫酸亚铁0.5～1份，混合均匀后，在一定条件下老化；
(3)、然后加入8～12份水玻璃并搅拌均匀，在一定条件下养护。
2.根据权利1中所述方法，其特征在于步骤(1)中生活垃圾焚烧飞灰研磨过100目筛。
3.根据权利1中所述方法，其特征在于步骤(2)中所述的二甲基二硫代氨基甲酸盐为二甲基二硫代氨基甲酸钠或二甲基二硫代氨基甲酸钾中的一种；二甲基二硫代氨基甲酸盐水溶液的质量分数为3～6％。
4.根据权利1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的磷酸盐为磷酸二氢钙、磷酸二氢钾或鸟粪石中的一种。
5.根据权利1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的老化温度为30±5℃，老化时间为2～4天。
6.根据权利1所述的方法，其特征在于步骤(3)中所述的水玻璃模数为2.0～2.5。
7.根据权利1所述的方法，其特征在于步骤(3)中所述的养护为在30±5℃下密封养护4～6天。
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