论文总字数：17162字

摘 要

焚烧处理固体废弃物因具有比较好的消毒能力、处理效率、卫生条件等优点，因此，这些年来普遍采用焚烧法来处理固废。焚烧飞灰作为一种残余废物，它正常来自于加热回收利用和烟气的净化两大处理系统，飞灰大部分情况下是灰白色，有时可能颜色稍深，它的颗粒半径正常低于300微米，颗粒形态比较多样。飞灰中含有各种各样的有毒金属，二恶英等含有剧毒的有机物也在其中。在特殊的条件下飞灰中的金属和二噁英等会渗滤出来，造成水体和土地的污染并对环境和人类的生命活动造成严重的影响。所以焚烧飞灰非常急迫地需要进行稳定化的处理。目前，国际上用到的稳定化处理技术多样，水泥的稳定化、药剂的稳定化、树脂的固化以及沥青的固化是相对常见的方法。因为药剂稳定化的优点有很多，比如：可独立使用、增容很小、工艺处理十分的简单、能源耗失很低，因此本实验就使用药剂稳定化处理焚烧飞灰。

本论文对焚烧飞灰进行物理性质分析，发现实验飞灰的含水率一般在4%左右，金属容易浸出。通过分析样品飞灰中毒性较大的金属元素，发现样品中Ba、Sr的浸出毒性较高，所以根据以上分析结果在后续的实验中，就稳定化这两种金属。本文选取了氧化钙、磷酸氢二钾、皂土3种常用的无机药剂，通过试验方案对比确定了CPA投加量为18%、pH=11、温度60℃、反应6h时药剂的稳定效果较好，这些条件的产生为焚烧飞灰稳定化的应用提供了参考。

关键词：飞灰;金属;药剂稳定化

Study on stabilization of metal elements in fly ash

Abstract

Incineration of solid waste with better disinfection ability, processing efficiency, sanitation and other advantages. Therefore, these years commonly used to deal with solid waste incineration. Incineration fly ash as a residual material, its main source in heat recovery and utilization of flue gas purification treatment system, the fly ash is generally gray white or dark gray, particle size generally less than 300 mu m and the morphology of the particles more diverse. Fly ash contains a large number of toxic metals, as there are dioxin and other toxic organic compounds. Under special conditions, the metal and dioxin in fly ash will be percolation, causing the pollution of water and soil and causing serious impact on the environment and human life. So incineration fly ash urgent need to be stabilized treatment. At present, there are many international stabilization treatment technologies, including cement stability, chemical stability, resin curing and curing of asphalt. Because there are many advantages of chemical stabilization, such as: can be used independently, the capacity is very small, the process is very simple, energy consumption is low, so the experiment on the use of chemical stabilization treatment incineration fly ash.

In this paper, the physical properties of incineration fly ash is analyzed, and the water content of the fly ash is generally about 4%, and the metal is easily leached. Through the analysis of the sample fly ash poisoning of the metal elements, found that the sample Ba, Sr leaching toxicity is higher, so according to the above analysis results in the follow-up experiment, the stability of these two kinds of metal. This paper selects the calcium oxide, potassium dihydrogen phosphate, bentonite 3 kinds of commonly used inorganic reagents, through the comparison of test scheme to determine the CPA dosage is 18%, 11 and the temperature of 60 DEG C, reaction time 6h pharmaceutical stability effect better, these conditions produced of incineration fly ash stabilizing application and follow-up study to provide reference.

Key Words: Fly ash;metal;chemical stabilization

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1飞灰的特性 1

1.2飞灰来源和危害 1

1.3飞灰无害化处置 2

1.3.1化学药剂稳定化方法 2

1.3.2熔融稳定化方法 3

1.3.3水泥稳定化方法 3

1.4金属稳定剂研究进展 3

1.5论文研究目的、内容以及技术路线 5

1.5.1研究目的 5

1.5.2研究的内容 5

1.5.3技术路线 5

第二章 实验材料与方法 6

2.1实验材料和仪器设备 6

2.1.1实验材料 6

2.1.2 实验试剂及仪器设备 6

2.2 实验方法 7

2.3 飞灰的检测分析方法 8

2.3.1飞灰中金属总量的检测 8

2.3.2飞灰中金属浸出量的检测 8

第三章 焚烧飞灰金属稳定化的实验研究 9

3.1飞灰预处理结果分析 9

3.2 稳定化药剂的选取 9

3.2.1 CaO 9

3.2.2 K₂HPO₄ 10

3.2.3皂土 10

3.3实验结果与分析 10

3.3.1 无机药剂对稳定化效果的影响 10

3.3.2 pH值不同对药剂稳定化的影响 14

3.3.3反应温度对稳定化效果的影响 15

3.3.4反应时间对稳定化效果的影响 17

3.4稳定化前后飞灰浸出对比 18

3.5本章小结 19

第四章 结论与展望 20

4.1结论 20

4.2展望 20

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

1.1飞灰的特性

焚烧会产生大量飞灰，飞灰颜色呈灰色，而且水分含量极低，形态规则各异，包括颗粒状，絮状，条状，多角质状等。它们都有一些共同点：孔隙率大，比表面积大^[1-3]。

一般固废焚烧厂进厂固废含有20%左右的塑料，是固废的主要组成。另外，飞灰中同时含有有毒金属和有机污染物（二噁英）^[4]。焚烧飞灰的过程中，金属首先蒸发然后在焚烧炉内会进行一系列化学作用，紧接着固废颗粒裹挟夹带、水蒸气受冷凝结，使得固废小颗粒聚合在一起。随着固废颗粒达到一定的重量，碰撞到炉壁时会迅速发生沉降，最终一小部分易挥发的金属随烟气排放，剩余的大部分会集结在烟气净化之后的颗粒物上^[5]。焚烧飞灰中的金属是非常活泼的物质、浸出毒性比较高并且容易对环境造成再一次的污染，因此在填埋和利用飞灰前必须对其进行稳定化、无害化处置。

1.2飞灰来源和危害

焚烧飞灰作为一种残余废物，它正常来自于加热回收利用和烟气的净化两大处理系统。飞灰的成分变化很容易受到原料、净化系统的差异以及焚烧方式的影响。从元素的组成来看，飞灰的主要成分是硅、钙、铝，除了上述元素外，钾、氯、铁、钠、钛、镁等在焚烧飞灰中也含有些许。固体废弃物经过焚烧，一些金属如：汞、镉、铅等会吸附在很小的烟尘颗粒上接着会以凝聚的状态进入到飞灰中，颗粒的半径对重金属的浓度也有着一定的影响，它会随着颗粒半径的减小而增大。

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