張文超 ， 李殿秀 ， 陳勝杰 ， 李曉娟 ， 趙永德

(1.河南天辰環(huán)保科技股份有限公司 ， 河南 鄭州　451192 ； 2.河南省科學(xué)院 化學(xué)研究所 ， 河南 鄭州　450002)

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危險廢物焚燒飛灰的穩(wěn)定化研究

張文超1， 李殿秀1， 陳勝杰1， 李曉娟1， 趙永德2

(1.河南天辰環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?， 河南 鄭州451192 ； 2.河南省科學(xué)院 化學(xué)研究所 ， 河南 鄭州450002)

通過對危險廢物焚燒處理所得飛灰的化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)飛灰中多數(shù)重金屬離子的浸出毒性都超過國家所規(guī)定的允許進入安全填埋場濃度限值，其中鉛的浸出毒性達到36.547 mg/L，是國標(biāo)的7.31倍，利用Na2S、FeSO4·7H2O、螯合劑對其進行穩(wěn)定化處理。處理效果顯示：螯合劑>Na2S>FeSO4·7H2O，通過添加0.8%的螯合劑，處理后的飛灰已達到國家所規(guī)定的各項控制指標(biāo)。

危險廢物 ； 焚燒飛灰 ； 穩(wěn)定化處理

危險廢物焚燒處理所產(chǎn)生的飛灰由于含有較多的重金屬使其被作為危險廢物[1]。目前，針對危險廢物焚燒飛灰穩(wěn)定化處理的研究較多，主要是通過添加硫化物、磷酸鹽、螯合劑等將重金屬離子固定[2-5]。本文通過對危險廢物焚燒飛灰成分的分析及其浸出毒性的研究，選用解毒藥劑對其進行穩(wěn)定化處理，檢測并對比其處理效果，從而為危險廢物焚燒飛灰的穩(wěn)定化處理藥劑選用提供一定的理論及實驗指導(dǎo)。

1　實驗原料及方法

實驗用飛灰取自河南省某危險廢物處置公司，該企業(yè)處理能力為30 t/d，采用“回轉(zhuǎn)窯+二燃室”處理工藝，煙氣經(jīng)急冷后進入干法脫酸系統(tǒng)，后由布袋除塵器對飛灰進行收集，該焚燒處置工藝在穩(wěn)定后，通過連續(xù)取樣，經(jīng)四分法選定實驗用飛灰。經(jīng)過實驗測定，該批次飛灰的含水率為0.5%，pH值為11.35，粒徑<149 μm。

實驗用螯合劑取自山東省淄博市某化工廠，該螯合劑呈橘紅色液體，有效組分為胺基硫，含量為30%，pH值為13，密度為1.13 g/mL。實驗用設(shè)備有火焰原子吸收光譜儀(FAAS)、723可見分光光度計、烘箱、攪拌機等。

1.1浸出毒性測定

實驗參照GB/T 17138《土壤質(zhì)量銅、鋅的測定》、GB/T 17141《土壤質(zhì)量鉛、鎘的測定》、GB 5085.3-2007《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)——浸出毒性鑒別》等國家標(biāo)準(zhǔn)對飛灰進行測定，并將其與GB 18598-2001《危險廢物污染填埋標(biāo)準(zhǔn)》進行對比。

1.2飛灰穩(wěn)定化處理

根據(jù)前期實驗，分別稱取3×100 g飛灰置于3個燒杯中，加入100 mL蒸餾水，攪拌均勻，分別外加0.8%的Na2S、FeSO4·7H2O及螯合劑進行穩(wěn)定化實驗，用玻璃棒連續(xù)攪拌直至飛灰成泥漿狀，將其轉(zhuǎn)移至攪拌機下，攪拌1.5 h后靜置24 h，隨后將其轉(zhuǎn)移至烘箱內(nèi)干燥，將實驗所得樣品進行檢測。

1.3螯合劑用量

稱取4×100 g飛灰置于4個燒杯中，加入100 mL蒸餾水，攪拌均勻，分別加0.3%、0.5%、0.8%、1.2%的螯合劑按飛灰穩(wěn)定化處理步驟進行穩(wěn)定化實驗，將實驗所得樣品進行檢測。

2　結(jié)論及分析

2.1飛灰浸出毒性

經(jīng)檢測，該批次飛灰浸出液污染物質(zhì)濃度檢測結(jié)果及GB 18598-2001《危險廢物污染填埋標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的濃度限值如表1所示。

表1　飛灰浸出毒性檢測結(jié)果

從表1可以看出，作為正常工況運行所產(chǎn)生的飛灰，除銅、鎳外，其余各項檢測指標(biāo)均高于國家所規(guī)定的控制限值，特別是鉛含量是國標(biāo)的7.31倍。因此，該批次飛灰必須經(jīng)穩(wěn)定化處理后方可進入安全填埋場。

2.2穩(wěn)定化處理

通過添加不同類型的螯合劑對其進行固化/穩(wěn)定化處理，實驗結(jié)果如表2所示。

表2　不同藥劑穩(wěn)定化飛灰浸出毒性檢測結(jié)果　　　　　　　　　　　　　mg/L

從表2可以看出，當(dāng)添加0.8%不同類型解毒劑時，原灰中的各項重金屬離子都呈現(xiàn)出一定程度的降低。從藥劑處理效果來看，螯合劑>Na2S>FeSO4·7H2O，原因可能是由于螯合劑中的胺基硫?qū)儆跇O性分子，帶負電荷，能夠在其周圍形成負電場，從而吸納飛灰中的各種帶正電的重金屬離子，形成難溶性沉淀，而Na2S和FeSO4·7H2O在對重金屬離子進行氧化還原反應(yīng)時具有選擇性，處理效果相對單一，很難保證所有重金屬離子都發(fā)生沉淀反應(yīng)[6-7]。再者，螯合劑性能較無機螯合劑穩(wěn)定，應(yīng)用性廣，檢測結(jié)果顯示，螯合劑處理后飛灰的各項檢測指標(biāo)均低于國家規(guī)定的控制限值。

2.3螯合劑用量

通過實驗檢測，添加不同劑量螯合劑的處理效果如表3所示。

從表3可以看出，隨著螯合劑添加量的增大，各項重金屬離子的浸出量逐漸降低，當(dāng)螯合劑的添加量為0.5%時，尚有部分檢測指標(biāo)與國標(biāo)限值接近，而當(dāng)螯合劑的添加量增大至0.8%時，各項重金屬離子的檢測值均已滿足國家所規(guī)定的進入安全填埋場濃度限值，添加量繼續(xù)增大時，重金屬離子的浸出量進一步下降，從經(jīng)濟角度考慮，確定該類型螯合劑添加量為0.8%。

3　結(jié)論

焚燒飛灰中大多數(shù)的重金屬離子的浸出量都超過國家所規(guī)定的允許進入安全填埋場的濃度限值；各類解毒劑的處理效果表現(xiàn)為：螯合劑>Na2S>FeSO4·7H2O；當(dāng)螯合劑的添加量為0.8%時，處理后飛灰的各項檢測值已符合進入安全填埋場的標(biāo)準(zhǔn)，添加量繼續(xù)增大時，處理效果進一步優(yōu)化。

[1]郭玉文,王偉,喬瑋,等.危險廢物焚燒飛灰中重金屬污染特性[J].北京科技大學(xué)學(xué)報,2006,28(1):17-21.

[2]Martha C,Araceli G,Juan A C,et al.Characterization of fly ash from a hazardous waste incinerator in medellin colombia[J].Journal of Hazardous Materials,2009,168(2-3):1223-1232.

[3]周宇,馬增益,馬攀,等.危險廢物焚燒飛灰熔融處理過程重金屬行為的研究[J].能源工程,2011(1):41-44,51.

[4]張紹坤.危險廢物焚燒飛灰固化處理技術(shù)應(yīng)用探討[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè),2012(03):16-19.

[5]周宇.危險廢物焚燒飛灰熔融處理的試驗研究[D].杭州:浙江大學(xué),2011.

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[7]李華,司馬菁珂,羅啟仕,等.危險廢物焚燒飛灰中重金屬的穩(wěn)定化處理[J].環(huán)境工程學(xué)報,2012,6(10):3740-3746.

Research on Stabilization of Hazardous Waste Incineration Fly Ash

ZHANG Wenchao1， LI Dianxiu1， CHEN Shengjie1， LI Xiaojuan1， ZHAO Yongde2

(1.Henan Tianchen Environment Protection Science & Technology Co.Ltd , Zhengzhou451192 , China ； 2.Institute of Chemistry , Henan Academy of Science , Zhengzhou450002 , China)

According to analyze the fly ash which produced from incineration disposal of hazardous waste,the results show almost all the leaching toxicity of heavy metals have exceed the concentration limits which can be allowed into safe landfill, and the Pb has reached to 36.547 mg/L which is 7.31 times of the national standard,and then using Na2S,FeSO4·7H2O and chelating agent to stabilize it,the effect shows that chelating agent>Na2S>FeSO4·7H2O, and the stabilization of fly ash has reached to all control indexes by 0.8% chelating agent added.

hazardous wastes ; incineration fly ash ; stabilization

表3　不同劑量螯合劑穩(wěn)定化飛灰浸出毒性檢測結(jié)果　　　　　　　　　　　　mg/L

2016-07-11

張文超(1987-)，男，碩士，從事資源綜合利用方面的研究工作，電話：13733166417。

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1003-3467(2016)09-0037-02