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垃圾焚烧飞灰微波解毒与药剂稳定化及资源化技术研发

作 者: 纪涛
导 师: 田一梅;刘东方
学 校: 天津大学
专 业: 环境工程
关键词: 垃圾焚烧 飞灰 二噁英 重金属 资源化利用 免烧陶粒
分类号: X701
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 140次
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内容摘要


目前,我国城镇生活垃圾的年产生量已超过1.7亿吨,传统的垃圾填埋方式导致2/3的城市出现垃圾围城的局面。垃圾焚烧发电不仅可以解决垃圾占地问题而且实现了废物资源化,因而成为垃圾处理的主要发展方向。目前,我国已运行的垃圾焚烧电厂70余座,年处理垃圾约2500万吨。然而,垃圾焚烧过程不可避免的产生富集了剧毒二噁英重金属飞灰。估计目前垃圾焚烧飞灰的年产生量接近100万吨。这些飞灰是我国城市环境安全的巨大隐患,开发安全高效的飞灰处理处置工艺已迫在眉睫。传统的飞灰无害化处置方法,水泥固化、沥青固化和化学药剂稳定化,不能消解飞灰中的二噁英。熔融固化和烧结固化虽可彻底无害化处理飞灰,但成本高,能耗大。因此,开发一种节能降耗的飞灰无害化资源化处置工艺技术有着非常重要的现实意义。在充分借鉴前人研究成果的基础上,本文提出了利用微波靶向加热消解飞灰中二噁英及药剂稳定飞灰中重金属的方法,最终将无害化飞灰制备成免烧陶粒进行资源化利用的工艺方案。文中详细研究了微波处理对飞灰中二噁英降解效率的影响,考察了从400℃到1000℃温度范围内微波辐照后二噁英的分解率并优化了微波辐照时间;对比了乙硫氮、乙基黄药、丁铵黑药、Na2S等药剂对飞灰中重金属稳定化效果的影响;研究了硅酸盐水泥的用量对飞灰陶粒性能的影响,优化了免烧型飞灰陶粒的制备工艺,考察了陶粒筒压强度、堆积密度及吸水率等性能。通过以上研究得出,微波靶向加热消解飞灰中二噁英的最佳工艺条件为600℃辐照20min,在此条件下,飞灰中95%以上的PCDD/Fs被消解,毒性当量降至100ng TEQ/kg以下;研究结果表明巯基捕收剂对飞灰中重金属的稳定化效果较好,添加量在1×10-4mol/g时,Cu、Pb、Cd、Cr、Zn和Ni六种重金属的总稳定化比率均超过70%;造粒试验结果表明无害化飞灰与普通硅酸盐水泥和粉煤灰混合造粒的适宜配比为:飞灰50%~70%,硅酸盐水泥35~45%,粉煤灰10%,制得的陶粒筒压强度8.6~9.6MPa,堆积密度925~992kg/m3,吸水率8.2~8.9%;并优化了飞灰无害化资源化处置工艺流程。

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废气的处理与利用
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