[發(fā)明專利]一種處理飛灰中二噁英的新方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810067534.0
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101293173A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張涉;馬輝文;童立恒;汪春霞;孟麗娜;黃卓;李欣;范敏
• 申請（專利權(quán)）人: 張涉
• 主分類號: B01D53/75
• 分類號: B01D53/75;B01D53/86
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于危險固體廢棄物處理與資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到去除城市固體垃圾焚燒爐飛灰中主要有害有毒物質(zhì)之一——二噁英的方法。

背景技術(shù)：

隨著國內(nèi)城市固體垃圾焚燒技術(shù)的廣泛推廣，焚燒爐產(chǎn)生的飛灰量日益增加。這種飛灰不僅富集大量的汞、鎘、鉛等有毒重金屬，也富集了大量的二噁英類物質(zhì)，從而被《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB?18485-2001)明文規(guī)定為危險廢棄物，在最終處置前必須進行穩(wěn)定化、無害化處理。

對飛灰中重金屬的去除或穩(wěn)定化處理技術(shù)研究已成為國內(nèi)外環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點。目前，在同濟大學(xué)、浙江大學(xué)和清華大學(xué)等高校及科研院所都有針對飛灰處理(主要穩(wěn)定其中的重金屬)的研究工作。國外有關(guān)這方面的研究成果也屢見不鮮。但對飛灰中的二噁英的處理技術(shù)方面的研究不多，技術(shù)也不夠成熟，特別是我國，還處于起步階段。

二噁英(Dioxin)是一類無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質(zhì)。它們是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類物或異構(gòu)體的兩大類有機化合物，其化學(xué)名稱分別叫多氯二苯并-對-二噁英(簡稱PCDDs)和多氯二苯并呋喃(簡稱PCDFs)，因此，二噁英實際上是對這類物質(zhì)的一個簡稱；我國的環(huán)境標準中把它們統(tǒng)稱為二噁英類化合物。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下所示。

這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點較高，難溶于水，可以溶于大部分有機溶劑，是無色無味的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體脂肪組織內(nèi)積累。二噁英通過人類的飲食(主要是通過食用魚類、肉類及乳制品)進入人體。二噁英在動物體內(nèi)的半衰期長達7.8至132年。自然界中的微生物降解作用對二噁英的分子結(jié)構(gòu)影響較小，因此，二噁英在自然環(huán)境中很難被降解消除。研究表明二噁英的毒性極大，以2，3，7，8-四氯-二苯并-對-二噁英(2，3，7，8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，2，3，7，8-TCDD)的毒性最強。其毒性是氰化物的130倍，砒霜的900倍，有“世紀之毒”之稱。2，3，7，8-TCDD也是很強的致突變劑，對動物包括人有極強的致癌性、致畸胎性和致突變性。例如，2，3，7，8-TCDD能誘發(fā)實驗動物罹患多個部位的腫瘤，并能引起人類罹患生育系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)非癌性病變。最近的研究還發(fā)現(xiàn)二噁英進入人體后會改變?nèi)祟惿蟠男詣e比例，使女性比例增加。流行病學(xué)研究表明，二噁英可增加人群患癌癥的危險度。根據(jù)動物實驗與流行病學(xué)研究的結(jié)果，1997年國際癌癥研究機構(gòu)(IARC)將2，3，7，8-TCDD確定為I類人類致癌物。

飛灰因被視為二噁英污染物的高濃度載體而受到越來越多的重視，垃圾焚燒爐二噁英排放控制開始由尾氣控制轉(zhuǎn)向總量控制，這使得飛灰中二噁英污染物排放控制被提上日程。日本最早建立相關(guān)標準，規(guī)定送往填埋場的飛灰必須經(jīng)過預(yù)處理，使二噁英低于3ng(I-TEQ)/g。另外，日趨嚴格的環(huán)境質(zhì)量標準也使得飛灰中二噁英控制技術(shù)的研究更加緊迫。用于飛灰中二噁英處理的技術(shù)有：

(1)熔融法：加熱到熔融溫度(1300℃左右)以上，二噁英分解。

(2)氣相氫氣還原法：在密閉容器中加熱到850℃以上，在氫氣的還原作用下脫氯。

(3)光化學(xué)分解法：利用紫外線等照射使二噁英脫氯，同時產(chǎn)生臭氧，由于臭氧的氧化作用使之分解。

(4)電子束分解技術(shù)：使用電子束讓廢氣中的氧氣和水等生成活性氧等易反應(yīng)性物質(zhì)，進而破壞二噁英的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

(5)低溫等離子體：外加脈沖電壓產(chǎn)生不連續(xù)的非破壞性放電，激活二噁英并使之離子化、分解。

目前，美國、德國、日本等國家的環(huán)境保護部門推薦的生活垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)為熔融處理。熔融技術(shù)雖然有使灰渣減量近半、二噁英完全被分解破壞等優(yōu)點，但由于處理溫度較高，同時揮發(fā)的低熔點金屬需要進行無害化處理從而引發(fā)高成本等問題，成為其推廣應(yīng)用的主要障礙。經(jīng)濟、高效應(yīng)該是飛灰中二噁英去除技術(shù)的發(fā)展方向。在此基礎(chǔ)上，低溫脫氯技術(shù)得到了較好的發(fā)展。