[發明專利]垃圾焚燒飛灰同步穩定重金屬和降解多環芳烴的方法

有效

• 申請號: 201810495561.1
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108721824B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 石德智;張金露;胡春艷;王攀;古勵;魏云梅
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: A62D3/38
• 分類號: A62D3/38;A62D3/30;B09B3/00;A62D101/08;A62D101/20;A62D101/43
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 胡小龍

一種垃圾焚燒飛灰同步穩定重金屬和降解多環芳烴的方法，包括如下步驟：1)預處理：研磨飛灰，使其粒徑小于等于80μm；2)調配：將經預處理后的飛灰中添加硅鋁調理劑得到混合灰樣，向混合灰樣中加入熱水，經攪拌激發8～10h后得到混合料液，所述混合料液中的鈣、硅和鋁元素之間的摩爾含量比滿足沸石類硅鋁酸鹽礦物雪硅鈣石的生成要求，且所述混合料液中水與混合灰樣的液固比為5～10:1mL/g；3)水熱反應：將所述混合料液加入到密閉水熱反應釜，并向水熱反應釜內泵入雙氧水，而后升溫至150～200℃水熱反應；其中，所述雙氧水的質量分數為30％，所述雙氧水與所述混合灰樣的液固比為0.25～1mL/g；4)分離：將水熱反應后得到的產物進行脫水分離，得到固相產物和廢液。

技術領域

本發明屬于固體廢物的處理技術領域，具體的為一種垃圾焚燒飛灰同步穩定重金屬和降解多環芳烴的方法。

背景技術

焚燒法已成為垃圾普遍采用的處理方法，相比其他廢物處理方法，如填埋法、堆肥法等，焚燒法可以減少廢物體積90％，降低質量60～70％。此外，焚燒法能分解有毒、有害的廢棄物轉化成無毒、無害的簡單化合物，同時可以有效回收能源資源，其產生的熱量能用來供熱和發電，是處理生活垃圾、醫療垃圾等固體垃圾的最佳選擇。

垃圾焚燒處理后，會產生相當于一定數量的飛灰。飛灰是指在垃圾焚燒廠的煙氣凈化系統和熱回收利用系統(如節熱器、余熱鍋爐等)中收集而得的殘余物，包括煙灰、注入的吸附劑、煙道氣的冷凝產物與反應產物等。飛灰的產生量約為垃圾處理量的3～5％左右。由于飛灰具有復雜的表面特性，其富集和形成了大量的有毒有害物質，如高濃度可溶性鹽類物質、高浸出濃度的重金屬以及高毒性多氯聯苯(PCBs)、多環芳烴(PAHs)、二噁英類物質(PCDDs/Fs)等持久性難降解有機物。因此，飛灰在我國被明確列入《國家危險廢物名錄》(HW18)。綜上，在垃圾焚燒過程產生的二次污染物中最為突出且迫在眉睫的問題就是垃圾焚燒飛灰的處理處置問題。一定程度上來說，垃圾無害化處理的終點應是最終實現垃圾焚燒飛灰的無害化。

由于我國垃圾分類回收制度不完善和落實不到位，導致部分含有重金屬的廢物材料(廢舊電池、電子元件、溫度計等)進入生活垃圾。在焚燒過程中重金屬及重金屬化合物被蒸發進入煙氣，煙氣從溫度較高(800～1000℃)的爐膛進入溫度較低(400～500℃)的煙道時，急劇的冷卻使得重金屬從煙氣中濃縮出來，從而在飛灰顆粒表面發生吸附聚集，加之飛灰具有較大的比表面積和孔隙率，致使飛灰中含有大量重金屬物質?？偟膩碚f，垃圾焚燒飛灰中Pb、Zn、Cu、Cr、Cd等重金屬的含量較高，其占比達垃圾焚燒飛灰總量的1～2％，其中Pb、Zn的含量最多。飛灰中的重金屬危害性在于其總量大且絕大部分以不穩定的形式存在，在酸性或還原性條件下重金屬易進入土壤和水體中。由于絕大多數不能通過分解和破壞來消除，因此垃圾焚燒飛灰若不妥善處理，一旦土壤或水體被重金屬污染便很難通過自身的凈化作用將其消除，從而導致土壤和水環境的污染日益加劇。另外，重金屬易在生物體內聚集，包括在魚、蝦、農作物等體內富集，人類通過食用含重金屬的蔬菜或魚蝦使得重金屬進入體內，經過一段時間的積累，將對人體健康造成極大危害。