[發明專利]一種飛灰中重金屬污染物的固化穩定化方法

有效

• 申請號: 202010005428.0
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111167832B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 賀勇;喻志鵬;張可能;薛生國;李冰冰;胡廣;蔣文強
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;A62D3/33;A62D101/08
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

本發明提供了一種飛灰中重金屬污染物的固化穩定化方法，涉及環境工程地質及重金屬污染治理技術領域，包括：將紅黏土、膨潤土、飛灰按一定質量配比混合均勻，制成混合土體；進行飛灰固化體壓實度設計，壓實度控制在90～95％之間，用標準擊實試驗測定所得混合土體的最大干密度和最優含水率，根據結果確定飛灰固化體的干密度及目標含水率；將化學添加劑溶液加入混合土體中，進行第一次密封養護，再進行壓實和第二次密封養護，制得飛灰固化體。本發明采用成本低廉、抗滲能力強且對重金屬有較強吸附能力的紅黏土、膨潤土來固化飛灰，并將它們與環境穩定型化學添加劑協同固化處理，該方法重金屬固化穩定效果較好、無二次污染，且經濟效益高。

技術領域

本發明涉及環境工程地質及重金屬污染治理技術領域，特別涉及一種飛灰中重金屬污染物的固化穩定化方法。

背景技術

隨著我國城市化建設的不斷發展，飛灰產生的來源愈發廣泛，城市生活垃圾焚燒、煤炭燃燒、醫療廢物焚燒等過程均伴隨飛灰的產生。據統計，截至2019年上半年，我國投入運行的生活垃圾焚燒廠就達418座，預計到2020年，投入運行的生活垃圾焚燒廠總數將達到600余座，垃圾日處理能力巨大。一般認為生活垃圾焚燒處理的飛灰產生量在垃圾處理總質量的3～5％之間，而城市生活垃圾等產生及焚燒量逐年劇增，因此飛灰的產量在近年來急劇增大。飛灰中Pb、Cr、Cd、Zn、Hg等重金屬富集，有毒有害物質豐富，若不進行規范的處理處置，其內部重金屬等污染物必將對人類或其他生物的生存環境造成嚴重威脅。由此可見，合理規范、經濟高效地處理處置飛灰是我國現階段環境保護的重要任務之一。

飛灰的無害化處理近年來受到愈來愈多學者的關注。目前，飛灰中重金屬的固化穩定技術在無害化處理飛灰中應用最為廣泛，主要包括介質固化技術、化學藥劑穩定技術、高溫固穩技術等。其中，介質固化技術所用固化材料以水泥、瀝青居多，化學藥劑穩定技術分為無機藥劑穩定和有機螯合劑穩定，高溫固穩技術主要為高溫燒結和高溫熔融技術。各種飛灰中重金屬固穩技術各有利弊，為此，尋求一種優良的飛灰中重金屬污染物固化穩定技術逐漸成為無害化處理飛灰的熱點問題。總體而言，現有的飛灰中重金屬固穩技術或多或少存在以下弊端：

(1)重金屬固化的有效性、耐久性問題：重金屬固化效果較差，在長期酸性溶液的淋濾或浸泡下重金屬容易被酸洗出，對水環境造成二次污染；使用化學螯合劑固化重金屬時，試劑對重金屬選擇性較強，運用范圍較窄，固化效率低；

(2)固化體增容增重問題：經水泥固化后的飛灰固化體體積、質量增加巨大，對國土資源的最大化利用造成挑戰；

(3)廢物排放問題：高溫處理飛灰時，重金屬容易氣化蒸發，對大氣造成污染。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種飛灰中重金屬污染物的固化穩定化方法，其目的是提高固化效率和固化體耐久性，減小固化體增容。

為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種飛灰中重金屬污染物的固化穩定化方法，所述方法包括如下步驟：

(1)將紅黏土、膨潤土、飛灰攪拌混合，制成混合土體；其中，飛灰含量為60～70wt％，紅黏土含量為15～35wt％、膨潤土含量為5～15wt％；

(2)對飛灰固化體進行壓實度設計，壓實度控制在90～95％之間，用標準擊實試驗測定步驟(1)所得混合土體的最大干密度和最優含水率，根據所得最大干密度和壓實度確定飛灰固化體的干密度及目標含水率；

(3)將化學添加劑溶液加入步驟(1)所得混合土體中，然后進行第一次密封養護，再進行壓實和第二次密封養護，制得飛灰固化體；

其中，化學添加劑溶液的添加量為使飛灰固化體的含水率滿足所述目標含水率；所述化學添加劑由固化激發劑與海因環氧樹脂按質量比為1:10～20組成，所述固化激發劑為3,3'-二氨基二丙胺(C₆H₁₇N₃)。