垃圾焚烧飞灰熔融过程烟气中重金属的迁移分布规律 研究生教育

第30卷第1期

2010年1月

环　境　科　学　学　报　ActaScientiaeCircumstantiae

Vol.30,No.1Jan.,2010

文娟,刘清才,杨剑.2010.垃圾焚烧飞灰熔融过程烟气中重金属的迁移分布规律[J].环境科学学报,30(1):148-152

WenJ,LiuQC,YangJ.2010.ThemigrationanddistributionofheavymetalsinmeltingfluegasduringthemeltingprocessofMSWIflyash[J].ActaScientiaeCircumstantiae,30(1):148-152

垃圾焚烧飞灰熔融过程烟气中重金属的迁移分布规律

文娟,刘清才,杨剑

重庆大学材料科学与工程学院,重庆400044

收稿日期:2009204209　　　修回日期:2009206217　　　录用日期:2009210222

摘要:采用重庆同兴垃圾焚烧(MSWI)发电厂飞灰,开展了高温熔融及铁浴熔融重金属分布迁移规律实验研究.采用布袋式除尘法收集捕捉熔融过程烟气中的烟尘,并对烟尘中的重金属组分、含量、形态和结构进行测试分析,研究了高温熔融分离过程各金属元素在烟气中的迁移分布规律.结果表明,迁移到烟气中的主要元素为Zn、Pb、Cl、K、Na,并以ZnS、ZnO、PbCl2、KCl、NaCl形态存在于熔融飞灰上;Rb、Cd、Sn、Sb等低沸点易挥发金属元素在熔融烟气中以硅酸盐、磷酸盐形态存在;Hg主要以氯氧化物、硫氯化物形态存在.铁浴熔融可有效抑制Ti、Mn、Fe、Se的挥发,提高Cd、Sn、Sb的挥发速率,有利于提高Rb在熔融飞灰上的分配率,但对Zn、Rb、Pb的挥发没有影响.关键词:垃圾焚烧飞灰;熔融烟气;重金属;分布

文章编号:025322468(2010)012148205　　　中图分类号:X705　　　文献标识码:A

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Themigrationanddistributionofheavymamgasduringthe

meltingprocessofMSWIflyaWENJuan,LIUCollegeofMaterialsChongqing400044

Received9April2009;ivedinrevisedform17June2009;　　　accepted22October2009

Abstract:Meltingexperimentswithandwithoutaniron2bathwerecarriedouttoinvestigatethebehaviorofheavymetalsinthemeltingprocessforMSWIflyash.TheMSWIflyashwascollectedfromChongqingTongxingMSWIncinerationplant.Thecompositionandstructuresofmoltenflyash(MFA)inthefluegasweremeasured.TheresultsindicatedthatthemainelementsinthefluegasaretheevaporatedelementsZn,Pb,Cl,K,Na,whichexistintheformofZnSZnOPbCl2KClNaClinMFA;theevaporatedelementsRb,Cd,SnandSbexistintheformofsilicatesandphosphates,andtheHgexistsintheformofoxychlorideandsulfo2chlorinatedinMFA.Themeltingprocesswithaniron2bathcanincreasevolatilizationofCdSnSb;decreasevolatilizationofTi,Mn,Fe,Se,andpromotethedistributionratioofRbinMFA,buthasnosignificanteffectonthevolatilizationofZn,RbandPb.Keywords:MSWIflyash;meltingfluegas;heavymetals;distribution

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1　引言(Introduction)

垃圾在焚烧过程中会产生2%～3%(质量分数)的飞灰,而飞灰中富含重金属和含氯有机化合物、硫化物等有毒有害物质,若不经有效处置直接排入环境中,则会引起大气、水体、土壤污染,破坏生态环境,威胁人类社会的健康、和谐发展.《国家危险废物名录》已经明确规定生活垃圾焚烧飞灰为危险废物(编号为HW18),飞灰的处置必须严格按照危险废物的标准进行.日本的固体废物管理法规“TheWasteDisposalandPublicCleansingLaw”中就

基金项目:国家自然科学基金项目(No.50774107)

明确规定,飞灰必须经过熔融固化、水泥固化、化学

稳定化和酸浸提4种处理方法之一,才能进入填埋场(张瑞娜,2003).

飞灰的无害化处理对于城市垃圾焚烧处理技术在我国的推广应用具有重要意义.针对垃圾焚烧飞灰中的重金属污染问题,目前的处置思路是:①将重金属固定在飞灰中,使其在环境中表现稳定,不易浸出,主要包括水泥固化法、化学稳定法、熔融固化法等;②将飞灰中的重金属提取出来,同时实现重金属及飞灰的资源化利用.

常见的水泥固化法会增加飞灰处置后的体积,

SupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.50774107)

作者简介:文娟(1983—),女,博士,E2mail:wenjuan119@163.com;3通讯作者(责任作者)

Biography:WENJuan(1983—),female,Ph.D.,E2mail:wenjuan119@163.com;3Correspondingauthor