危险废弃物焚烧重金属固化特性的研究

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随着经济发展,随之带来众多的环境问题,许多有关危险废弃物无害化处置的研究已经纷纷展开。焚烧法作为处理危险废弃物的首选方法,具有减重比大、处理速度快、占地面积小、可回收热能等优点,在国内外已经得到了广泛的应用。废弃物焚烧带来的污染及废弃物中污染物的无害化处理也成为人们关注的重点。废弃物中的重金属在焚烧处理过程中不能被破坏,只发生迁移与物质的转化,最终也将以几乎相同的量排出炉外。焚烧产生的飞灰、底灰中含有大量的重金属元素,如果直接填埋,重金属将会被水浸出从而进入人类生活环境,将会造成严重的危害。因此研究重金属的迁移特性对于重金属的无害化处理具有深远的意义。本文从危险废弃物的定义出发,对危险废弃物中重金属的来源、危害以及焚烧法处理危险废弃物对重金属迁移特性的影响因素各方面进行了详细的介绍和分析。利用回转窑焚烧装置研究碱性钙基物质CaO、Ca(OH)2对重金属的固化特性,研究结果表明,CaO对重金属Cr、Cd、Ni的固化效果较好,而Pb、Cu在温度低于600℃时Ca(OH)2的固化作用占了优势。研究空气系数对重金属迁移的影响得知,随着空气系数的增加,底灰中Cr、Cd、Ni、Cu的含量是增加的,空气系数对重金属Pb没有明显影响。这为重金属的固化稳定化处理提供了实验依据。在阅读中外文献基础上,本文率先在国内就硫元素对重金属的迁移特性进行了探索性和基础性的研究。先运用Fact-Sage软件模拟计算硫、氯、硅三种元素对各重金属迁移特性的影响趋势,得出氯可促使重金属由固相向气相中迁移,而硫、硅则与重金属反应生成较为稳定的金属盐存留在固相中。比较而言,硫固化稳定化重金属的效果比硅的稳定化效果要好。理论模拟计算将为进一步的实验研究提供理论基础。在软件模拟计算的前提下,进一步采用管式焚烧炉研究硫对重金属迁移特性的影响。以危险废弃物染料残渣与电镀污泥为研究对象,首先焚烧染料残渣作平衡实验的研究,在平衡基础上焚烧不同质量比的危险废物与硫粉,研究不同工况下硫对重金属迁移特性的影响。实验结果表明:硫可促使重金属由气相向固相迁移,迁移特性的大小则与重金属的种类、重金属本身的物质特性、物质中所含重金属的量有关系。对单个重金属而言,挥发性重金属Cd受硫的影响较为明显,对于难挥发性重金属如Cu、Cr则受S的影响较小。硫对重金属迁移特性的实验研究将为重金属的无害化处理提供数据参考,为重金属无害化处理开辟了新的路径。
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