[发明专利]垃圾焚烧飞灰同步稳定重金属和降解多环芳烃的方法

说明书

一种垃圾焚烧飞灰同步稳定重金属和降解多环芳烃的方法，包括如下步骤：1)预处理：研磨飞灰，使其粒径小于等于80μm；2)调配：将经预处理后的飞灰中添加硅铝调理剂得到混合灰样，向混合灰样中加入热水，经搅拌激发8～10h后得到混合料液，所述混合料液中的钙、硅和铝元素之间的摩尔含量比满足沸石类硅铝酸盐矿物雪硅钙石的生成要求，且所述混合料液中水与混合灰样的液固比为5～10:1mL/g；3)水热反应：将所述混合料液加入到密闭水热反应釜，并向水热反应釜内泵入双氧水，而后升温至150～200℃水热反应；其中，所述双氧水的质量分数为30％，所述双氧水与所述混合灰样的液固比为0.25～1mL/g；4)分离：将水热反应后得到的产物进行脱水分离，得到固相产物和废液。

技术领域

本发明属于固体废物的处理技术领域，具体的为一种垃圾焚烧飞灰同步稳定重金属和降解多环芳烃的方法。

背景技术

焚烧法已成为垃圾普遍采用的处理方法，相比其他废物处理方法，如填埋法、堆肥法等，焚烧法可以减少废物体积90％，降低质量60～70％。此外，焚烧法能分解有毒、有害的废弃物转化成无毒、无害的简单化合物，同时可以有效回收能源资源，其产生的热量能用来供热和发电，是处理生活垃圾、医疗垃圾等固体垃圾的最佳选择。

垃圾焚烧处理后，会产生相当于一定数量的飞灰。飞灰是指在垃圾焚烧厂的烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、余热锅炉等)中收集而得的残余物，包括烟灰、注入的吸附剂、烟道气的冷凝产物与反应产物等。飞灰的产生量约为垃圾处理量的3～5％左右。由于飞灰具有复杂的表面特性，其富集和形成了大量的有毒有害物质，如高浓度可溶性盐类物质、高浸出浓度的重金属以及高毒性多氯联苯(PCBs)、多环芳烃(PAHs)、二噁英类物质(PCDDs/Fs)等持久性难降解有机物。因此，飞灰在我国被明确列入《国家危险废物名录》(HW18)。综上，在垃圾焚烧过程产生的二次污染物中最为突出且迫在眉睫的问题就是垃圾焚烧飞灰的处理处置问题。一定程度上来说，垃圾无害化处理的终点应是最终实现垃圾焚烧飞灰的无害化。

由于我国垃圾分类回收制度不完善和落实不到位，导致部分含有重金属的废物材料(废旧电池、电子元件、温度计等)进入生活垃圾。在焚烧过程中重金属及重金属化合物被蒸发进入烟气，烟气从温度较高(800～1000℃)的炉膛进入温度较低(400～500℃)的烟道时，急剧的冷却使得重金属从烟气中浓缩出来，从而在飞灰颗粒表面发生吸附聚集，加之飞灰具有较大的比表面积和孔隙率，致使飞灰中含有大量重金属物质。总的来说，垃圾焚烧飞灰中Pb、Zn、Cu、Cr、Cd等重金属的含量较高，其占比达垃圾焚烧飞灰总量的1～2％，其中Pb、Zn的含量最多。飞灰中的重金属危害性在于其总量大且绝大部分以不稳定的形式存在，在酸性或还原性条件下重金属易进入土壤和水体中。由于绝大多数不能通过分解和破坏来消除，因此垃圾焚烧飞灰若不妥善处理，一旦土壤或水体被重金属污染便很难通过自身的净化作用将其消除，从而导致土壤和水环境的污染日益加剧。另外，重金属易在生物体内聚集，包括在鱼、虾、农作物等体内富集，人类通过食用含重金属的蔬菜或鱼虾使得重金属进入体内，经过一段时间的积累，将对人体健康造成极大危害。