生活垃圾焚燒煙氣中的揮發(fā)性重金屬

城市生活垃圾中有多種有毒重金屬，如汞、鎘、鉛、鋅、銅、鎳、鉻等，其中每噸垃圾中鎘含量為10〜40g。重金屬在焚燒過程中部分或全部揮發(fā)氣化，然后隨著高溫?zé)煔獾睦鋮s發(fā)生冷凝作用。根據(jù)揮發(fā)-冷凝機(jī)理，揮發(fā)性較高的汞、鎘和鉛等少數(shù)重金屬會富集在亞微米顆粒上，而現(xiàn)有的除塵裝置只能截獲煙塵中較大的飛灰顆粒，粒徑為0.01〜10pm的微粒就會排入大氣中，形成氣溶膠不易沉降，給環(huán)境造成很大的危害。

為了控制鎘的排放，盧歡亮等(2005)開發(fā)了一套石英管式爐系統(tǒng)，在模擬垃圾焚燒煙氣組分的條件下，利用高嶺土、凹凸棒土、硅藻土、α-Al2O3和輕質(zhì)碳酸鈣5種非金屬礦物對煙氣中的氯化鎘進(jìn)行靜態(tài)模擬吸附實驗。高嶺土磨粉機(jī)是一種專門用于高嶺土磨粉的設(shè)備，并且磨出的高嶺土十分的精細(xì)，高嶺土的生產(chǎn)設(shè)備是生產(chǎn)高嶺土的重要工具，一定要慎重的選擇好，結(jié)果表明，非金屬礦物對氯化鎘具有一定的吸附性能，吸附能力大小關(guān)系為：輕質(zhì)碳酸鈣>凹凸棒土=αAl2O3>硅藻土>高嶺土;在不同氣氛條件下，非金屬礦物對氯化鎘吸附量的大小呈現(xiàn)模擬煙氣大于氮?dú)獾内厔?。同時認(rèn)為非金屬礦物對氯化鎘的吸附除了物理吸附之外還存在化學(xué)吸附作用。

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，垃圾的排放量急劇增加，嚴(yán)重影響人類生存環(huán)境和城市可持續(xù)發(fā)展，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)由于對垃圾處理達(dá)到無害化、減量化、資源化的三化標(biāo)準(zhǔn)，近年來得到了廣泛的應(yīng)用。但垃圾焚燒后產(chǎn)生的垃圾焚燒飛灰，由于其中富集了高濃度易滲濾的重金屬等污染物，被視為危險廢棄物，可對環(huán)境造成二次污染。如何安全有效地處置垃圾焚燒飛灰成為急需解決的環(huán)境和社會問題。

謝吉星等(2010)以垃圾焚燒飛灰和高嶺土為主要原料，氫氧化坪為堿激活劑制備了地聚合材料，當(dāng)焚燒飛灰的摻加量在70%左右時，其28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)19.36MPa。重金屬浸出實驗表明，地聚合材料對垃圾焚燒飛灰中的重金屬Zn、Cu、Cr、Mn、Pstrong有明顯的固化效果，在28d時基本無溶出。SEM分析結(jié)果表明，地聚合材料的斷面結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能和固化效果相關(guān)，XRD和IR分析結(jié)果表明，焚燒飛灰和高嶺土在堿的激發(fā)下生成新的硅鋁酸鹽聚合物，所得地聚合材料為無定形態(tài)。地聚合物中堿金屬陽離子作為平衡電荷分布于聚合鏈之間，可以與其它金屬陽離子發(fā)生交換，由于四面體的鋁具有一個負(fù)電荷，所以被堿金屬離子交換的重金屬陽離子可作為平衡電荷直接與其成鍵，以達(dá)到固化的目的。此外，地聚合材料的基質(zhì)相的化學(xué)組成與沸石類似，此類沸石的籠形結(jié)構(gòu)也可以有效地固封重金屬(Dux-son等，2005)。

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