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摘 要

飞灰进行水洗脱氯后，飞灰可运用于水泥窑中进行资源回收，但飞灰水洗液重金属含量超标，运用碳酸化处理技术对其进行处理，稳定性质的同时可固定二氧化碳，达到以废治废的目的。以焚烧垃圾飞灰为研究对象，主要研究不同水洗工况（液固比、水洗时间）重金属浸出特性，研究重金属在碳酸化过程中的浸出特性。

水洗后，飞灰中重金属及盐类物质转移至液相。随着液固比的增，浸出浓度降低。水洗时间则对金属的浸出没有太大的影响。通过实验得出，最佳水洗工况为液固比为10，水洗15分钟。

在曝气实验中，锌离子、铅离子、铜离子的去除率分别达到了90.41%、89.79%、63.64%。加速碳酸化法对于这三种金属离子均有一定的去除效果。

关键词：碳酸化 水洗 飞灰 重金属

The precipitation characteristics of heavy metal in tail gas aeration of fly ash water washing cement kiln

Abstract

Fly ash can be used in the cement kiln for resource recovery after washing. However, the heavy metal content of the fly ash water washing liquid exceeds the standard, and it is treated by carbonation treatment technology, and the carbon dioxide can be fixed at the same time. In this paper, the characteristics of heavy metal leaching in different washing conditions (liquid-solid ratio, washing time) were studied, and the leaching characteristics of heavy metals in carbonation were studied.

After washing, heavy metals and salt substances in the fly ash are transferred to the liquid phase. As the liquid-solid ratio increases, the leaching concentration decreases. The washing time does not have much effect on the leaching of the metal. According to the experiment, the optimal washing condition is that the liquid-solid ratio is 10, and washed for 15 minutes.

In the aeration experiment, the removal rates of zinc ions, lead ions and copper ions reached 90.41%, 89.79% and 63.64%, respectively. Accelerated carbonation has a certain removal effect on these three metal ions.

Keywords: carbonation; washing; fly ash; heavy metal

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1飞灰的来源及特点 1

1.2飞灰的处理处置技术 2

1.2.1固化稳定化处理 2

1.2.2飞灰的最终处置技术 2

1.3水泥窑共处置技术概述 3

1.4加速碳酸化处理技术 3

1.5研究的目的和内容 4

1.5.1 研究目的 4

1.5.2研究内容 4

第二章 实验方案 5

2.1实验材料及检测仪器 5

2.2飞灰的物化性质 6

2.2.1含水率的测定 6

2.2.2飞灰的全量消解 6

2.3水洗实验 7

2.4飞灰水洗液曝气实验 8

第三章 水洗实验分析 9

3.1飞灰的物化性质 9

3.1.1飞灰的物理性质 9

3.1.2飞灰的化学性质 9

3.2飞灰的水洗工况研究分析 12

3.2.1液固比对飞灰中物质浸出影响 12

3.2.2水洗时间对飞灰中物质浸出影响 15

3.3小结 17

第四章 飞灰水洗液曝气实验分析 19

4.1曝气实验中的重金属沉淀特性研究分析 19

4.1.1金属Zn的沉淀特性 19

4.1.2金属Pb的沉淀特性 20

4.1.3金属Cu的沉淀特性 21

4.1.4金属Cr的沉淀特性 21

4.2小结 22

结论 23

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪 论

1.1飞灰的来源及特点

现代化进程的高速发展以及国民经济实力的急速提升，生活垃圾的产生量也随着城市人口的增加而逐步增加。据估计，到2020年城市垃圾的产生量将达到3.23亿吨左右^[1]。各种废弃物中所含的重金属对环境的威胁日益加剧。因而，对于城市生活垃圾的处理，我国面临着巨大的技术压力和经济压力。

处理生活垃圾的方法多样。堆肥法^[2]是解决城市生活垃圾的一个重要方法，在厌氧或有氧环境下，利用微生物的生存特性分解垃圾废物，达到稳定化和无害化的目的，但同时存在着对场地的需求大、有异味等问题^[3]；填埋法在国外已经有了较完善的工艺技术，我国填埋工艺相对落后^[4]。填埋法存在着气体污染，场地需求大，对地质的要求高的问题^[5]，具有一定的局限性；焚烧厂有着占地面积小、处理效果好且处理速度优越的优势，且焚烧法减量效果明显、无害化水平高，且能够有效率的将生活垃圾中所含有的能量通过燃烧转化为电力，将废物资源化，回收能源，减少固废对环境的影响^[6]，焚烧法因这些优势普遍应用在垃圾的无害化处理中。

飞灰收集于焚烧厂的除尘装置，主要来源于焚烧厂的烟气处理装置和余回收系统中。飞灰是垃圾的焚烧过程中产生的二次污染物，在环境中产生一定的影响，降低环境质量。重金属、盐类物质及二噁英之类的剧毒污染物常见于飞灰中，已经明确规定飞灰属于危险废物。

由于生活垃圾成分的不同及垃圾焚烧工艺不同还有尾气的处理方式不同导致了飞灰重金属种类、含量的差异性。Pb、Cr、Cd、Hg、Zn、Ni等金属元素是飞灰中常见的。部分金属元素在酸性或含盐量较高条件下易浸出^[7][8]。若飞灰的处理处置不当，污染物则会浸出到生态环境中，在水、大气、土壤中发生一系列的迁移和转化，发生物理化学反应，生成有害物质，破坏原始生态平衡，对生物圈中的生物造成影响和伤害。我国的生活垃圾分类不明确，国民的意识尚未提高，生活垃圾收集后焚烧包含厨余垃圾和塑料，导致了飞灰中含有大量的氯盐。飞灰中的可溶性盐以质量分数计算占其总盐的两成以上^[9]，主要为 Na、K 和 Ca 的氯化物。飞灰中大量存在的氯盐提高了其他有害物质的溶解性，易溶解到地下水中，造成水体勿扰^[10]。

1.2飞灰的处理处置技术

1.2.1固化稳定化处理

固化稳定化处理飞灰的一般路线是固化后进入填埋场或者进行资源利用^[11]。

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