氯化劑對污泥焚燒飛灰中重金屬揮發(fā)特性的影響

黃海姍

摘 要：污泥焚燒具有很多的優(yōu)點，其中最突出的就是明顯的減量化、無害化、資源化，在近些年得到了廣泛的使用。但是，由于污泥焚燒，會產(chǎn)生一定的飛灰，這些飛灰富含重金屬，在高溫過程中可濃縮重金屬，飛灰中的重金屬濃度非常高。所以，通常被認(rèn)為是有害廢棄物，必須適當(dāng)?shù)靥幚怼Y(jié)、熔融等高溫處理方法具有有效的效果，如能夠具有處理處置效果和體積減少的效果，但高溫處理過程具有揮發(fā)性，這就使得重金屬很容易進(jìn)入大氣環(huán)境。因此，對于飛灰科學(xué)和有效的處理對環(huán)境保護(hù)和資源再利用具有重大意義。本文討論了高溫焚燒時的污泥焚燒灰中的重金屬揮發(fā)時加入氯化物會產(chǎn)生的影響進(jìn)行了相關(guān)的研究。

關(guān)鍵詞：氯化物;飛灰;重金屬;污泥焚燒

1 污泥焚燒飛灰的產(chǎn)生與處置

污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢棄物就是污泥，污泥具有復(fù)雜的組成和巨大的生產(chǎn)。目前，中國污泥處理及處理的主要方法包括對于家庭污泥及農(nóng)業(yè)污泥的處理，如堆肥農(nóng)用、土地填埋、焚燒、干化等處理。焚燒后，可減少85%左右的污泥，通過高溫焚燒可以完全消除致病原體，進(jìn)而可以避免二次污染。在生活污泥經(jīng)過焚燒后，可綜合利用生活污泥焚燒爐產(chǎn)生的渣滓，可用于發(fā)電、加熱。但是，不能忽視導(dǎo)致的焚燒飛灰。

焚燒飛灰的主要成分是SiO2、P2O5、Al?2O3、CaO、MgO、Fe2O3、CuO、K2O、Na2O等酸性氧化物和堿性氧化物，CaO、SiO2、Al2O3和Cl元素占主要成分總重量約90%。由于高溫處理中重金屬具有濃縮作用，因此在燃燒飛灰中的重金屬濃度極高。中國的《城市固體廢物管理法規(guī)》規(guī)定，焚燒飛灰是危險廢棄物，所以，必須要經(jīng)過特別得處理。因此，要科學(xué)的對于飛灰進(jìn)行處理，從而使得對于環(huán)境保護(hù)和資源再利用帶來更大的幫助。

2 氯化物對重金屬揮發(fā)的影響

2.1 氯化物含量對重金屬揮發(fā)的影響

在污泥中氯含量成分增加或者煙氣中的HCl濃度過高的時候，就會使得煙氣中的重金屬得揮發(fā)增加。氯化金屬的蒸發(fā)壓比氧化金屬高。在污泥中的無機(jī)氯和有機(jī)氯含量多的情況下，氯與重金屬反應(yīng)，在某些條件下形成小粒子和低沸點的氯化物，使重金屬的揮發(fā)惡化。

調(diào)查了底部煤渣飛灰及煙氣的，在850℃停留12min，氯化物對于pb移動及分布帶來的影響。由于NaCl和NaCl的添加，底渣中的pb分布急劇減少，隨著氯化物含量的增加，也使得底盤中的pb分布減少。不添加氯化物的情況下，底盤中的pb分布為78.24%，飛灰為21.76%，尾氣中為0。在添加2%NaCl后，底盤中的pb分布為9.10%，飛灰為90.90%。底渣中的pb在添加了2%的pvc后分布為6.58%，和加入NaCl相同量的pb底渣得分布相比較少，在飛灰中的分布為93.42%。隨著氯乙烯含量的增加，底渣中的pb分布較少，飛灰的分布逐漸增加。但是，NaCl顯示了與pvc相反的傾向。隨著NaCl含量的增加，底渣中的pb分布增加，在飛灰中的分布逐漸減少。在實驗中，沒能夠準(zhǔn)確地檢測出煙氣中的pb分布。

2.2 不同溫度下有機(jī)氯和無機(jī)氯對重金屬分布的影響

關(guān)于金屬元素，有機(jī)氯和無機(jī)氯兩者揮發(fā)性的增加程度不同，有機(jī)氯的影響比無機(jī)氯高，而且溫度越高揮發(fā)性越高。對于cd來講，有機(jī)氯和無機(jī)氯對cd的影響是顯而易見的。當(dāng)溫度高于450℃時，添加有機(jī)氯可以使Cd在煙道氣體上揮發(fā)。如果Pb的溫度不足350℃，氯得揮發(fā)特性就沒有大的影響。溫度在350度以上，由于氯的存在，煙氣中的Pb濃度在低溫中增加，不過增加的量不大。如果溫度高于750℃，氯就會對于pb的影響加大，pb的揮發(fā)量與無氯的情況相比顯著增加。溫度在600℃以上的時候，對于zn的影響，有機(jī)氯比無機(jī)氯更加容易使得金屬zn揮發(fā)。但是，對于Cu來說，氯的存在即使添加有機(jī)氯和無機(jī)氯，也幾乎不會影響Cu的揮發(fā)特性。在比較高的溫度下進(jìn)行焚燒的時候（約750℃），添加有機(jī)氯（pvc）可增加銅的揮發(fā)。據(jù)了解，在低溫下焚燒污泥，氯的存在幾乎不影響重金屬的分布特性，僅在更高溫度下氯會影響金屬的揮發(fā)性。

2.3 同一溫度下有機(jī)氯和無機(jī)氯對重金屬分布的影響

燃燒溫度600℃中不管是否添加了NaCl或PVC，煙氣中的重金屬含量一般比不添加氯的燃燒條件要高，焚燒污泥中的氯的存在會使煙道煤氣中的Pb、Zn、Cd含量明顯增加，而且煙道煤氣中Cu也會增加，只不過相對較小，幾乎沒有變化。影響重金屬揮發(fā)特性的PVC的影響大于NaCl。

隨著焚燒溫度的不斷增加，如果焚燒污泥中的氯存在，煙氣中的重金屬濃度就會增加，重金屬的揮發(fā)性也會提高，對于化合物的揮發(fā)也會有明顯的影響。在900℃的焚燒溫度時，如果在cu中添加nacl 1和pvc，煙道煤氣中的重金屬濃度就會發(fā)生變化。

3 結(jié)論

高溫且不進(jìn)行氯化劑得添加下的飛灰，重金屬揮發(fā)率為pb>cd>zn>cu。重金屬的揮發(fā)率在添加氯化劑后顯著變化，提高了重金屬的揮發(fā)特性，促進(jìn)了重金屬從飛灰中進(jìn)行分離。因此，通過添加氯化劑可減少焚燒飛灰中的重金屬含量，從飛灰中蒸發(fā)出來的重金屬也可以作為冶煉原料進(jìn)行再利用，有利于資源的回收，最終提供飛灰的無害處理和再利用的理論基礎(chǔ)。

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