水热条件下碳酰肼消解飞灰中二噁英的研究

摘要

近年来生活垃圾焚烧技术在我国各大中型城市得到了快速的发展，生活垃圾焚烧飞灰的产量越来越大。由于垃圾焚烧飞灰中含有大量的重金属及一定量的二噁英，属于国家规定的危险固废，因此在进行填埋前需要进行稳定化预处理。随着危险同废填埋规定的日益严厉以及安全填埋场的日益紧张，如何对垃圾焚烧飞灰进行无毒化处理，以进行资源利用成为当前的研究热点。 本文以我国东部发达地区某垃圾焚烧厂所产飞灰为研究对象，使用还原性药剂—碳酰肼和水合肼，在相对低温的水热条件下(245℃，260℃)，探讨了在不同的预处理灰样、药剂添加量及饱和温度下，垃圾焚烧飞灰中二噁英的分解及重金属稳定效果。 实验结果表明：水洗预处理灰中二噁英在浓度含量、当量毒性及同系物分布上都与原灰中趋于一致；同时水洗预处理对飞灰在水溶液中的pH值的影响不大，但是水洗处理能洗掉飞灰中大部分的可溶性盐分。在245℃及260℃的水热条件下，添加药剂及不添加药剂的实验中，原灰中二噁英在质量浓度分解率及当量毒性降低率上都要明显优于水洗预处理飞灰；在以碳酰肼及水合肼为添加药剂的实验中，两种药剂对飞灰中二噁英的分解影响相似，在饱和温度为245℃时，二噁英的质量浓度分解率达到80％，饱和温度为260℃时，二噁英的质量浓度分解率达到90％，即温度提高对飞灰中二噁英的分解是有利的；但是当量毒性降低不明显，原因是大分子低毒性的高氯代二噁英同系物的分解率高，小分子高毒性的低氯代二噁英同系物分解率较低，尤其是像当量毒性最大的同系物2，3，7，8—TCDD增加明显，它在水洗预处理飞灰水热处理后飞灰中的毒性贡献率达到80～90％，在水热处理后原灰中的毒性贡献率达到30～40％。研究表明添加药剂与不添加药剂的水热处理相比，添加药剂对飞灰中二噁英分解的促进效果不明显，但是对水热处理下飞灰中重金属的稳定效果很明显：水热处理能降低过程液中的重金属浓度，在以碳酰肼为添加药剂的水热处理过程液中重金属浓度随碳酰肼添加量的增加而降低；对水热处理飞灰进行的重金属浸出实验中发现，使用碳酰肼及水合肼都能起到稳定飞灰中重金属的目的，相对而言，使用碳酰肼效果更好。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1前言

1.2研究背景

1.2.1垃圾焚烧技术在我国的发展

1.2.2垃圾焚烧飞灰的产生、危害及处置管理现状

1.3论文的主要研究内容及意义

1.3.1论文的课题背景及主要研究内容

1.3.2论文的研究意义及创新点

第2章文献综述

2.1二噁英的理化特性及垃圾焚烧过程产生来源

2.1.1二噁英的结构、理化特性和危害

2.1.2垃圾焚烧产生的二噁英及生成机理

2.2飞灰中二噁英消解技术研究进展

2.3热分解中低温下二噁英的分解行为

第3章实验方法及实验内容介绍

3.1实验设计

3.2实验材料和设备

3.2.1实验用的焚烧飞灰

3.2.2实验用药剂

3.2.3实验设备

3.3实验内容

3.4实验流程

3.5数据处理方法

3.5.1含水率的测定与计算

3.5.2飞灰中重金属元素组成及浸出毒性测定

3.5.3飞灰水洗前后氯含量的测定

3.5.4二噁英含量及毒性当量降低率及同系物分解率计算

第4章飞灰的性质研究

4.1原灰的化学组成及水洗处理对飞灰成分的影响

4.2原灰中二噁英含量及二嗯英同系物分布特点

4.3水洗处理对飞灰中二噁英的影响

4.4反应混合溶液pH值及电导率

4.5本章小结

第5章实验结果及讨论

5.1水热条件下飞灰中二噁英分解效果讨论

5.1.1飞灰样品对二噁英消解效果的影响

5.1.2碳酰肼浓度对二噁英消解效果的影响

5.1.3水合肼浓度对二噁英消解效果的影响

5.1.4水热条件下二噁英的分解特点

5.1.5二噁英的分解行为讨论

5.2水热反应对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定效果讨论

5.2.1飞灰水热处理过程液中重金属含量

5.2.2水热处理后飞灰的重金属浸出特性

5.3本章小结

第6章结论与展望

6.1结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果