分段水热法稳定城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的实验研究

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1、分类号学号M201270894学校代码10487密级硕士学位论文分段水热法稳定城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的实验研究学位申请人：夏德智学科专业：热能工程指导教师：姚洪教授答辩日期：2015年05月25日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonStabilizationofHeavyMetalsinMSWIFlyAshthroughSegmentedHydrothermalTreatmentCandidate：XiaDezhiM

2、ajor：ThermalEngineeringSupervisor:ProfessorYaoHongHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完

3、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要焚烧法因其工艺简单可靠、减容量大和能源回收等显著优点逐渐成为处理城市生活垃圾的主要方法之一。然而垃圾焚烧产生的飞灰由于含有较高浓度重金属及二噁英等污染物而被公认为危险

4、废物需要进一步处理。针对目前新兴的水热法处理垃圾焚烧飞灰过程中产生含有较高浓度铅、锌等重金属的残液需要处理并且在合成过程中会产生再吸附等问题，本文以流化床垃圾焚烧炉产生的飞灰为研究对象，通过添加碱溶预处理步骤，实现了分段水热处理垃圾焚烧飞灰工艺，以期更好的稳定其中的重金属。1.研究了四种固体废物浸出方法对城市生活垃圾焚烧飞灰重金属浸出结果的影响。结果表明：采用醋酸缓冲液作为浸提剂的HJ/T300方法和TCLP方法，铅和锌的浸出量较高；由于垃圾焚烧飞灰自身具有高碱性，采用硫酸/硝酸混合液作为浸提剂的HJ/T299方法因不具备缓冲能力，铅和锌的浸出量最低，反而采用中性去离子水作为浸提

5、剂的HJ577方法较HJ/T299方法铅和锌的浸出量还要略高。2.开展了水热法处理垃圾焚烧飞灰的主要影响因素的实验研究，结果表明：垃圾焚烧飞灰在一定的NaOH浓度和反应温度条件下经过水热反应生成了诸如加藤石(Katoite)、雪硅钙石(Tobermorite)和方纳石(Sodalite)等类沸石矿物，同时使得合成产物的浸出毒性有效降低，但当NaOH浓度超过3mol/L时仅有方纳石(Sodalite)生成，说明过量的碱度反而会阻碍水热反应的结晶过程，当反应温度140℃时，合成产物的浸出毒性反而会上升，说明过高的反应温度会使水热合成产物稳定重金属的效果降低。最终确定最优的反应条件为N

6、aOH浓度1mol/L、反应温度120℃。3.通过碱溶预处理步骤的添加，改进了水热法稳定垃圾焚烧飞灰的处理工艺。探讨了碱溶预处理过程溶出铅、锌的最优条件为反应温度为70℃、反应时间为50分钟、碱浓度为4mol/L。并对合成产物进行浸出毒性分析，结果表明：分段水热法能更加有效的稳定垃圾焚烧飞灰中重金属，并减少合成产物及残液的二次污染风险。关键词：分段水热法碱溶预处理城市生活垃圾焚烧飞灰重金属I华中科技大学硕士学位论文AbstractDuetotheprocessissimpleandreliable，incinerationtechnologygraduallybecomeoneo

7、fthemainmethodsoftreatmentofmunicipalsolidwasteinchina.However，theflyashproducedbyincinerationcontainshighconcentrationsofheavymetalsanddioxinandotherpollutantshavebeenrecognizedhazardouswasterequiringfurthertreatment.Thesynthesisofzeolite-li