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水热法外加硅铝源稳定医疗废物焚烧飞灰中重金属的研究

王磊  
【摘要】:本文使用水热法处理医疗废物焚烧飞灰中的重金属,实验研究了各种硅铝添加剂,水热条件对于重金属稳定效果的影响。利用XRF元素分析仪,XRD晶体分析仪、SEM-EDS和ICP-MS等仪器对等水热反应前后飞灰与废水的特性,如各飞灰的元素含量、晶体特征、表面形态、渗滤特征毒性、以及废水中的重金属浓度进行实验研究。 实验分析了医疗废物焚烧飞灰的元素组成特性,表面形态与晶体特性,并使用EPA实行的固体颗粒物重金属渗滤毒性测试标准(TCLP Method1311EPA)研究了飞灰的重金属渗滤特征毒性,实验中各种重金属的浸出浓度各异,Zn的浸出浓度最大,而作为毒性较大的重金属元素Zn的浸出值超出了标准值。 水热法稳定处理飞灰实验过程当中,发现Al,Si元素含量、反应温度和反应时间的提高对重金属稳定效果起促进作用。根据医疗废物焚烧飞灰硅铝元素含量低的特性,添加高硅铝含量的城市垃圾焚烧飞灰,电厂燃煤飞灰和膨润土。利用水热法合成了一些沸石晶体(如加藤石[Ca3Al2(SiO4)(OH)8],含铝雪硅钙石Al-tobemorite-11A[Ca5(Si,Al)6O16(OH)10]与方沸石-C[Na(Si2Al)O6·H2O]),从而提高了飞灰的稳定性,飞灰的重金属污染大大降低。 实验使用添加偏硅酸钠(Na2Si03)与偏铝酸钠(NaAlO2)作为硅铝添加剂,水热法稳定医疗废物焚烧飞的同时,吸收并稳定模拟废水中的重金属。当反应温度达到275℃,对废水中的重金属(如Mn2+, Ni2+, Cd2+, Pb2+, Zn2+与Cu2+)的去除率都可以达到95%以上。处理后飞灰的渗滤毒性特征也大大降低。为飞灰用于去除废水中重金属的二次应用研究,提供了理论基础。 通过本文的研究,形成了稳定医疗废物焚烧飞灰中重金属较为经济有效处理工艺。


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