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水热法降解焚烧飞灰中二噁英优化研究

韩立杨  
【摘要】:随着全国废弃物焚烧量的增多,焚烧产物的二次污染受到了社会的广泛关注。焚烧飞灰中富集了重金属和持续性有机污染物,其中就含有剧毒物质——二嗯英,因此被定义为危险废弃物。焚烧飞灰需要处理后才能进入填埋场填埋或者资源化利用。本文依托国家重点基础研究发展计划(973)研究课题,开展了水热法-芬顿反应体系处理飞灰中二嗯英的研究。本文的主要研究内容和结论如下: 1)利用新的试验设计方法——正交试验设计——设计了16组实验工况,全面研究了温度、双氧水、铁离子和pH在水热法降解焚烧飞灰中二嗯英的作用。为实验节省了人力物力,同时为水热法的研究引进了一个新的试验设计方法。 2)飞灰样品经过高温水热反应质量损失将近60%,使得飞灰中二嗯英被“浓缩”。并且在碱性环境下重量损失最小,主要是因为碱性环境水热法可以固定飞灰中的重金属,而酸性条件小飞灰中的重金属容易溶解到溶液中。 3)研究表明,在不添加催化剂的条件下,氧气和双氧水在水热反应中对二嗯英的降解作用差别不大。中性环境有利于反应体系中二嗯英的降解;PCDFs的同系物在水热反应中脱氯反应并不是主要降解路径,而PCDDs的同系物的降解过程存在明显的脱氯现象。 4)通过极差分析发现,反应体系中温度和pH是影响二嗯英降解效率的显著影响因素,因此在后续研究和工业应用中为了达到较好的降解效果,可以通过精确控制pH值和较高的温度实现目标,而忽略铁离子和双氧水浓度在体系中的影响,从而降低成本。 总之,合理利用正交试验设计这一试验设计方法能够很好的减少试验时间和成本。得益于这种设计方法才使得在有限的时间内完成了对水热反应降解飞灰二嗯英的四因素四水平的实验研究。通过实验发现了降解焚烧飞灰中二嗯英的最优工况,为工业化应用奠定了一定基础。


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