生活垃圾焚烧炉渣特性及其在废水处理中的应用研究

【摘要】：焚烧法处理城市生活垃圾的特点是减量化效果显著,体积可减少90%,但仍有20%～30%的质量留在了焚烧灰渣中。焚烧灰渣主要包括飞灰和炉渣,飞灰因其可浸出重金属含量高,且含有二噁英等有机污染物,属于危险废物。炉渣是灰渣的主要部分,占80%左右,在我国是属于没有毒性的一般废物,可直接进行填埋或作建筑材料加以利用。 随着垃圾焚烧工艺在我国应用越来越广泛和对污染控制的愈加严格,焚烧炉渣内重金属的活性及在资源化利用过程中的环境安全性应引起足够重视。 近年来,我国在垃圾焚烧处理方面已积累了一定的经验,对焚烧工艺和焚烧过程产生的二次污染物也做了大量的研究工作。但研究多集中于飞灰这种危险废物,而对属于一般废物的焚烧炉渣研究极少,且局限于与炉渣作工程集料或建材利用相关的工程性质,对炉渣中重金属的来源、分布规律和活性大小以及在炉渣利用过程中的环境安全性评定研究尚少。另外,除作建材、骨料等简单利用外,有待开发出一种新型的高附加值的炉渣利用途径。 针对这种现状,本文通过对生活垃圾焚烧炉渣的物理化学性质分析、重金属含量、存在形态分布及浸出特性的研究,对炉渣在利用过程中的环境安全性做出评定,并通过对炉渣基质反应床处理高含磷禽畜废水的工艺运行参数优化、污染物的去除机理考察等,致力于开发出一条炉渣利用的新途径。 主要成果和结论如下: 较为全面地分析了垃圾焚烧炉渣的基本特性:从组成上看,主要包括熔渣、玻璃、陶瓷和砖头、石块等物,还含有一定的塑料、金属物质和未完全燃烧的纸类、纤维、木头等有机物;炉渣中大于4mm的颗粒占60%左右,适合作建筑材料使用,小于4mm的颗粒可考虑做水处理介质。 炉渣的主要组成为SiO_2:35.3%～42.3%,CaO:19%～27.2%,Al_2O_3:7.4%～7.8%,Fe_2O_3:3.9%～5.1%,还有少量的Na_2O、K_2O、MgO、TiO_2等。SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、Na_2O、K_2O的含量随炉渣粒度的减小而变小,相反地,CaO、P_2O_5、MgO、TiO_2等物质的含量却随粒度的变小而增大。 炉渣含有较高的重金属,且炉渣粒度变小,重金属含量升高:重金属在炉