城市固体废弃物热解过程中重金属迁移特性研究

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据报道,2010年我国城市固体废弃物的产量达到了3.52亿吨,位居全球第一,而且近几年的增长速度为8~10%。目前,我国有大约2/3的城市被固体废弃物包围。目前,传统的城市固体废弃物处理的方法有卫生填埋,堆肥和焚烧。传统的固体废弃物处理方法有很大的缺点,废弃物卫生填埋需要占用大量的土地,堆肥法处理量小、效率特别低,焚烧法容易产生二次污染,特别是产生二噁英的污染问题,传统方法已经不能满足环保意识逐渐增强的人们。热解处理对固体废弃物的资源化利用程度更高,污染小,能有效控制二噁英等有毒物质的排放。但是由于固体废弃物组分复杂,废弃物热解后产生的灰渣含有一定量的重金属等污染物,为了使采用热解处理固体废弃物的达到无害化的目的,了解热解过程中重金属的迁移特性十分必要。本文针对我国城市固体废弃物组成,分析重金属的来源,了解各组分中重金属成分,利用原子吸收光谱仪进行重金属含量检测。使用管式炉进行热解过程中重金属迁移特性的系统实验,通过改变热解过程中气氛、温度、氯化物形态、吸附剂种类等因素考察重金属的迁移特性,实验结果如下:(1)温度能提高重金属化合物的蒸气压,从而促进重金属的挥发,对不稳定的重金属Cd挥发影响最大,而对稳定的重金属Cr和Ni的挥发影响最小。(2)不同的气氛对重金属的挥发特性影响不同。对于性质不稳定的Cd,无论在氧化气氛还是在惰性气氛中,Cd的挥发率的变化不大,而对于重金属Pb和Zn,和氧气反应有稳定的氧化物形成,所以,在氧化气氛中的挥发率较氮气气氛的要高。(3)氯Cl能有效增强重金属的挥发特性。有机氯(PVC)和无机氯(NaCl)均对Pb、Cd和Zn的影响较明显。对于不是很稳定的重金属如Cd、Pb、Zn,PVC的影响大于NaCl,而对难挥发的重金属如Cr、Ni,NaCl的影响大于PVC。(4)添加CaO的情况下,CaO和废弃物中的Cl发生反应生成CaCl2,减少了易挥发性的重金属氯化物产生,高岭土中的SiO2和Al2O3能与重金属发生反应生成稳定的重金属如PbSiO3、CdSiO3、CuSiO3、ZnSiO4和ZnAl2O4,从抑制重金属的挥发。
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