處理高鉛鎘含量垃圾焚燒飛灰的液體穩(wěn)定劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種處理高鉛鎘含量垃圾焚燒飛灰的液體穩(wěn)定劑及其應(yīng)用，屬于重金 屬污染處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市生活垃圾焚燒是我國垃圾處置的重要手段，在焚燒過程中將產(chǎn)生大量飛灰， 若其未經(jīng)穩(wěn)定化或固化處理，其中大量的重金屬可能會造成嚴(yán)重的污染事故，危害居民健 康及生態(tài)環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計，2011年全國城市垃圾焚燒量為2599.3萬噸，如按飛灰量為焚燒垃圾 量3%估算，全國年產(chǎn)生78萬噸飛灰，約50%的飛灰沒有得到妥善處理。
[0003] 焚燒法產(chǎn)生的飛灰屬于危險固體廢物，含有各種對生態(tài)環(huán)境有害的較高浸出濃度 的重金屬元素，特別是鉛(Pb)、鎘(Cd)含量高。重金屬的危害在于它不能被微生物分解且能 在生物體內(nèi)富集或形成其它毒性更強(qiáng)的化合物，最終會通過食物鏈對人體造成危害。
[0004] 目前，對焚燒飛灰無害化處置主要方法有熔融/玻璃固化、水泥固化、穩(wěn)定劑穩(wěn)定 化、酸或其它溶劑洗提等，其中穩(wěn)定劑穩(wěn)定化處理法治理成本適中、治理時間較短，但如用 量控制不當(dāng)則會造成二次污染。目前常用的化學(xué)穩(wěn)定劑主要有二價鐵、硫化物、磷酸鹽、有 機(jī)螯合劑和高分子螯合劑等。為了滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)對 垃圾焚燒飛灰的入場要求，飛灰穩(wěn)定化處理后的重金屬浸出濃度限值要求嚴(yán)格，采用上述 化學(xué)穩(wěn)定劑添加量較大，成本較高和施工時間較長。申請?zhí)朇N200910197214的中國發(fā)明專 利公開了一種互補(bǔ)型藥劑配合穩(wěn)定垃圾焚燒飛灰的方法，采用無機(jī)還原性藥劑組合重金屬 離子沉淀型的有機(jī)螯合劑，對飛灰進(jìn)行穩(wěn)定化處理，處理工藝較復(fù)雜，成本較高。申請?zhí)?CN200810219221的中國發(fā)明專利申請公開了一種處理垃圾焚燒飛灰的方法，采用二甲氨基 硫酸鹽類化合物、硅酸鹽和五羥基乙酸鹽類化合物，對飛灰進(jìn)行處理，其原料配制需要在 50-80°C的溫度下配制成溶液，需要消耗一定的熱能，且在常溫運輸和使用過程中原料有結(jié) 晶析出的問題。處理過程中需用到擠壓機(jī)和蒸汽室，操作復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種制備簡單、操作使用方便、治理 效果好，成本較低的用于垃圾焚燒飛灰處理的液體穩(wěn)定劑。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種處理高鉛鎘含量垃圾焚燒飛灰的液體穩(wěn)定劑，按 重量份，包括1份可溶性有機(jī)硫化物、〇. 2~0.4份可溶性無機(jī)硫化物、0.2~0.4份可溶性硅 酸鹽、0.1~0.2份木質(zhì)素磺酸鈉、3~6份水，所述有機(jī)硫化物為二硫代羧酸鹽。
[0007] 進(jìn)一步地，所述有機(jī)硫化物為二甲基二硫代氨基甲酸鹽、二乙基二硫代氨基甲酸 鹽、乙基二硫代碳酸鹽、二硫代碳酸乙酸二鈉鹽中的一種或幾種。
[0008] 進(jìn)一步地，所述無機(jī)硫化物為硫化鈉或/和多硫化鈉。
[0009] 進(jìn)一步地，所述可溶性硅酸鹽為硅酸鈉或/和硅酸鉀。
[0010] 本發(fā)明進(jìn)一步提供所述的液體穩(wěn)定劑在處理高鉛鎘含量垃圾焚燒飛灰上的應(yīng)用， 每100重量份垃圾焚燒飛灰中加入所述液體穩(wěn)定劑1~5重量份，攪拌均勻，保持含水量15~ 30%，養(yǎng)護(hù)3~5天。
[0011]該穩(wěn)定劑用于高鉛鎘垃圾焚燒飛灰穩(wěn)定化處理的作用包括三個方面:其中有機(jī)硫 化物成分與大部分重金屬離子可形成共價型螯合物，具有很高的穩(wěn)定性，對環(huán)境pH變化適 應(yīng)能力強(qiáng)。有機(jī)硫化物的二硫代羧酸根(-CSf)即羧酸根中的兩個氧原子被硫取代，這種結(jié) 構(gòu)會與二價重金屬離子按化學(xué)計量比2:1反應(yīng)生成穩(wěn)定的絡(luò)合物。無機(jī)硫化物成分可與重 金屬離子形成硫化物難溶物。硅酸根與重金屬離子之間的反應(yīng)并不是按單一的比例形成硅 酸鹽，而是一種可以看作由水合金屬離子與二氧化硅或硅膠按不同比例結(jié)合而成的混合 物，這種硅酸鹽在較寬的pH范圍（2-11)有較低的溶解度。以上三種化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物相互包裹 絮凝形成密實的化合物，使得重金屬離子迅速由活性較強(qiáng)的離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒幕?合物。木質(zhì)素磺酸鈉能夠使上述穩(wěn)定劑的各組分均勻的分散在水溶液中。本發(fā)明的液體穩(wěn) 定劑將有效地降低飛灰處理成本，簡化處理工藝。
[0012] 本發(fā)明的液體穩(wěn)定劑能顯著降低飛灰中鉛和鎘的浸出濃度，滿足《生活垃圾填埋 場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)對于垃圾焚燒飛灰穩(wěn)定化處理后的限值要求。
[0013] 本發(fā)明的處理高鉛鎘含量垃圾焚燒飛灰的液體穩(wěn)定劑用于飛灰處置時，根據(jù)《固 體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》(HJ/T300-2007)測量的飛灰中酸提取態(tài)鉛鎘及 其他重金屬含量，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式確定有機(jī)硫化物和無機(jī)硫化物添加量，有機(jī)硫化物 的添加量為飛灰酸提取態(tài)重金屬含量理論摩爾計量的1.8~3倍;無機(jī)硫化物為飛灰酸提取 態(tài)重金屬含量理論摩爾計量的1.5~2.5倍。將該穩(wěn)定劑按一定的質(zhì)量比添加到飛灰中，攪 拌均勻，然后加入一定量的水充分濕潤混合物，保持混合物的含水量為15%~30%，養(yǎng)護(hù)3 ~5天。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是，該液體穩(wěn)定劑對鉛鎘含量較高的垃圾焚燒飛灰重金屬的治 理有非常好的效果，能夠滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》的入場條件要求。根據(jù)理論 摩爾計量定量添加藥劑，藥劑的有效利用率高;此外，該液體穩(wěn)定劑的成本較低，施工方便。
【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：應(yīng)用本發(fā)明所述的處理高鉛鎘含量垃 圾焚燒飛灰的液體穩(wěn)定劑，能夠顯著降低飛灰中鉛鎘的浸出毒性濃度，達(dá)到項目所確定的 治理目標(biāo)要求。
[0016] 實施例1:重慶某地垃圾焚燒飛灰工程項目，確定治理目標(biāo)飛灰處理后滿足《生活 垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)的要求?，F(xiàn)場采集飛灰樣品，檢測重金屬總含量 為4758.6mg/kg，按《固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法》(HJ/T300-2007)制備的 浸出液，鉛的濃度為6.39mg/L，鎘的濃度為4.99mg/L，超過GB16889-2008標(biāo)準(zhǔn)，其他重金屬 未超標(biāo)。對該垃圾焚燒飛灰進(jìn)行穩(wěn)定化處理，稱取100g飛灰，向其中添加質(zhì)量比5% (即5g) 的穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑的組分和比例為，按重量份，1份二甲基二硫代氨基甲酸鈉1. 〇8g，0.23份 硫化鈉0.25g，0.23份硅酸鈉0.25g，0.1份木質(zhì)素磺酸鈉0.1 lg，3.1份水3.35g。其中二甲基 二硫代氨基甲酸鈉的添加量是理論摩爾計量的2.15倍(飛灰質(zhì)量的1.08%)，硫化鈉的添加 量是理論摩爾計量的1.85倍（飛灰質(zhì)量的0.25% )，娃酸鈉的添加量是飛灰質(zhì)量的0.25%， 木質(zhì)素磺酸鈉的添加量是飛灰質(zhì)量的0.11 %。然后再加入適量的水潤濕飛灰，保持混合物 的含水量為25%，養(yǎng)護(hù)3天。穩(wěn)定化處理后按HJ/T300制備的飛灰浸出液，鉛濃度為0.09mg/ L，穩(wěn)定化率為98.6 %，鎘濃度為0.07mg/L，穩(wěn)定化率為98.6 %，滿足《生活垃圾填埋場污染 控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)中的限值要求。
[0017]實施例1中以鎘為例，二甲基二硫代氨基甲酸鈉與鎘的反應(yīng)方程式為：
[0018] 2 (CH3