專利名稱：一種醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療垃圾焚燒飛灰無害化處理的方法，具體涉及含重金屬的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，屬于危險廢物處理技術領域。
背景技術：
醫(yī)療廢物是一種特殊的污染物，2002年，全國醫(yī)療廢物的產(chǎn)生總量約65萬t，平均日產(chǎn)生量為1780t。2010年，醫(yī)療機構床位數(shù)比2002年增加5%，醫(yī)療廢物產(chǎn)生量達到68萬t。雖然其產(chǎn)量僅占城市固體廢物的3%，但它可能含有多種傳染性病菌、病毒化學污染物、針頭銳器及放射性等有害物質(zhì)，具有極大的危險性。
焚燒技術是我國主流醫(yī)療廢物處理處置技術，是破壞感染性和有毒性物質(zhì)、減少體積和重量的最有效的方法之一。醫(yī)療廢物經(jīng)焚燒處理后，廢物中的病原體被徹底消滅；經(jīng)過焚燒，廢物中的可燃成分被高溫分解后，一般可減重80%和減容90%以上，減量效果好。醫(yī)療垃圾焚燒會產(chǎn)生一定量的焚燒飛灰，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的特點在于(I)高氯特征醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的氯含量相比生活垃圾焚燒飛灰的氯含量更高，生活垃圾焚燒飛灰中氯鹽大多以NaCl、KCl、CaCl2等形式存在，含量最低值和最高值分別為
O.88%和30%，多數(shù)分布在10-20%之間，平均值為15. 41%，這主要和生活垃圾的性質(zhì)、焚燒的工況以及煙氣凈化設備的差異有關。而對于醫(yī)療垃圾而言，其塑料類物質(zhì)含量遠高于生活垃圾，因此,醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中氯的含量明顯高于生活垃圾焚燒飛灰。(2)高硫特征醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中硫含量較高，接近10%。(3)高堿性特征生活垃圾焚燒飛灰中K2O和Na2O含量接近，平均含量為6. 06%和
5.33%，而醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中堿性氧化物含量遠高于生活垃圾焚燒飛灰，K2O和Na2O含量分別為23%和3. 5%ο(4)高鈣硅特征醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的鈣硅比高達13. 8。應用于焚燒飛灰無害化和安定化處理的方法主要包括固化穩(wěn)定化、濕式化學處理與高溫處理三大類。固化穩(wěn)定化主要包括水泥固化、螯合劑穩(wěn)定化、壓縮固化等類型；濕式化學處理主要包括加酸萃取與廢氣中和碳酸化兩種類型；高溫處理技術主要包括燒結固化和熔融玻璃化兩種類型。高溫熔融固化法又稱為玻璃化法，它是利用高于物質(zhì)熔點的溫度使焚燒飛灰達到熔融狀態(tài)，熔融液冷卻后形成的穩(wěn)定熔渣可作為路基材料或?qū)崿F(xiàn)資源化利用。其缺點是處理的代價較高。水泥固化是通過在飛灰中加入硅酸鹽水泥形成類似巖石的高強度塊狀物，水泥中高堿度的氫氧基可將重金屬轉(zhuǎn)變成氫氧化物等低溶解性物質(zhì)，從而將重金屬截留。反應形成的硅酸鈣、鋁酸鈣等水合物膠體，隨時間逐漸硬化最終形成結晶狀態(tài)，將重金屬離子包覆，形成穩(wěn)定結構同時達到固化體的最終強度。水泥固化技術處理費用較低，系統(tǒng)成熟易于操作。然而固化/穩(wěn)定化產(chǎn)物的增容比大，也會降低水泥固化法成本低廉的相對優(yōu)勢。藥劑穩(wěn)定化是指向焚燒飛灰中添加藥劑，用于焚燒飛灰中重金屬穩(wěn)定化處理的化學添加劑，主要有無機的重金屬穩(wěn)定藥劑及有機的液體螫合劑兩大類。重金屬與藥劑生成難溶物來防止重金屬的浸出。藥劑穩(wěn)定化的缺點是代價較高。醫(yī)療垃圾焚燒飛與生活垃圾焚燒飛灰的性質(zhì)具有一定差別，因此生活垃圾焚燒飛灰的處理技術并不完全適用于醫(yī)療垃圾焚燒飛灰，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰由于產(chǎn)生量相對較小，尚未引起足夠的重視，有針對性的處理技術也非常匱乏。如何妥善處置醫(yī)療垃圾焚燒飛灰，達到污染控制的目標，是亟待解決的技術難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是以解決上述問題為目的，針對醫(yī)療垃圾焚燒飛灰高氯、高硫、高堿性氧化物含量和高鈣硅比特征，而提供一種經(jīng)濟、低污染的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰無害化處理方法。本發(fā)明將化學藥劑法與水泥固定法聯(lián)合使用，采用腐植酸作為化學藥劑，即利用 腐植酸與重金屬的強結合性將重金屬穩(wěn)定化，降低重金屬的溶解性與遷移性，彌補單獨使用水泥無法保證長期穩(wěn)定性的缺點，同時使用水泥以增強腐植酸固化體的硬度。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的(I)先對醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的成分進行測定，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的pH值通常在12以上，在此pH值或填埋條件下遇到滲濾液，重金屬易于溶出。將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰與腐植酸按照一定比例進行均勻混合，在室溫下保持一定時間，利用腐植酸和醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中的重金屬生成重金屬絡合物；(2)再將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰與腐植酸的反應產(chǎn)物與普通硅酸鹽水泥以一定比例均勻混合，加入適量的去離子水進行攪拌，置于模具中在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間，即選擇的固化時間為3天,7天和14天。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(I)利用腐植酸固定重金屬，再使用水泥固化增強固定重金屬，使得固化體非常穩(wěn)定;(2)利用腐植酸首先固定重金屬，可以顯著降低后續(xù)水泥固化的水泥用量，使得固化體的體積增幅不明顯；(3)使用水泥固化可以很好地降低醫(yī)療垃圾焚燒飛灰水泥固化體中重金屬的浸出濃度，實現(xiàn)安全填埋；(4)使用腐植酸一次固定醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中的重金屬、水泥固化二次固定醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中重金屬，與建設單獨的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰處理設備相比，費用較低；(5)使用水泥固化可以將二噁英包封在水泥固化體中。
具體實施例方式本發(fā)明所述的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰無害化處置的方法，是先對醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的成分進行測定，將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰與腐植酸按照一定比例均勻混合，腐植酸的添加比例分別為10%，20%，30% (質(zhì)量百分含量)，室溫下保持24h，72h，240h。將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰與腐植酸的反應產(chǎn)物與普通硅酸鹽水泥按照一定比例進行均勻混合，普通硅酸鹽水泥為醫(yī)療垃圾焚燒飛灰和腐植酸反應產(chǎn)物質(zhì)量的10%、20%、30%，加入適量的去離子水進行攪拌，置于模具中在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間，即選擇的固化時間為3天，7天和14天。下面通過具體實施例對本發(fā)明的方法進行說明，但本發(fā)明并不局限于此。下述實例中所述試驗方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法；所述設備和材料，如無特殊說明，均可以從工業(yè)生產(chǎn)或商業(yè)途徑獲得；實施例I醫(yī)療垃圾焚燒飛灰在105°C下烘干24h，把烘干后的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰均勻添加10% (質(zhì)量百分含量)的腐植酸(商業(yè)腐植酸,腐植酸含量>90%，灼燒殘渣〈5%，含水率〈8%)，室溫下保持72h。將反應產(chǎn)物和普通波特蘭水泥按照一定的比例混合，水泥在混合物中所占的比例分別是10% (質(zhì)量百分含量)，試驗中使用的水泥是規(guī)格為425標號的普通波特蘭水泥(Ordinary Portland Cement),混合均勻后,加入適量的去離子水進行攪拌,然后倒入 Φ20mmX30mm的模子里，在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間，即選擇的固化時間為3天，7天和14天。對固化體采用國家標準HJ/T299-2007毒性浸出程序測試，測試采用3個平行樣，測試結果取3個平行樣的平均值。表I為醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的化學組成，表2為普通波特蘭水泥的化學組成，表3為醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的重金屬含量，表4為醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的重金屬浸出特性，表5為醫(yī)療垃圾焚燒飛灰采用腐植酸固定穩(wěn)定化后，再采用水泥進行二次固定/穩(wěn)定化后重金屬浸出特性。表I醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的化學組成(wt. %)
CaO SiO Fe O Al O KU NdO MgU Cl SO3 F
36 28 2. 63 O 69 0.46 22 77 'I. 70 18.40 8 0.97表2普通波特蘭水泥的化學組成(wt%)
SiOAl2O3 Fe O CaO MgOSONd O K2O
22.8 5. I3. 0 63.8 1.4 2.0 O. 3 0.2表3醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的重金屬含量(wt. %)
PbOBdOSb2O3ZnOCuONiOCr2O3
0.24O. 090.812.590.14O. 01O. 08表4醫(yī)療垃圾焚燒飛灰重金屬浸出特性(μ g/L)
表5醫(yī)療垃圾焚燒飛灰二次固定/穩(wěn)足化后重金屬浸出特性(μ g/L)
實施例2醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的化學組成和重金屬含量以及重金屬浸出特性同實施例1，普通波特蘭水泥化學組成同實施例1，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰在105°C下烘干24h，把烘干后的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰均勻添加20%(質(zhì)量百分含量)的腐植酸(商業(yè)腐植酸)，室溫下保持240h。將反應產(chǎn)物和普通波特蘭水泥按照一定的比例混合，水泥在混合物中所占的比例是20% (質(zhì)量百分含量)，混合物混合均勻后，加入適量的去離子水進行攪拌，然后倒入O20mmX30mm的模子里，在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間，即選擇的固化時間為3天，7天和14天。對固化體采用國家標準HJ/T299-2007毒性浸出程序測試，測試采用3個平行樣，測試結果取3個平行樣的平均值，測試結果見表6。表6醫(yī)療垃圾焚燒飛灰二次固定/穩(wěn)定化后重金屬浸出特性(μ g/L)

實施例3醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的化學組成和重金屬含量以及重金屬浸出特性同實施例1，普通波特蘭水泥化學組成同實施例1，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰在105°C下烘干24h，把烘干后的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰均勻添加30%(質(zhì)量百分含量)的腐植酸(商業(yè)腐植酸)，室溫下保持240h。將反應產(chǎn)物和普通波特蘭水泥按照一定的比例混合，水泥在混合物中所占的比例是30% (質(zhì)量百分含量)，混合物混合均勻后，加入適量的去離子水進行攪拌，然后倒入O20mmX30mm的模子里，在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間，即選擇的固化時間為3天，7天和14天。
對固化體采用國家標準HJ/T299-2007毒性浸出程序測試，測試采用3個平行樣，測試結果取3個平行樣的平均值，測試結果見表7。表7醫(yī)療垃圾焚燒飛灰二次固定/穩(wěn)定化后重金屬浸出特性(μ g/L)
權利要求
1.一種醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，該方法是先對醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的成分進行測定，將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰與腐植酸按照質(zhì)量百分比配制，其中腐植酸的添加比例分別為10%，20%, 30%,室溫下保持24h或72h或240h，然后將水泥占醫(yī)療垃圾焚燒飛灰和腐植酸反應產(chǎn)物質(zhì)量的10%或20%或30%，加入適量的去離子水進行攪拌，置于模具中在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化3天或7天或14天，對固化體采用國家標準HJ/T299-2007毒性浸出程序測試，測試采用3個平行樣，測試結果取3個平行樣的平均值。
2.如權利要求I所述的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，該方法是通過下述具體步驟實現(xiàn)的 先將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰在105°C下烘干24h，把烘干后的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰按質(zhì)量百 分比添加10%的腐植酸，室溫下保持72h，后將反應產(chǎn)物和水泥混合，水泥在混合物中所占的比例是10 %，混合均勻后，加入適量的去離子水進行攪拌，然后倒入模具中，在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的 時間3天或7天或14天。
3.如權利要求I所述的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，該方法是通過下述具體步驟實現(xiàn)的 先將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰在105°C下烘干24h，把烘干后的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰按質(zhì)量百分比添加20%的腐植酸，室溫下保持240h，將反應產(chǎn)物和水泥混合，水泥在混合物中所占的質(zhì)量百分比是20%，混合物混合均勻后，加入適量的去離子水進行攪拌，然后倒入模具中，在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間3天或7天或14天。
4.如權利要求I所述的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，該方法是通過下述具體步驟實現(xiàn)的 先將醫(yī)療垃圾焚燒飛灰在105°C下烘干24h，把烘干后的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰按質(zhì)量百分比添加30%的腐植酸，室溫下保持240h，將反應產(chǎn)物和水泥混合，水泥在混合物中所占的質(zhì)量百分比是30 %，混合物混合均勻后，加入適量的去離子水進行攪拌，然后倒入模具中，在相對濕度大于90%和室溫下固化24h，24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化到所需要的時間3天或7天或14天。
5.如權利要求I或2或3或4所述的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，該方法中所采用的水泥是規(guī)格為425標號的普通波特蘭水泥。
6.如權利要求I或2或3或4所述的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，該方法中所采用的模具尺寸是0 20mmX30mm。
全文摘要
一種醫(yī)療垃圾焚燒飛灰固化/穩(wěn)定化處理的方法，是針對醫(yī)療垃圾焚燒飛灰高氯、高硫、高堿性氧化物含量和高鈣硅比特征，而提供一種經(jīng)濟、低污染的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰無害化處理方法。該方法是先對醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的成分進行測定，加入占垃圾焚燒飛灰10%或20%或30%的腐植酸，室溫下保持24h或72h或240h。然后加入占焚燒飛灰和腐植酸反應產(chǎn)物10%或20%或30%的水泥，并加入適量的去離子水進行攪拌，置于模具中固化24h。24h后脫模，得到的固化體在相同條件下繼續(xù)固化3天或7天或14天。本發(fā)明使用腐植酸一次固定醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中的重金屬、水泥二次固定醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中重金屬，與建設單獨的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰處理設備相比，費用較低，具有較好的推廣前景。
文檔編號B09B5/00GK102773246SQ20121026952
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權日2012年7月31日
發(fā)明者孫洋, 徐杰, 李彥龍, 李潤東, 王雷, 魏礫宏 申請人:沈陽航空航天大學