一种稳定化处理垃圾焚烧飞灰的方法技术

一种稳定化处理垃圾焚烧飞灰的方法，属于环境工程技术领域。本发明专利技术采用二烷基二硫代磷酸盐类化合物或加配絮凝剂作为稳定剂，处理方法为：取上述稳定剂溶于水中配成溶液，然后加入飞灰中，均匀搅拌，形成稠状灰浆混合物，自然干燥后填埋。稳定剂中二烷基二硫代磷酸盐类化合物与絮凝剂的重量比为１００∶４～１００∶１０，二烷基二硫代磷酸盐类化合物与垃圾焚烧飞灰的重量比为０．５∶１００～３∶１００，水与飞灰的重量比为０．７～１．０∶１。本发明专利技术的主要优点是二烷基二硫代磷酸盐类化合物与重金属离子螯合能力强，价格低廉，稳定化处理后的飞灰在ｐＨ１～１３条件下的浸出浓度均能满足危险废物鉴别标准，不会产生二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术为一种危险废物无害化、稳定化处理方法，属于环境工程
， 特别涉及一种用于垃圾焚烧飞灰的化学药剂稳定化处理方法。
技术介绍
随着我国社会经济的发展，城市化进程的不断加快以及人们物质生活的提高， 城市生活垃圾的数量以年10%左右的速度递增。预计到2010年,生活垃圾年产量 将达到2.9亿t。城市垃圾焚烧是城市垃圾处置的重要手段，然而焚烧过程将产 生大量飞灰，飞灰的产量与垃圾种类、焚烧条件、焚烧炉型及烟气处理工艺有关， 一般约占被焚烧垃圾量的3% 5%左右。分析表明:垃圾焚烧飞灰并不是化学惰性 物质,其中有含量较高的能被水浸出的Cd、 Pb、 Zn、 Cr等多种有害重金属物质和 盐类，若处理不当,将会造成重金属迁移,污染地下水、土壤及空气。同时，飞灰中 的二恶英也是潜在的重要环境污染物。由于垃圾焚烧飞灰中的重金属和二恶英等 难于自然降解，因此其对环境的影响十分严重。如何安全有效地处置垃圾焚烧飞 灰成为急需解决的环境和社会问题。固化与稳定化技术是国际上处理有毒有害废物的主要方法之一，固化技术 主要有水泥固化、沥青固化等方法，其具有工艺成熟、操作简单、处理成本低等 优点,但废物增容比很大，造成运输困难及后续填埋处置时填埋场土地大量浪费， 且固化体风化破坏后，重金属有再度溶出的危险。稳定化技术主要采用化学药剂 来实现，常用的无机稳定化药剂包括硫化物、磷酸盐、硅酸盐、石灰等，这一类 技术在体系pH发生改变时，重金属会发生渗漏现象，因而不能满足危险废物处 理的长期安全性要求。目前具有报道的有机稳定化药剂主要有二硫代氨基甲酸盐 及其衍生物、有机多聚磷酸及其盐类、壳聚糖衍生物等，尽管这些有机稳定化药 剂对飞灰中重金属具有较好的稳定作用，但因试剂的生产成本、原材料来源等诸 多问题导致采用有机稳定化药剂处理成本高而未见工业应用，此外有机稳定化药 剂处理后的飞灰在环境中的长期稳定性及对pH变化的适应性有待时间检验。因 此寻找生产工艺简单，原材料来源方便，价格便宜，对飞灰中重金属稳定化效果 好的化学药剂，已成为焚烧飞灰无害化处理的研究热点。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是针对现有焚烧飞灰固化与稳定化技术存在的不足，提 出，这种方法成本低，处理效果稳定，不会 对环境造成二次污染。，其特征在于处理方法步骤如下(1) 将稳定剂溶于水中，配制成稳定剂溶液；(2) 将稳定剂水溶液加入到飞灰中，持续搅拌，使飞灰中的重金属与稳定 剂中的二烷基二硫代磷酸盐类化合物完全反应，形成稠状灰浆混合物；(3) 然后将上述稠状灰浆混合物在自然通风条件下干燥后安全填理。 上述的稳定化处理垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于在步骤(1)中所述的稳定剂为二垸基二硫代磷酸盐类化合物或加配絮凝剂，其中二烷基二硫代磷酸盐 类化合物与絮凝剂的重量比为100:4 100:10。上述步骤(2)中稳定剂水溶液加入到飞灰中，其中二垸基二硫代磷酸盐类 化合物与飞灰的重量比为0.5:100 3:100，水与飞灰的重量比为0.7 1.0:1，加 入稳定剂后持续均匀搅拌10 40分钟。上述步骤(2)中所述的二烷基二硫代磷酸盐类化合物为二丙基二硫代磷酸 钾、二丙基二硫代磷酸钠、二丙基二硫代磷酸铵、二异丙基二硫代磷酸钾、二异 丙基二硫代磷酸钠、二异丙基二硫代磷酸铵，以上试剂可单独使用或两种及两种 以上联合使用。上述的絮凝剂为硫酸铝或聚合氯化铝。本专利技术中提出的六种二垸基二硫代磷酸盐类化合物的化学结构式如下所示1、 二丙基二硫代磷酸钾CH3CH2CH20\ CH3CH2CH2O / P\ S K2、 二丙基二硫代磷酸钠CH3CH2CH20\p,S CH3CH2CHaOZ \SNa3、 二丙基二硫代磷酸铵CH3CH2CH20\》S CH3CH2CH2。Z 、SNH44、 二异丙基二硫代磷酸钾CH3 CH3CHO\ CH3CHOZP\SKills5、 二异丙基二硫代磷酸钠<formula>formula see original document page 5</formula>6、 二异丙基二硫代磷酸铵<formula>formula see original document page 5</formula>式:本专利技术处理方法的原理为二烷基二硫代磷酸盐类化合物的结构通式如(1)(1)式中R为丙基、异丙基，X+为钾离子、钠离子及铵离子。 二烷基二硫代磷酸盐类化合物能与飞灰中的重金属离子反应，生成不溶于水的重 金属螯合物沉淀，结构通式如(2)、 (3)式，这样就可稳定固化飞灰中的重金属， 显著降低飞灰中重金属的浸出毒性。据测定，稳定化处理后的飞灰重金属离子的 浸出毒性满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 3-2007)的要求。 无机絮凝剂硫酸铝或聚合氯化铝的加入对形成的螯合沉淀物具有极强的凝聚能 力，可快速形成稠状灰浆混合物，若稳定剂中不加入絮凝剂，可得到同样的稳定 化效果，但飞灰与稳定剂混合后的搅拌时间需增加。<formula>formula see original document page 5</formula>(3)(2)式(3)式中R为丙基、异丙基，(2)式中M为配位数是4的金属离子， (3)式中M为配位数是6的金属离子。本专利技术的主要优点本专利技术的主要稳定化药剂二烷基二硫代磷酸盐类化合物主要以大宗化工产 品丙醇、异丙醇、五硫化二磷及钾、钠、铵的碳酸盐或碱为原料，合成工艺简单， 原材料易得，故产品价格低廉。本专利技术的主要稳定化药剂二垸基二硫代磷酸盐类化合物与重金属离子具有 极强的螯合能力，能迅速与飞灰中的重金属离子形成稳定的螯合沉淀物，在二烷 基二硫代磷酸盐类化合物与飞灰重量比为0. 5:100 3:100的条件下,稳定化处 理后飞灰重金属的浸出毒性满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085. 3-2007)的要求。重金属浸出毒性实验表明，在pHl 13的条件下， 与原灰相比，稳定化处理后的飞灰重金属铅、镉、铜、锌、铬、镍的浸出量均下 降了 90%以上，满足危险废物鉴别标准，因而减少了焚烧飞灰再次污染环境的风 险。本专利技术提出的飞灰稳定化处理方法，操作简单方便，处理费用低廉，经稳定 化处理后飞灰的浸出浓度低于《危险废物填埋污染控制标准》(GB18598—2001)， 可直接送填埋场处置。附图说明图1为垃圾焚烧飞灰处理方法流程简图。 具体实施例方式垃圾焚烧发电厂A、 B，均采用半干法和布袋除尘对烟气进行净化处理。根 据我国标准方法《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》(GB5086. 2-1997)， 对焚烧飞灰进行浸出实验，采用原子吸收分光光度计测定浸出液浓度，分析结果 如表l。表1焚烧飞灰重金属浸出毒性mg/L铅镉铜镍铬锌飞灰样A13. 3610.210. 470. 8417. 24140. 52飞灰样B18. 405. 00120.301. 0010.2150. 20危险废物鉴别标准 (GB5085. 3-2007)51100515100危险废物填埋污染控制标准 (GB18598—2001)50.575151275实施例1取焚烧飞灰样A lOOg，另取二丙基二硫代磷酸钾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稳定化处理垃圾焚烧飞灰的方法，其特征在于处理方法步骤如下：　　　　（１）将稳定剂溶于水中，配制成稳定剂溶液；　　　　（２）将稳定剂水溶液加入到飞灰中，持续搅拌，使飞灰中的重金属与稳定剂中的二烷基二硫代磷酸盐类化合物完全反应，形成稠状灰浆混合物；　　　　（３）然后将上述稠状灰浆混合物在自然通风条件下干燥后安全填埋。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖，张方，朱加征，徐天奕，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]