生活垃圾焚燒飛灰中重金屬的穩(wěn)定化及其機(jī)理研究

垃圾焚燒飛灰是垃圾焚燒處理（如城市生活垃圾焚燒、醫(yī)療廢棄物焚燒等）過程中除塵設(shè)備所收集的灰分.飛灰一般呈灰白色或深灰色，粒徑一般小于300μm，顆粒形態(tài)多樣化[1].由于飛灰中含有大量的重金屬、微量的二口惡英和呋喃等有機(jī)污染物，若不能有效處置，容易導(dǎo)致污染擴(kuò)散[2~4].飛灰中的重金屬通常優(yōu)先附著在顆粒物的表面，從而使他們更容易通過液體介質(zhì)從飛灰中釋放進(jìn)入到土壤、地表水和地下水.研究表明，飛灰顆粒尺寸越小，其中富集的重金屬濃度越高，且焚燒改變了金屬的形態(tài)，使其轉(zhuǎn)化為更易遷移的形式[5，6].飛灰的污染控制及管理已經(jīng)引起社會廣泛關(guān)注，國內(nèi)外現(xiàn)有的環(huán)境法規(guī)均將其歸類為危險(xiǎn)廢物，其安全處置技術(shù)已成為環(huán)境工程的研究熱點(diǎn)之一[7~10].因此，如何妥善處置飛灰中的重金屬是目前面臨的一個(gè)關(guān)鍵問題.
為了能有效利用這些污染物或減少它對生態(tài)環(huán)境的危害，如今飛灰的處理主要有3種方法：（1）固化/穩(wěn)定化；（2）分離；（3）熱處理[11].其中，固化/穩(wěn)定化中的藥劑穩(wěn)定化相對其他處理技術(shù)，具有低增容、低成本和易操作等優(yōu)勢而成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn).
所以本研究選擇固化/穩(wěn)定化中的藥劑穩(wěn)定化作為飛灰的重金屬處理方法.藥劑穩(wěn)定化是利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng)使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑浴⒌瓦w移性及低毒性物質(zhì)的過程[12].除了傳統(tǒng)的硫化鈉、磷酸鹽等無機(jī)類藥劑外，國內(nèi)外已有一些對于研制合成的新型螯合劑的飛灰重金屬穩(wěn)定效果研究[13，14].
我國在2007年頒布實(shí)施了新的《固體廢物浸出毒性浸出方法—醋酸緩沖溶液法（HJ/T300-2007）》[15]，要求以pH2.64的醋酸緩沖溶液作為浸提劑對飛灰進(jìn)行浸出毒性測試，這相比于之前的《固體廢物浸出毒性浸出方法—水平振蕩法（GB5086.2-1997）》（浸提劑的pH7）和美國國家環(huán)境保護(hù)局（EPA）的TCLP（浸提劑的pH2.88）都較嚴(yán)格，所以之前的很多重金屬穩(wěn)定劑單一添加處理飛灰已經(jīng)不能夠達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)（GB16889-2008）》所規(guī)定的限值.本文以中國西南某垃圾焚燒廠所產(chǎn)生的飛灰為對象，研究了一種二乙基二硫代氨基甲酸鹽（DTC）類有機(jī)重金屬螯合劑和磷酸鈉及他們的混合配比對飛灰中多種重金屬的穩(wěn)定化效果，并研究了其對飛灰中重金屬的穩(wěn)定化機(jī)理，以尋求螯合能力強(qiáng)、使用方便且成本低的混合焚燒飛灰穩(wěn)定化藥劑配比，為飛灰的藥劑穩(wěn)定化處理提供更多選擇.