生活垃圾焚燒飛灰中重金屬的穩(wěn)定化及其機理研究

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污染物，若不能有效處置，容易導致污染擴散[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)引起社會廣泛關注，國內(nèi)外現(xiàn)有的環(huán)境法規(guī)均將其歸類為危險廢物，其安全處置技術已成為環(huán)境工程的研究熱點之一[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關鍵問題.
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，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.
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)定化是利用化學藥劑通過化學反應使有毒有害物質(zhì)轉變?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)境保護局（EPA）的TCLP（浸提劑的pH2.88）都較嚴格，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)不能夠達到《生活垃圾填埋場污染控制標準（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)定化機理，以尋求螯合能力強、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.