[发明专利]用于安定飞灰、底渣及土壤中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明为利用硅酸盐类物质作为安定剂，利用安定剂中的硅酸盐物质与溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰及土壤中的重金属形成稳定物，使底渣、飞灰及土壤中的重金属(尤其是铅)符合各项溶出试验标准或可降低并于自然环境的侵蚀下不易溶出。

背景技术

一般而言，焚化灰渣由底渣及飞灰共同组成，其中底渣为垃圾焚化后在炉床上的残留物，主要为不可燃的无机物质，如玻璃、沙土、陶瓷等，从炉床产出后经调湿淬火，故含水量高，黑色呈现异味，颗粒分布范围广。飞灰则分为锅炉灰及反应灰，锅炉灰于平常是利用吹灰器将锅炉壁上的颗粒吹落所产生，此外在清理炉体时，才大量排出。反应灰则是自集尘设备或洗烟设备所收集的飞灰，是焚化厂中空气污染防制设备所收集的颗粒物质和重金属，其另含一些反应物及一些未反应的碱剂。

由国内外文献对于底渣及飞灰中重金属的含量纪录可见，在不同国家，不同的生活习性，垃圾组成不尽相同，因此飞灰中重金属含量普遍较高，溶出浓度有常超出中国台湾环保署溶出试验标准，而Pb、Zn在各项纪录中皆是最高的两种金属，因此铅、锌及镉为飞灰无害化中最需研究处理的对象。

依据中国台湾环境保护署的规定，垃圾焚化底渣属一般事业废弃物，并经环保署公告为经处理后可再利用的物质。焚化飞灰则因重金属溶出量偏高，认定为有害事业废弃物。中国台湾环境保护署对于底渣及飞灰重金属溶出的方式为根据NIEAR201.13C的检测方法规定(TCLP溶出试验)，主要为利用20倍于样品重量的冰醋酸液萃取灰渣样品18个小时，经滤纸过滤后再经酸消化，取100ml的萃取液进行重金属溶出分析。并依据一般事业废弃物认定标准的规范进行判定。

另据环保署调查资料显示，台湾地区农田土壤中，重金属含量较高地区约有五万公顷，占调查面积5.7％，亟需我们正视土壤污染的问题，加强污染防治的工作，以遏止土壤品质的持续恶化。汽车使用含铅汽油，其排放的废气中含有铅化合物，经雨水冲刷沉积于土壤中，造成铅污染，再经由食物链辗转进入人体。肥料大部分为无机盐类，可溶于土壤中，使用化学肥料过多会造成土壤酸化，并影响到农作物的生长。

U.S.Pat.No.5,202,033为使用磷酸盐、碳酸盐和硫酸盐类物质，添加入固体废料后降低重金属铅TCLP溶出的方法。U.S.Pat.No.5,037,479为利用反应性碳酸钙和含有添加剂的反应性碳酸镁所组成的缓冲剂(添加剂包括重过磷酸钙、磷酸铵、磷酸二铵、磷酸、硼酸和金属酸所组成的群组的阴离子的盐类)，与废料混合降低重金属铅的溶出。U.S.Pat.No.4,889,640为利用反应性碳酸钙、反应性碳酸镁、反应性碳酸钙镁所组成的群组试剂进行混合，添加至固体废料中以降低重金属铅的溶出。

然而，使用磷酸列于加入底渣或飞灰时易产生如磷杂环戊二烯等具刺激性臭味的气体产物，影响操作人员健康；且磷酸类物质为酸性，易腐蚀相关处理设备，而加入受污土壤中则易造成土壤酸化。

本发明的主要目的乃在于提供一种焚化底渣、飞灰或土壤的重金属安定方法，利用硅酸盐降低物质重金属的溶出，达到无害化的目标，且硅酸盐呈碱性，为天然土石的成份，添加至灰渣及土壤中不会造成环境危害，并可中和土壤的酸碱值。

发明内容

本发明为垃圾焚化飞灰、底渣或土壤中的重金属安定方法，其作用为使用硅酸盐类物质作为安定剂，利用喷洒或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飞灰或土壤中加入安定剂，利用安定剂中的溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰及土壤中的重金属形成低溶解度的重金属硅酸盐稳定物，使底渣、飞灰或土壤中的重金属(尤其是铅)经溶出试验可符合一般事业废弃物溶出标准，且于自然环境的侵蚀下不易溶出。尤其是土壤中的污染元素可与硅酸根在土壤中形成沉淀，降低其在土壤中的溶解度，另一方面是土壤的酸碱值亦升高而降低溶解度，使重金属离子以稳定的化合物形式固定下来，有效降低了植物对重金属的吸收程度，使得在重金属复合污染及迁移严重的土壤上，也能种出符合卫生标准的农作物。

本发明所称的硅酸盐类稳定剂包括硅酸钠、硅酸钙、硅酸的盐类及其组成的各类化合物，前述的药剂于常温常压下为液态溶剂或固态(粉状、粒状)药剂。利用硅酸盐类安定剂，使无机性的硅酸根离子与重金属形成难溶性的重金属硅酸盐。

具体实施方式