[发明专利]一种处理飞灰中二噁英的新方法

说明书

技术领域：

本发明属于危险固体废弃物处理与资源化利用技术领域，特别是涉及到去除城市固体垃圾焚烧炉飞灰中主要有害有毒物质之一——二噁英的方法。

背景技术：

随着国内城市固体垃圾焚烧技术的广泛推广，焚烧炉产生的飞灰量日益增加。这种飞灰不仅富集大量的汞、镉、铅等有毒重金属，也富集了大量的二噁英类物质，从而被《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2001)明文规定为危险废弃物，在最终处置前必须进行稳定化、无害化处理。

对飞灰中重金属的去除或稳定化处理技术研究已成为国内外环保领域研究的热点。目前，在同济大学、浙江大学和清华大学等高校及科研院所都有针对飞灰处理(主要稳定其中的重金属)的研究工作。国外有关这方面的研究成果也屡见不鲜。但对飞灰中的二噁英的处理技术方面的研究不多，技术也不够成熟，特别是我国，还处于起步阶段。

二噁英(Dioxin)是一类无色无味、毒性严重的脂溶性物质。它们是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物，其化学名称分别叫多氯二苯并-对-二噁英(简称PCDDs)和多氯二苯并呋喃(简称PCDFs)，因此，二噁英实际上是对这类物质的一个简称；我国的环境标准中把它们统称为二噁英类化合物。它们的化学结构式如下所示。

这类物质非常稳定，熔点较高，难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体脂肪组织内积累。二噁英通过人类的饮食(主要是通过食用鱼类、肉类及乳制品)进入人体。二噁英在动物体内的半衰期长达7.8至132年。自然界中的微生物降解作用对二噁英的分子结构影响较小，因此，二噁英在自然环境中很难被降解消除。研究表明二噁英的毒性极大，以2，3，7，8-四氯-二苯并-对-二噁英(2，3，7，8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin，2，3，7，8-TCDD)的毒性最强。其毒性是氰化物的130倍，砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。2，3，7，8-TCDD也是很强的致突变剂，对动物包括人有极强的致癌性、致畸胎性和致突变性。例如，2，3，7，8-TCDD能诱发实验动物罹患多个部位的肿瘤，并能引起人类罹患生育系统、神经系统、内分泌系统和免疫系统非癌性病变。最近的研究还发现二噁英进入人体后会改变人类生育后代的性别比例，使女性比例增加。流行病学研究表明，二噁英可增加人群患癌症的危险度。根据动物实验与流行病学研究的结果，1997年国际癌症研究机构(IARC)将2，3，7，8-TCDD确定为I类人类致癌物。

飞灰因被视为二噁英污染物的高浓度载体而受到越来越多的重视，垃圾焚烧炉二噁英排放控制开始由尾气控制转向总量控制，这使得飞灰中二噁英污染物排放控制被提上日程。日本最早建立相关标准，规定送往填埋场的飞灰必须经过预处理，使二噁英低于3ng(I-TEQ)/g。另外，日趋严格的环境质量标准也使得飞灰中二噁英控制技术的研究更加紧迫。用于飞灰中二噁英处理的技术有：

(1)熔融法：加热到熔融温度(1300℃左右)以上，二噁英分解。

(2)气相氢气还原法：在密闭容器中加热到850℃以上，在氢气的还原作用下脱氯。

(3)光化学分解法：利用紫外线等照射使二噁英脱氯，同时产生臭氧，由于臭氧的氧化作用使之分解。

(4)电子束分解技术：使用电子束让废气中的氧气和水等生成活性氧等易反应性物质，进而破坏二噁英的化学结构。

(5)低温等离子体：外加脉冲电压产生不连续的非破坏性放电，激活二噁英并使之离子化、分解。

目前，美国、德国、日本等国家的环境保护部门推荐的生活垃圾焚烧飞灰处理技术为熔融处理。熔融技术虽然有使灰渣减量近半、二噁英完全被分解破坏等优点，但由于处理温度较高，同时挥发的低熔点金属需要进行无害化处理从而引发高成本等问题，成为其推广应用的主要障碍。经济、高效应该是飞灰中二噁英去除技术的发展方向。在此基础上，低温脱氯技术得到了较好的发展。