[发明专利]去除生活焚烧垃圾飞灰中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于垃圾处理领域，具体涉及一种去除生活焚烧垃圾飞灰中重金属的方法。

背景技术

目前中国建成和在建的垃圾焚烧厂总数超过160座，每天处理大量生活垃圾的同时也产生了大量的垃圾焚烧飞灰，这些垃圾焚烧飞灰如果得不到无害化处理，将会给当地的生态环境和人体健康带来巨大的危害。

消除垃圾焚烧飞灰中的重金属污染物从本质上来说仅有两种方式：第一种是将重金属元素紧紧地固化于飞灰颗粒之中，使其无法在外界干扰作用下扩散到环境中；第二种是将重金属元素从飞灰颗粒中“剖离”开来，使飞灰中不再含有重金属元素，并综合利用这些重金属元素。从危险废物减量化、无害化、稳定化与资源化的角度来分析，后者较前者具有明显的优势。目前，垃圾焚烧飞灰进入卫生填埋场之前的预处理主要方式是水泥固化、化学稳定、熔融固化和酸浸提取。水泥固化和化学稳定属于将重金属元素固定于飞灰颗粒之中，这些方式不能确保日后飞灰之中的重金属元素受到外界干扰后不会再度污染环境。熔融固化和酸浸提取均是将垃圾焚烧飞灰中的重金属元素从飞灰中“剖离”开来，但是前者高温作用下重金属容易挥发，进而造成二次污染。后者相对较好，但是单纯的依赖酸浸提飞灰中的重金属，酸浸提剂的消耗量巨大，成本相对较高。与常规处理方式相比，电动去除的方法已经展现了在重金属去除方面的独特优势，可以作为飞灰中重金属去除的潜在方法。但是电动去除技术也有很多的缺陷，例如修复周期长，重金属去除率不高等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种去除生活焚烧垃圾飞灰中重金属的方法，该方法提高了电动去除重金属的去除率，并且所述方法操作简单，使用仪器少。

本发明电动去除装置与活性炭渗透墙耦合示意图如图1所示，本发明采取以下技术方案达到所述目的：

1、一种去除生活焚烧垃圾飞灰中重金属的方法，所述方法将活性炭放置于电动去除装置的样品区内，采用电动去除与活性炭渗透墙耦合的方式对生活焚烧垃圾飞灰中重金属进行去除。

进一步，将活性炭分别放置于电动去除装置样品区距阳极端1/5～3/10处和9/10～1处。

进一步，按质量分数计，所述活性炭的加入量为焚烧垃圾飞灰加入量的3～7％。

进一步，所述电动去除装置采用柠檬酸与硝酸的混合酸作为电解液，所述混合酸中柠檬酸与硝酸的摩尔比为1:1～3，物质的量浓度之和为0.05～0.2mol/L。

电解液所用酸的种类以及酸的用量对生活焚烧垃圾飞灰中重金属的去除具有重要影响，有研究表明，一定浓度的盐酸、硝酸、硫酸等常用无机酸可以在短时间内显著降低生活垃圾焚烧飞灰的pH值，促进相关重金属离子的浸出。但在城市生活垃圾焚烧飞灰电动去除过程中，无机酸的投入，有时也会造成样品区域pH下降速度过快，电解槽pH分布不均匀，金属离子沉淀，工艺能耗增加等问题。而乙酸、草酸、柠檬酸等有机酸，因其具有酸缓冲性和与金属阳离子络合特性，在电解槽中使用，不仅可以在一定程度上解决飞灰电动去除过程中电解槽样品区域pH分布不均匀现象，降低金属阳离子迁移阻力，同时可以增强电解槽中活性炭吸附重金属阳离子的能力，增加其吸附量，从而可以有效改善样品区域浓度极化现象。本发明通过大量实验最终确定以柠檬酸和硝酸的混合酸为电解液，并进一步确定酸的最佳用量，使生活焚烧垃圾飞灰中重金属的去除效果达到最佳。

进一步，包括如下步骤：

(1)将焚烧垃圾飞灰进行烘干过筛，获得粒径不超过200目的飞灰；

(2)取电动去除装置，将飞灰和活性炭放置于电动去除装置的样品区，电极放置于电动去除装置的电极槽中，柠檬酸与硝酸的混合酸加入到电解槽内，接通电源后以1～2V/cm的样品电压梯度持续通电3～12天即可；所述电动去除装置采用石墨为阳极，不锈钢为阴极，钛丝为导线；所述活性炭分别放置于电动去除装置样品区距阳极端1/5～3/10处和9/10～1处，其余样品区域放置飞灰；按质量分数计，所述活性炭的加入量为飞灰加入量的3～7％；所述混合酸中柠檬酸与硝酸的摩尔比为1:1～3，物质的量浓度之和为0.05～0.2mol/L。

进一步，所述步骤(2)中所述样品电压梯度为1.5V/cm，所述混合酸中柠檬酸与硝酸的摩尔比为1:2，物质的量浓度之和为0.05mol/L，按质量分数计，所述活性炭的加入量为飞灰加入量的5％，所述通电时间为7天。