[发明专利]一种飞灰绿色多金属协同稳定药剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于危险废物化学稳定化处理领域，具体涉及一种复合药剂作为一种环境友好的垃圾焚烧飞灰中重金属稳定化药剂的应用。

背景技术

随着我国社会经济的发展和人们物质生活水平的提高，城市生活垃圾数量以每年8％-10％的速度持续增长，由于垃圾成分的复杂性、差异性及有限的可利用性，给处理带来了很大困难。城市生活垃圾的基本处理方式有填埋、焚烧和堆肥。其中，焚烧法可使垃圾减容90％，减量75％，产生的热能可以回收利用，能够最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化、资源化，而且占用土地资源最少。

飞灰是指垃圾焚烧后在热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质。飞灰的产生量与垃圾种类、焚烧条件、焚烧炉型及烟气处理工艺有关，一般约占垃圾焚烧量的3％-5％左右。飞灰中含有大量的铅、锌、镉、汞等重金属及其盐类以及二噁英等高毒有机污染物。上述飞灰中的污染物如不加处理，进入环境后在特定的条件下其中的重金属和二噁英等会渗滤出来，污染土壤和地下水，影响周边环境并导致人体健康风险。我国的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)明确将焚烧飞灰列为一类危险废物，要求必须进行无害化处理处置。《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)明确要求生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣(包括飞灰底渣)经处理后满足下列条件，可以进入生活垃圾填埋场单独分区填埋处置:①含水质量分数小于30％；②二噁英含量低于3μg/kg(国际毒性当量值)；③按照HJ/T300制备的浸出液中危害成分浓度低于国家规定的限值，即可送入生活垃圾填埋场进行分区填埋。因此焚烧飞灰的重金属控制是一项重要内容。

目前飞灰的重金属控制方法有：淋洗法、热处理法、固化/稳定化法。淋洗是指采用水或者水溶液淋洗飞灰，降低污染物含量从而减少其环境风险，但是由于飞灰是高温焚烧后的产物，金属溶解度较低，因此简单的水溶液难以将其洗出，因而需要一些化学淋洗剂淋洗。因此飞灰淋洗处理又存在二次污染和水污染的问题，处理难度大、成本高。热处理包括：烧结、玻璃化、熔融，使用高温分别将飞灰加热到900-1000℃、1100-1500℃、1200℃以上，再冷却成为非晶、晶形或均匀的玻璃状的产品。热处理虽然能有效地稳定重金属，但它的建设和运行费用都很高，能耗也很大，而且高温过程会产生更具毒性的熔融飞灰。固化/稳定化法，需要加入化学添加剂，利用固定化药剂与垃圾焚烧飞灰混合后形成固化体，利用固定化药剂和金属的反应生成矿物或者螯合物等不溶性物质，从而减少重金属和有机污染物的溶出。固定化的药剂分为无机稳定剂和有机稳定剂两大类。常用的药剂有石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物(硫代硫酸钠、硫酸钠)、高分子有机稳定剂、铁酸盐、粘土矿物、N-苯甲酰-N-苯基羟胺等。与无机稳定剂相比，有机稳定剂具有药剂投加量少、增容量小、性质稳定的优点，但也存在价格过高导致使用受限的问题。目前，很多有机化合物尽管固定化效果可能很好，但并未大规模工业化生产或生产成本较高。

因此，虽然飞灰固定化处理是一种简单可行、无二次污染的飞灰处理方式，但是需要针对飞灰中污染物类型多、危害大的特征，开发更多新型、广谱、廉价、高效的固定化药剂。这是目前影响飞灰固定化处理技术发展和促进垃圾焚烧发展的关键。

本发明提供了一种用二乙基二硫代氨基甲酸盐与磷酸盐和绿矾以一定比例混配作为生活垃圾焚烧飞灰处理稳定剂。飞灰中常见的金属为铅、锌、镉、镍、铬等，综合无机稳定剂和有机稳定剂的优势，针对不同药剂对不同金属的固定化效果不同，选取对铅固定化效果较好的磷酸盐和对铬固定化效果较好的绿矾，将他们与二乙基二硫代氨基甲酸盐混合添加，解决了目前大多数重金属螯合剂无法在新的国家浸出标准《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》(HJ/T300-2007)下对多种重金属元素同时起到良好稳定化效果的尴尬现状，具有效果好、性能稳定、适用性广、成本低廉等特征。

迄今为止，尚未发现二乙基二硫代氨基甲酸盐与磷酸盐和绿矾混合联用在飞灰处理中的应用研究。

发明内容

本发明的目的之一在于克服现有稳定化药剂单一使用存在的诸多不足，如螯合剂添加量大、抗酸性差，单一药剂难以同时固定多种金属等问题，而提出一种复合固定剂及其使用方法，能同时固定焚烧飞灰中的镉、铅、锌、铬、镍等多种重金属，减少药剂使用量，降低处理成本，并且抗击酸碱能力强，消除了制约垃圾焚烧企业清洁性发展的一个重要障碍，以达到控制垃圾焚烧飞灰稳定化处理成本、满足飞灰处理的长期安全性等要求。