[发明专利]一种生活垃圾焚烧飞灰中重金属的资源化处理方法

说明书

本发明公开了一种生活垃圾焚烧飞灰中重金属的资源化处理方法，将Na₂EDTA溶液通过装有生活垃圾焚烧飞灰的柱子完成生活垃圾焚烧飞灰中重金属的去除，同时收集废液，加入FeCl₃实现从废液中回收EDTA，之后运用电化学‑Fe³⁺/过硫酸盐联合体系对回收过EDTA的废水进行处理，完成废液中重金属的回收与COD的去除。本发明的基于Na₂EDTA淋洗的电化学‑Fe³⁺/过硫酸盐联合体系回收焚烧飞灰中的重金属反应时间短且去除效果较好，生活垃圾焚烧飞灰处理过后重金属的浸出毒性明显降低，更加有利于焚烧飞灰残渣的资源化利用。

技术领域

本发明属于环境保护中危险固体废弃物污染控制技术领域，具体涉及一种生活垃圾焚烧飞灰中重金属的资源化处理方法。

背景技术

生活垃圾经过焚烧可以降低有害有机化合物的化学反应性，破坏其中包含的病毒或微生物，中国城市生活垃圾的焚烧处理比例在逐年上升，预计到2020年底，全国生活垃圾总焚烧量将达到63万吨/日以上，年产生飞灰量约达到1000万吨。但是在焚烧过程中会产生10％-20％的灰渣，这些灰渣包括炉渣和飞灰。飞灰经过烟气净化系统和热回收系统进行收集，属于二次污染物，而且飞灰中通常含有高比例的重金属、二噁英和其它特征污染物，飞灰具有很高的浸出毒性，且会在适当的条件下释放到周围环境中，给居民的泌尿系统和消化系统带来严重的问题，属于危险废物，被我国列入到《国家危险废弃物名录》中。目前，我国对焚烧飞灰的处理方法主要有：水泥固化技术、安全填埋法、水热法、螯合剂浸提法、电化学法等，然而这些方法不能彻底有效地解决生活垃圾焚烧飞灰中重金属污染的问题。

乙二胺四乙酸(EDTA)与重金属离子具有优异的螯合能力，因此它们已经在许多工业过程(例如电镀、造纸等)中大量地作为重金属螯合剂应用。在实验室也被广泛应用于土壤中重金属的处理。但是考虑到其溶解度较低，因此在处理高浓度重金属废物时多采用其二钠盐即乙二胺四乙酸二钠(Na₂EDTA)。Na₂EDTA溶解度较高，对重金属也有很强的螯合能力，对其的去除效果明显高于等量水平的水和阳离子表面活性剂。但是处理废物之后会产生的含有大量的重金属-EDTA螯合阴离子(如Cu(II)EDTA^2-、Pb(II)EDTA^2-和Zn(II)EDTA^2-)废水，它们高度可溶、生物降解性差且在很宽pH范围内特别稳定，使重金属的化学沉淀处理无效。一旦含有重金属-EDTA络合物的废水进入环境，会对水生环境造成持续的污染，并使有毒物质的流动性增加到地下水和土壤系统。到目前为止，与重金属-EDTA螯合物相关的处理方法包括光催化氧化、电化学凝结、膜过滤、吸附、离子交换等。但是这些方法不能够实现Na₂EDTA的回收及循环利用，并且Na₂EDTA的回收可以减少后续电化学-Fe³⁺/过硫酸盐联合体系对废水中COD的去除。且处理后的飞灰经过多种毒性浸出实验可以为其在建筑材料方面提供资源化的数据，电化学处理溶液后可以将溶液中的重金属资源化回收，此方法操作简单，成本节约，因而也更加有利于Na₂EDTA淋洗焚烧飞灰技术的工业化推广。因此基于Na₂EDTA淋洗的电化学-Fe³⁺/过硫酸盐联合体系资源化处理生活垃圾焚烧飞灰技术在环境污染控制方面具有很好的应用前景。

对于焚烧飞灰资源化的利用，通常将其经过多级水洗进行脱毒，实际应用过程中成本较高，目前将Na₂EDTA联合电化学-Fe³⁺/过硫酸盐体系技术应用到去除生活垃圾焚烧飞灰中重金属的相关研究报道较少。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种生活垃圾焚烧飞灰中重金属的资源化处理方法，该方法具有经济高效、便于回收重金属和资源化利用飞灰的特点，同时也减轻了生活垃圾焚烧飞灰对环境造成的二次污染。