[发明专利]一种飞灰中重金属污染物的固化稳定化方法

说明书

本发明提供了一种飞灰中重金属污染物的固化稳定化方法，涉及环境工程地质及重金属污染治理技术领域，包括：将红黏土、膨润土、飞灰按一定质量配比混合均匀，制成混合土体；进行飞灰固化体压实度设计，压实度控制在90～95％之间，用标准击实试验测定所得混合土体的最大干密度和最优含水率，根据结果确定飞灰固化体的干密度及目标含水率；将化学添加剂溶液加入混合土体中，进行第一次密封养护，再进行压实和第二次密封养护，制得飞灰固化体。本发明采用成本低廉、抗渗能力强且对重金属有较强吸附能力的红黏土、膨润土来固化飞灰，并将它们与环境稳定型化学添加剂协同固化处理，该方法重金属固化稳定效果较好、无二次污染，且经济效益高。

技术领域

本发明涉及环境工程地质及重金属污染治理技术领域，特别涉及一种飞灰中重金属污染物的固化稳定化方法。

背景技术

随着我国城市化建设的不断发展，飞灰产生的来源愈发广泛，城市生活垃圾焚烧、煤炭燃烧、医疗废物焚烧等过程均伴随飞灰的产生。据统计，截至2019年上半年，我国投入运行的生活垃圾焚烧厂就达418座，预计到2020年，投入运行的生活垃圾焚烧厂总数将达到600余座，垃圾日处理能力巨大。一般认为生活垃圾焚烧处理的飞灰产生量在垃圾处理总质量的3～5％之间，而城市生活垃圾等产生及焚烧量逐年剧增，因此飞灰的产量在近年来急剧增大。飞灰中Pb、Cr、Cd、Zn、Hg等重金属富集，有毒有害物质丰富，若不进行规范的处理处置，其内部重金属等污染物必将对人类或其他生物的生存环境造成严重威胁。由此可见，合理规范、经济高效地处理处置飞灰是我国现阶段环境保护的重要任务之一。

飞灰的无害化处理近年来受到愈来愈多学者的关注。目前，飞灰中重金属的固化稳定技术在无害化处理飞灰中应用最为广泛，主要包括介质固化技术、化学药剂稳定技术、高温固稳技术等。其中，介质固化技术所用固化材料以水泥、沥青居多，化学药剂稳定技术分为无机药剂稳定和有机螯合剂稳定，高温固稳技术主要为高温烧结和高温熔融技术。各种飞灰中重金属固稳技术各有利弊，为此，寻求一种优良的飞灰中重金属污染物固化稳定技术逐渐成为无害化处理飞灰的热点问题。总体而言，现有的飞灰中重金属固稳技术或多或少存在以下弊端：

(1)重金属固化的有效性、耐久性问题：重金属固化效果较差，在长期酸性溶液的淋滤或浸泡下重金属容易被酸洗出，对水环境造成二次污染；使用化学螯合剂固化重金属时，试剂对重金属选择性较强，运用范围较窄，固化效率低；

(2)固化体增容增重问题：经水泥固化后的飞灰固化体体积、质量增加巨大，对国土资源的最大化利用造成挑战；

(3)废物排放问题：高温处理飞灰时，重金属容易气化蒸发，对大气造成污染。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种飞灰中重金属污染物的固化稳定化方法，其目的是提高固化效率和固化体耐久性，减小固化体增容。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞灰中重金属污染物的固化稳定化方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将红黏土、膨润土、飞灰搅拌混合，制成混合土体；其中，飞灰含量为60～70wt％，红黏土含量为15～35wt％、膨润土含量为5～15wt％；

(2)对飞灰固化体进行压实度设计，压实度控制在90～95％之间，用标准击实试验测定步骤(1)所得混合土体的最大干密度和最优含水率，根据所得最大干密度和压实度确定飞灰固化体的干密度及目标含水率；

(3)将化学添加剂溶液加入步骤(1)所得混合土体中，然后进行第一次密封养护，再进行压实和第二次密封养护，制得飞灰固化体；

其中，化学添加剂溶液的添加量为使飞灰固化体的含水率满足所述目标含水率；所述化学添加剂由固化激发剂与海因环氧树脂按质量比为1:10～20组成，所述固化激发剂为3,3'-二氨基二丙胺(C₆H₁₇N₃)。