垃圾焚烧厂飞灰处理染料废水的研究

垃圾焚烧厂飞灰处理染料废水的研究

薄文晴，刘旭东，林雪

薄文晴，刘旭东，林雪

(沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168)

摘要：利用飞灰对亚甲基蓝水溶液进行吸附效果的研究，结果得出飞灰对5mg/L的亚甲基蓝模拟处理的最适宜条件为：飞灰最适投加量为1.2g/L，温度为40℃，震荡速度为120rpm，垃圾焚烧飞灰对模拟水样中亚甲基蓝的的最大去除率为99.3%。

关键词：垃圾焚烧飞灰；性质；吸附剂；亚甲基蓝废水；

快速增长的生活垃圾，给城市环境管理带来了巨大的压力，而焚烧法以其占地面积小，无害化、减量化和资源化效果好等特点，在我国正受到越来越多的关注，垃圾焚烧后飞灰的产生量也越来越大，目前垃圾焚烧飞灰的处理方式是填埋处置，同时垃圾焚烧飞灰是良好的工业和建筑材料，广泛被用作制砖、水泥和修路等方面。焚烧法是常用的处理生活垃圾方法之一。但是焚烧后，垃圾中的重金属总量几乎全部存在于焚烧残渣中,含重金属物质的物理化学性质发生变化.垃圾焚烧产生的残渣主要是底渣和飞灰,底渣一般无害,而飞灰却因含有浸出毒性较高的重金属,被规定为危险废物.因此,要做到垃圾彻底的无害化,焚烧飞灰必须得到妥善的处理处置.这样,对飞灰的形貌特征、元素组成、矿物组成、浸出毒性等基本性质的了解和掌握就尤为重要.但是,焚烧飞灰是一种比较难分析的样品.这是因为飞灰中存在的重金属基本是微量的,而且这些重金属主要是以不溶物的形式被包含于硅酸盐或硅铝酸盐之中;同时,硅铝酸盐也可能对重金属可渗滤部分的分析结果产生干扰.Eighmy认为因分析技术与使用方法的不同,焚烧飞灰中重金属的检测结果可能存在较大的差别.本论文对城市生活垃圾焚烧产生的飞灰进行了研究，通过研究飞灰性质，了解飞灰的部分组成成分，进一步讨论研究飞灰资源用作吸附剂，用作替代资源，不仅可以减少飞灰的排放量，也能缓解一次资源来源不便的忧虑，真正实现减量化、资源化、无害化的目标，促进了资源的循环利用。

1、材料与方法

1.1实验材料

本实验采用的飞灰样品取自于哈尔滨某公司城市垃圾焚烧产生的飞灰，实验用的飞灰取自布袋除尘器系统出口出。实验废水废水为人工配制的浓度为5mg/L的亚甲基蓝模拟废水。

1.2飞灰样品的预处理

由于飞灰具有一定的吸湿性，所以飞灰必须放到105℃的烘箱中干燥4小时，达到恒重后使用[1-2]。

2、结果与讨论

2.1物理性质

取3组飞灰，分别测得质量和体积为1.8896g、1.7586g、2.3879g和3.1ml、2.6ml、3.8ml，由此计算得到三组飞灰密度分别为609.5kg/m3、676.9kg/m3、676.3kg/m3，三组数据的平均值为638.1kg/m3。

同样取3组飞灰，分别测出干燥前的质量为2.7423g、3.9862g、2.8483g，干燥后的质量为2.6705g、3.8518g、2.7736g。从而计算得到三组飞灰的含水率分别为2.62%、2.58%、2.62%，三组数据的平均值为2.61%。

2.2化学性质

总有机物含量通过检测飞灰的热灼减率来测定，测得到三组飞灰中总有机物含量分别为7.51%、7.67%、7.47%，三组数据的平均值为7.55%。

飞灰中检测部分金属矿物元素Fe、Cu、Mn，其中飞灰中Fe的含量为619.6mg/kg，Cu的含量为234.3mg/kg，Mn的含量为233.0mg/kg。

2.3飞灰对染料废水处理效果的分析

2.3.1飞灰投加量对亚甲基蓝去除率影响研究

分别取0.6g、0.8g、1.0g、1.2g、1.5g飞灰，将100ml模拟废水放置于500ml的烧杯中，在水浴振荡器上震荡，每20分钟取一次水样，用离心机去除飞灰颗粒后测吸光度，得到飞灰投加量对亚甲基蓝去除率。去除率随飞灰的投加量的增加而增大，当投加量为1.2g和1.5g时，去除率达到最高，大约在99.3%左右。

2.3.2温度对亚甲基蓝去除的影响研究

取四份模拟水样各100ml，分别加入1.0g灰样，在水浴振荡器上震荡，水浴温度分别调节为25℃、30℃、35℃、40℃，每20min取一次水样。当温度为25℃时，去除率为97.3%，当温度为30℃时，去除率为98.2%，当温度为35℃时，去除率为96.9%，当温度为40℃时，去除率为99.6%。

2.3.3震荡速率对亚甲基蓝去除的影响研究

称取1.0g灰样，100ml模拟水样，分别置于90rpm、120rpm、150rpm、180rpm转速下震荡，每20min取一次水样。去除率随震荡速率的增加先增大后减小，当震荡速率为120rpm时，去除率达到最大为98.6%。

3、结论

实验研究了哈尔滨某公司在垃圾焚烧后产生的飞灰的性质，测定了飞灰的密度、含水率、总有机物含量及部分金属矿物元素，并利用垃圾焚烧飞灰做吸附剂处理了亚甲基蓝模拟水样，研究了飞灰对亚甲基蓝的去除效果，结论如下：

（1）哈尔滨市某公司的垃圾焚烧飞灰的密度为638.1kg/m3，飞灰中的含水率为2.61%。

（2）飞灰中含有大量的Fe、Cu、Mn等金属矿物元素，其中Fe的含量达到619.6mg/kg，Cu的含量为234.3mg/kg，Mn的含量为233.0mg/kg；总有机物的含量为7.55%。

（3）飞灰对亚甲基蓝的去除效果良好，处理100min后去除率在90%以上，最大去除率为99.3%，其中最适条件为：飞灰投加量最适为1.2g/L，温度为40℃，震荡速度为120rpm。

参考文献

[1]章骅，何品晶．城市生活垃圾焚烧灰渣及其性质的研究[J]．上海环境科学报，2002，21（6）：356-389．

[2]陈皓菁．对城市垃圾焚烧厂飞灰性质的研究[J]．华东电力报，2010，38（11）1810-1812.