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随着时代的发展,城市生活垃圾日渐增多,将城市生活垃圾焚烧是目前我国处理生活垃圾的主要方式,但是城市生活垃圾焚烧飞灰含有的有毒有害重金属如果处理不当,则会造成严重的环境污染,也威胁着人们的生活与健康。本论文探究了飞灰的胶凝特性,后期掺入稳定剂和高炉矿渣进一步的稳定飞灰中的重金属,为飞灰的处理方式进行了探索。论文以重庆市某垃圾焚烧厂产生的城市生活垃圾焚烧飞灰作为研究对象。对城市生活垃圾焚烧飞灰的物理特性与化学浸出毒性进行了实验室分析。生活垃圾焚烧飞灰的粒径比较小,绝大部分的飞灰粒径在50μm到500μm之间;利用X射线荧光光谱仪(XRF)分析生活垃圾焚烧飞灰中主要的元素是O、Ca、Cl、K、S、Na,主要的重金属元素为Cu、Zn、Cd和Pb,飞灰中含有CaO、SiO2和Al2O3等潜在活性物质;利用电镜扫描(SEM)分析表明生活垃圾焚烧飞灰表面凹凸不平,形状不规则,颗粒间的孔较多。按照HJ/T300-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-醋酸缓冲溶液法》对飞灰进行浸出实验,重金属Cu的浸出毒性为17.605mg/L,重金属Zn的浸出毒性为22.518mg/L,重金属Cd的浸出毒性为3.241mg/L,重金属Pb的浸出毒性为18.107mg/L。为了探究飞灰的胶凝活性,选取碱灰比(14.2%、11.1%、9.1%),硅酸钠/氢氧化钠质量比(6/4、1/1、7/3)和液固比(0.43、0.45、0.47)三个因素,利用正交表L9(34),设计三因素三水平实验。通过正交实验结果分析可知重金属元素Cu、Zn、Cd和Pb的最好的浸出毒性固化率分别为86.96%、22.35%、61.31%和64.91%。综合考虑Cu、Zn、Cd和Pb四种重金属元素的浸出毒性固化率,最优的参数组合为:碱灰比为11.1%,硅酸钠/氢氧化钠质量比为7/3,液固比为0.43。通过X射线衍射(XRD)图谱分析飞灰固化体对比飞灰原样生成了CSH,CASH等稳定物质;SEM分析显示固化体对比原样,固化体内部呈紧致密实状态;傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)分析表明固化体中的重金属离子可能参与了水化反应,并直接参加了电荷平衡,重金属离子让Si-Al组合进行了重组,使其固定在结构体系中。为了提高稳定重金属的效率,在正交实验最佳组合的基础上加入稳定剂硫化钠、磷酸钠和EDTA二钠,分别进行了单一稳定剂和复合稳定剂的实验,实验表明单一稳定剂均可以达到良好的效果,而且有机稳定剂EDTA二钠效果要好于无机稳定剂硫化钠和磷酸钠,考虑到EDTA二钠价格昂贵,将有机稳定剂和无机稳定剂组合,根据实验结果,综合考虑,选取硫化钠:磷酸钠:EDTA二钠为4:1:2时最为理想。为了进一步稳定飞灰中重金属并且固化体有一定的抗压强度,在正交实验最佳组合的基础上利用矿渣等量取代飞灰,矿渣掺入范围为10%~90%,从实验结果来看,当矿渣掺量在60%及以上时固化体重金属浸出浓度均能低于国家标准《生活垃圾填埋场污染控制标准》GB16889-2008中规定的浓度。