三維電極法處理城市生活垃圾焚燒飛灰中重金屬研究.pdf

1、垃圾焚燒技術(shù)作為一種城市生活垃圾的高效處理方法被廣泛應(yīng)用，其過(guò)程中產(chǎn)生的飛灰由于其富集重金屬而具有劇毒性，對(duì)環(huán)境和人體健康造成威脅。電動(dòng)去除法是一種能有效處理城市生活垃圾飛灰中重金屬的方法，而三維電極法比傳統(tǒng)的二維電極法具有高效的傳質(zhì)能力，能提高電流效率，使得去除效果更優(yōu)。本論文選取重慶市某垃圾焚燒廠的焚燒飛灰為研究對(duì)象，展開(kāi)對(duì)垃圾焚燒飛灰重金屬污染物的三維電極法電動(dòng)去除實(shí)驗(yàn)研究，探討一種飛灰得到更有效的無(wú)害化處理的方法。
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2、先對(duì)焚燒飛灰的物化性質(zhì)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：焚燒飛灰中的重金屬以Zn、Pb、Cd、Cu、Mn為主。通過(guò)重金屬全量分析可知焚燒飛灰中各重金屬含量分別為Cu691mg/kg、Zn5604mg/kg、Pb1822mg/kg、Cd321mg/kg，均超過(guò)了土壤環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)（GB15618-2008征求意見(jiàn)稿）的居住用地二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。浸出毒性分別為Cu1.418μg/mL、Zn23.412μg/mL、Pb1.922μg/mL、Cd1.326μg/mL,其中

3、Pb和Cd均超過(guò)生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)值。
　　電動(dòng)去除實(shí)驗(yàn)以顆粒電極的規(guī)格（φ3mm×4mm、φ4mm×4mm、φ5mm×5mm、φ5mm×6mm、φ6mm×6mm）為變量設(shè)計(jì)一組單因素實(shí)驗(yàn)，以顆粒電極的投加比（5％、10%、15%）、修復(fù)電壓（4.5V、9V、18V）、修復(fù)時(shí)間（5d、10d、15d）等為主要設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)一組正交實(shí)驗(yàn)，通過(guò)計(jì)算重金屬浸出毒性去除率以期獲得三維電極法去除飛灰中重金屬的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件。結(jié)果表明：?jiǎn)?/p>

4、因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，石墨顆粒電極的規(guī)格對(duì)Cu、Pb和Cd的去除均有顯著性影響，當(dāng)顆粒電極規(guī)格選擇為φ6mm×6mm對(duì)于Cu和Pb的去除效果最好，而Cd在顆粒電極規(guī)格為φ4mm×4mm時(shí)達(dá)到最佳去除效果，而適當(dāng)增加顆粒電極的比表面積，使得電流的接觸點(diǎn)增加，這導(dǎo)致顆粒之間的電阻降低，系統(tǒng)電流加強(qiáng)，從而使去除效果加強(qiáng)，故選擇φ6mm×6mm為最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)顆粒電極規(guī)格。
　　正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到，四種重金屬Cu、Zn、Pb和Cd的平均浸出毒性去除率

5、最高分別達(dá)到了89.05%、90.51%、50.38%和82.56%，其平均浸出毒性分別為0.155μg/mL、2.221μg/mL、0.954μg/mL和0.231μg/mL。通過(guò)對(duì)重金屬去除率進(jìn)行方差分析，得到最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)參數(shù)為顆粒電極投加比為5%，修復(fù)電壓為9V，修復(fù)時(shí)間為5天。
　　通過(guò)三維電極法和二維電極法對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在其他所有實(shí)驗(yàn)條件都一樣的情況下，Cu元素傳統(tǒng)二維電極實(shí)驗(yàn)中的浸出毒性去除率達(dá)53.44%，而在三維電極電動(dòng)