著社會(hui)經濟的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)和(he)(he)城(cheng)市(shi)化(hua)進(jin)程加(jia)快(kuai)，城(cheng)市(shi)生(sheng)(sheng)活垃圾(ji)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)(liang)、有(you)機組分(fen)含量(liang)(liang)以及熱值也日益增加(jia)，大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)城(cheng)市(shi)生(sheng)(sheng)活垃圾(ji)對人們生(sheng)(sheng)活環境(jing)和(he)(he)城(cheng)市(shi)發展(zhan)造成了巨大的(de)(de)(de)(de)壓力和(he)(he)危害(hai)，如(ru)何(he)實現城(cheng)市(shi)生(sheng)(sheng)活垃圾(ji)無害(hai)化(hua)、減(jian)苗(miao)化(hua)和(he)(he)資源(yuan)化(hua)的(de)(de)(de)(de)“三化(hua)”處(chu)理(li)已成為現在研究的(de)(de)(de)(de)焦點。目前(qian)。采用焚燒方法處(chu)理(li)城(cheng)市(shi)生(sheng)(sheng)活垃圾(ji)是國內外一(yi)種比較(jiao)先(xian)進(jin)的(de)(de)(de)(de)垃圾(ji)處(chu)理(li)方法，它(ta)能有(you)效地使垃圾(ji)減(jian)昔化(hua)和(he)(he)資源(yuan)化(hua)，并(bing)可將(jiang)處(chu)理(li)后產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)用于發電。但(dan)采用焚燒的(de)(de)(de)(de)方法處(chu)理(li)城(cheng)市(shi)生(sheng)(sheng)活垃圾(ji)時(shi)，大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)金屬因為高溫而揮發到煙氣中，并(bing)最(zui)終富集于飛(fei)灰(hui)中，若處(chu)理(li)不當，將(jiang)會(hui)造成重(zhong)金屬遷移(yi)，污染(ran)地下(xia)水、土壤(rang)及空氣。因此如(ru)何(he)安全有(you)效地處(chu)置(zhi)垃圾(ji)焚燒飛(fei)灰(hui)即成為急需解決的(de)(de)(de)(de)環境(jing)和(he)(he)社會(hui)問題。

根(gen)據成分(fen)(fen)的不同，目(mu)前國內(nei)外(wai)對(dui)垃圾(ji)焚(fen)燒(shao)飛灰(hui)(hui)通常(chang)采用的處(chu)理(li)(li)方(fang)法有：①經過適當處(chu)理(li)(li)按危(wei)險廢物填埋，但(dan)處(chu)理(li)(li)成本(ben)較高；②將(jiang)重金屬(shu)與(yu)飛灰(hui)(hui)分(fen)(fen)離，分(fen)(fen)別進(jin)行資源化處(chu)理(li)(li)，如酸提(ti)(ti)取(qu)、堿提(ti)(ti)取(qu)、生物提(ti)(ti)取(qu)等，但(dan)處(chu)理(li)(li)效果差；③固化與(yu)穩定化。用水泥(ni)、瀝青或熔融(rong)結合化學(xue)藥劑同化處(chu)理(li)(li)，其主要作用是使飛灰(hui)(hui)中的重金屬(shu)及其污染組分(fen)(fen)呈現化學(xue)惰(duo)性或被(bei)包埋起來(lai)，可降低污染物的毒性和減少它們(men)向生態(tai)圈的遷(qian)移，便于運輸和處(chu)理(li)(li)。

茶皂素的(de)(de)分(fen)子中有親(qin)水(shui)性(xing)(xing)的(de)(de)糖體(ti)和疏水(shui)性(xing)(xing)的(de)(de)配位基(ji)團，具有乳化、分(fen)散、濕潤、去污、發(fa)泡、穩(wen)泡等多種(zhong)表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)，是一種(zhong)性(xing)(xing)能(neng)優良的(de)(de)天然表(biao)面(mian)活性(xing)(xing)劑。茶皂素的(de)(de)親(qin)水(shui)和親(qin)油兩(liang)種(zhong)活性(xing)(xing)基(ji)團能(neng)顯(xian)著降低溶液的(de)(de)表(biao)面(mian)張力；同時，它對重金屬離子又具有高效螯合功能(neng)，與飛灰中的(de)(de)重金屬離子形(xing)成(cheng)的(de)(de)螯合物穩(wen)定、不易降解(jie)，應用(yong)于垃圾焚燒飛灰處理極具開發(fa)價值。

一、茶皂素(su)應(ying)用(yong)于垃圾飛灰的活(huo)化處理

1．活化處理的目的

由(you)于城市生活(huo)垃圾(ji)焚燒(shao)飛(fei)(fei)灰(hui)含有(you)(you)(you)重(zhong)(zhong)金屬(shu)、二堊英等危害物，且具有(you)(you)(you)較高(gao)的比面(mian)積和高(gao)表(biao)面(mian)能，直接用(yong)(yong)水(shui)浸(jin)(jin)，容易(yi)浮在上(shang)面(mian)而(er)不被浸(jin)(jin)潤，必(bi)須對飛(fei)(fei)灰(hui)進行活(huo)化(hua)處理才能完成它與水(shui)泥的同化(hua)穩(wen)(wen)定(ding)。飛(fei)(fei)灰(hui)顆粒表(biao)面(mian)易(yi)于吸附表(biao)面(mian)活(huo)性劑，而(er)茶皂素(su)作(zuo)為一(yi)種有(you)(you)(you)效(xiao)的綠色(se)表(biao)面(mian)活(huo)性劑。可與垃圾(ji)飛(fei)(fei)灰(hui)中的重(zhong)(zhong)金屬(shu)離(li)子形成較為穩(wen)(wen)定(ding)的固相物，從而(er)達到活(huo)化(hua)處理垃圾(ji)飛(fei)(fei)灰(hui)的作(zuo)用(yong)(yong)。

2．活化處理工藝

按3％～5％的(de)比例稱取(qu)茶皂素加(jia)入水溶液(ye)中(zhong)充分搖(攪拌)勻，使泛(fan)起大量氣泡，靜置片刻，將(jiang)茶皂素溶液(ye)淋在(zai)垃圾焚燒飛灰(hui)中(zhong)，用類(lei)似和泥的(de)方式將(jiang)飛灰(hui)完全浸濕、混勻，得(de)到活化處(chu)理的(de)飛灰(hui)。

3．活化(hua)處理(li)飛灰中有害重金屬(shu)含(han)量

城市垃(la)圾(ji)焚燒生(sheng)產的(de)飛灰(hui)(hui)在當(dang)今世界各國都(dou)被定為危險(xian)廢(fei)(fei)物(wu)(wu)，其中有(you)較高濃(nong)度的(de)重金(jin)屬(shu)。參(can)照(zhao)GB／T15555．1— 15555．12—1995固體廢(fei)(fei)物(wu)(wu)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)毒性(xing)測定方法，在有(you)毒物(wu)(wu)質浸(jin)(jin)出(chu)(chu)程序(Toxicity Characteristic Leaching Procedure，TCLP) 條件(jian)下浸(jin)(jin)取，制得(de)測試(shi)樣(yang)品，同時以未(wei)進行茶(cha)(cha)皂(zao)素溶(rong)液(ye)活化處理(li)的(de)垃(la)圾(ji)焚燒飛灰(hui)(hui)為對(dui)照(zhao)。樣(yang)品經(jing)振(zhen)蕩搖勻、過濾(lv)提(ti)取后(hou)(hou)，以PERKN ELMER 5100 PC型原子(zi)吸收分(fen)(fen)光光度儀 (AAS)測定濾(lv)液(ye)的(de)重金(jin)屬(shu)含量。經(jing)茶(cha)(cha)皂(zao)素改性(xing)后(hou)(hou)的(de)垃(la)圾(ji)焚燒飛灰(hui)(hui)中重金(jin)屬(shu)離子(zi)鎘和(he)鉛的(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)量分(fen)(fen)別(bie)是對(dui)照(zhao)的(de)69％和(he) 28％，說明(ming)經(jing)活化處理(li)后(hou)(hou)，垃(la)圾(ji)焚燒飛灰(hui)(hui)中部分(fen)(fen)水溶(rong)性(xing)的(de)重金(jin)屬(shu)發生(sheng)了螯合(he)反應，留在了固相中。

二(er)、氣孔(kong)性(xing)水(shui)泥砌塊小樣制作工藝(yi)

先(xian)配制(zhi)(zhi)3．75％茶(cha)皂素水(shui)(shui)溶(rong)液(ye)(ye)，充分(fen)攪拌(ban)(ban)呈泡沫(mo)狀，加入(ru)一(yi)(yi)定量的(de)飛灰，攪拌(ban)(ban)(實(shi)(shi)驗室條件下是放在轉速為(wei)(wei) 100r／min的(de)搖(yao)床上(shang)振蕩)24h，使飛灰與茶(cha)皂素溶(rong)液(ye)(ye)充分(fen)反應且氣(qi)(qi)泡密度均(jun)勻(yun)，然后(hou)加入(ru)一(yi)(yi)定量的(de)水(shui)(shui)泥，混合攪拌(ban)(ban)均(jun)勻(yun)，倒入(ru)長、寬、高均(jun)為(wei)(wei)10cm的(de)模具中(zhong)。試件采用標準養(yang)護(hu)方法。在溫(wen)度為(wei)(wei)(20+5)oC的(de)情況下靜置(zhi)1晝(zhou)夜(ye)至兩晝(zhou)夜(ye)，然后(hou)拆(chai)模。拆(chai)模后(hou)的(de)試件立即放入(ru)溫(wen)度為(wei)(wei)(20+3)℃、濕度90％以(yi)上(shang)的(de)標準養(yang)護(hu)室中(zhong)養(yang)護(hu)。以(yi)水(shui)(shui)溶(rong)液(ye)(ye)代替茶(cha)皂素溶(rong)液(ye)(ye)，以(yi)相同的(de)水(shui)(shui)泥、垃圾焚燒飛灰質量比，并以(yi)相同工(gong)藝制(zhi)(zhi)作水(shui)(shui)泥砌(qi)塊對照(zhao)。拆(chai)模后(hou)可以(yi)明顯看出，對照(zhao)水(shui)(shui)泥砌(qi)塊為(wei)(wei)實(shi)(shi)心，沒有肉(rou)眼(yan)明顯可見(jian)的(de)氣(qi)(qi)孔(kong)，而以(yi)茶(cha)皂素活化后(hou)的(de)飛灰制(zhi)(zhi)成(cheng)的(de)水(shui)(shui)泥砌(qi)塊含有較均(jun)勻(yun)的(de)氣(qi)(qi)孔(kong)，成(cheng)功制(zhi)(zhi)得氣(qi)(qi)孔(kong)性(xing)水(shui)(shui)泥砌(qi)塊。

水泥(ni)砌塊的制作效果分(fen)析

1．水泥砌塊的強度

在(zai)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)砌(qi)塊的(de)(de)(de)試(shi)制過程中(zhong)，分(fen)別將水(shui)(shui)泥(ni)(ni)與(yu)(yu)垃圾(ji)焚燒飛灰按1：1、1：1．5、1：2、1：2．5、1：3和1：4的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)進(jin)行試(shi)驗(yan)，同時(shi)(shi)(shi)以水(shui)(shui)代(dai)替(ti)茶(cha)皂素液進(jin)行對照實驗(yan)。觀察(cha)記錄凝同時(shi)(shi)(shi)間(jian)，并將水(shui)(shui)泥(ni)(ni)砌(qi)塊在(zai)不同高度(du)下做自由(you)落體，以水(shui)(shui)泥(ni)(ni)砌(qi)塊與(yu)(yu)地面(mian)碰撞后的(de)(de)(de)破碎程度(du)測試(shi)其強(qiang)度(du)(表(biao)(biao)1)。試(shi)驗(yan)結果表(biao)(biao)明，當(dang)飛灰與(yu)(yu)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)大于2：1時(shi)(shi)(shi)，制得(de)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)砌(qi)塊易碎；當(dang)垃圾(ji)飛灰與(yu)(yu)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)比(bi)為(wei)1：l時(shi)(shi)(shi)，對照抗壓強(qiang)度(du)最大，加(jia)茶(cha)皂素制成(cheng)的(de)(de)(de)氣孔性砌(qi)塊強(qiang)度(du)比(bi)對照稍弱，凝固時(shi)(shi)(shi)間(jian)略(lve)長；當(dang)飛灰與(yu)(yu)水(shui)(shui)泥(ni)(ni)的(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)為(wei)1．5：1時(shi)(shi)(shi)，處(chu)理(li)與(yu)(yu)對照抗壓性強(qiang)度(du)相當(dang)，凝固時(shi)(shi)(shi)間(jian)略(lve)長。

注：強度(du)易碎(sui)指在lm的(de)高(gao)(gao)度(du)下，落(luo)地后破碎(sui)，砌(qi)塊(kuai)不完整；★為(wei) 1．5m高(gao)(gao)度(du)落(luo)地后，砌(qi)塊(kuai)完縐、邊緣有碎(sui)屑產生；★★為(wei)多(duo)次1．5— 2．7m高(gao)(gao)度(du)重復(fu)落(luo)地后，砌(qi)塊(kuai)完整不變形；★★★為(wei)從2．7m以上高(gao)(gao)度(du)多(duo)次試投到水泥地面，砌(qi)塊(kuai)完整。

2．水泥砌塊(kuai)重金屬(shu)離子(zi)含量

重(zhong)(zhong)金屬浸出(chu)試驗按照《固體廢物(wu)浸出(chu)毒性(xing)浸出(chu)方(fang)法水(shui)(shui)平(ping)振蕩法》(GB5086．2一1997)進行(xing)，用原子吸收分光光度(du)法測定(ding)浸小液的(de)重(zhong)(zhong)金屬含量。結(jie)果表明，加(jia)茶皂素(su)的(de)氣孔性(xing)水(shui)(shui)泥砌(qi)塊(kuai)和不加(jia)茶皂素(su)的(de)非氣孔性(xing)水(shui)(shui)泥砌(qi)塊(kuai)1天至5天的(de)所有(you)浸出(chu)液樣品的(de)鉛和鎘的(de)含量均(jun)在0．005mg／L以下，達到安全標準。說明水(shui)(shui)泥固化(hua)垃(la)圾焚(fen)燒飛灰可以達到有(you)害重(zhong)(zhong)金屬的(de)固化(hua)穩定(ding)效果。

添加茶皂素活(huo)化(hua)處(chu)理飛灰與(yu)水(shui)(shui)泥(ni)按一定量配(pei)比可(ke)制(zhi)得氣孔性水(shui)(shui)泥(ni)砌(qi)塊(kuai)，當水(shui)(shui)泥(ni)和飛灰的(de)(de)質(zhi)量比為1：1．0-1．5 時，所制(zhi)水(shui)(shui)泥(ni)砌(qi)塊(kuai)除顏色(se)較對照稍偏黃外，其氣孔密度(du)(du)、強度(du)(du)均達到(dao)了(le)氣孔性水(shui)(shui)泥(ni)砌(qi)塊(kuai)的(de)(de)要求。經(jing)水(shui)(shui)泥(ni)固化(hua)處(chu)理垃圾(ji)焚(fen)燒(shao)飛灰中的(de)(de)重(zhong)金屬(shu)達到(dao)穩定同化(hua)處(chu)理的(de)(de)要求，有(you)效減少了(le)環(huan)境污染，提(ti)供(gong)了(le)一種安全有(you)效地處(chu)置垃圾(ji)焚(fen)燒(shao)飛灰的(de)(de)方法。  

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