摘要:利用處理(li)量為2 kg的(de)(de)(de)(de)直(zhi)流電弧爐對醫療垃(la)圾(ji)焚燒的(de)(de)(de)(de)底(di)(di)灰(hui)(hui)(hui)、底(di)(di)灰(hui)(hui)(hui)與(yu)布(bu)(bu)袋飛灰(hui)(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)混(hun)(hun)合(he)(he)灰(hui)(hui)(hui)分別進行熔(rong)(rong)(rong)(rong)融實驗研究，并比(bi)較了熔(rong)(rong)(rong)(rong)融前后灰(hui)(hui)(hui)和熔(rong)(rong)(rong)(rong)渣的(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分、物相、微觀形貌、浸出毒性及重金屬(shu)(shu)(shu)殘留(liu)(liu)率(lv). 結(jie)果表明，底(di)(di)灰(hui)(hui)(hui)主要(yao)由(you)復雜的(de)(de)(de)(de)硅酸鹽晶體組成，布(bu)(bu)袋飛灰(hui)(hui)(hui)含有大量的(de)(de)(de)(de)硬石(shi)膏(gao)(CaSO4)、氯化(hua)鈉(NaCl)晶體，熔(rong)(rong)(rong)(rong)融后兩種熔(rong)(rong)(rong)(rong)渣均(jun)為無定形非晶態的(de)(de)(de)(de)玻璃(li)熔(rong)(rong)(rong)(rong)巖(yan). 底(di)(di)灰(hui)(hui)(hui)、混(hun)(hun)合(he)(he)灰(hui)(hui)(hui)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融后減容率(lv)分別達到78%和80.5%；熔(rong)(rong)(rong)(rong)融前布(bu)(bu)袋飛灰(hui)(hui)(hui)浸出液(ye)中(zhong)(zhong)Pb, Cd, Zn濃度遠(yuan)超過危險(xian)廢物填埋限(xian)值，熔(rong)(rong)(rong)(rong)融后的(de)(de)(de)(de)熔(rong)(rong)(rong)(rong)渣中(zhong)(zhong)重金屬(shu)(shu)(shu)固化(hua)在Si-O網格(ge)中(zhong)(zhong)，滲瀝液(ye)中(zhong)(zhong)濃度極低，完全符合(he)(he)環保要(yao)求. 熔(rong)(rong)(rong)(rong)融后2種熔(rong)(rong)(rong)(rong)渣中(zhong)(zhong)Pb, Cd, Zn的(de)(de)(de)(de)殘留(liu)(liu)率(lv)較低，而且混(hun)(hun)合(he)(he)灰(hui)(hui)(hui)熔(rong)(rong)(rong)(rong)渣中(zhong)(zhong)重金屬(shu)(shu)(shu)殘留(liu)(liu)率(lv)均(jun)低于(yu)底(di)(di)灰(hui)(hui)(hui)熔(rong)(rong)(rong)(rong)渣.

關鍵詞:醫療垃圾,焚燒灰,熔融,電(dian)弧爐,重金(jin)屬

1 前言

醫(yi)(yi)療(liao)垃(la)圾(ji)集(ji)中焚燒處理(li)(li)能(neng)減容(rong)、減量(liang)(liang)、消毒(du)滅菌，“非典”之后，該處理(li)(li)方式(shi)在(zai)國內得到大力推(tui)廣(guang). 醫(yi)(yi)療(liao)垃(la)圾(ji)經焚燒后將產(chan)生約30%的(de)(de)底灰(hui)(hui)(hui)和(he)3%的(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)[1]，這些灰(hui)(hui)(hui)(尤其是(shi)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui))中含有相當量(liang)(liang)的(de)(de)重金(jin)(jin)屬和(he)二(er)(er)(er)惡(e)英(ying)(ying)(ying)等(deng)污染成分，與(yu)生活(huo)垃(la)圾(ji)焚燒灰(hui)(hui)(hui)相比，其成分更加復雜，二(er)(er)(er)惡(e)英(ying)(ying)(ying)含量(liang)(liang)[2]、重金(jin)(jin)屬毒(du)性(xing)(xing)和(he)急性(xing)(xing)毒(du)性(xing)(xing)都更高[3]. 目(mu)前，我國對醫(yi)(yi)療(liao)垃(la)圾(ji)焚燒灰(hui)(hui)(hui)主要采(cai)用填(tian)埋處理(li)(li)，對部(bu)分超過危(wei)險廢物填(tian)埋標準的(de)(de)飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)(hui)進行(xing)水泥固化處理(li)(li)，這兩(liang)種處理(li)(li)方式(shi)均不能(neng)保證(zheng)重金(jin)(jin)屬的(de)(de)長期安(an)全性(xing)(xing)，而且(qie)不能(neng)消除二(er)(er)(er)惡(e)英(ying)(ying)(ying)等(deng)有機毒(du)物，醫(yi)(yi)療(liao)垃(la)圾(ji)焚燒帶(dai)來的(de)(de)新的(de)(de)環境問題亟待解(jie)決.

熔(rong)融(rong)(rong)是近年來發(fa)展的(de)新技(ji)(ji)(ji)術(shu)，它減容顯(xian)著，能徹底(di)分(fen)解灰(hui)中的(de)二惡英，并使重金屬(shu)蒸發(fa)或固(gu)定在(zai)熔(rong)渣Si-O網格中，產(chan)生的(de)熔(rong)渣還(huan)可作為陶瓷、路基、水泥的(de)原料(liao)，在(zai)減容化、無(wu)害化、資源利用方面(mian)具(ju)有明顯(xian)的(de)優(you)勢(shi). 目前，我(wo)國(guo)(guo)垃(la)圾(ji)焚燒(shao)灰(hui)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)尚處于機(ji)理研(yan)究階(jie)段，僅陳德珍等[4]、李潤東等[5]用高溫電(dian)(dian)阻爐(lu)(lu)(lu)(lu)分(fen)別進行了幾(ji)克(ke)級(ji)、幾(ji)十(shi)克(ke)級(ji)生活垃(la)圾(ji)焚燒(shao)飛灰(hui)的(de)熔(rong)融(rong)(rong)實驗研(yan)究. 日本(ben)等發(fa)達國(guo)(guo)家已開發(fa)了多種垃(la)圾(ji)焚燒(shao)灰(hui)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)[6]，如電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)[7]、等離子體爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)[8]、反(fan)射面(mian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)[9]及旋轉面(mian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)[10]. 上述技(ji)(ji)(ji)術(shu)中，因電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)具(ju)有電(dian)(dian)弧(hu)溫度高、電(dian)(dian)熱轉變能力大(da)、電(dian)(dian)熱效率高、爐(lu)(lu)(lu)(lu)內氣(qi)氛(fen)和爐(lu)(lu)(lu)(lu)子操作容易(yi)控制等優(you)點[11]，電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)在(zai)國(guo)(guo)外頗受青睞(lai)，但其核心技(ji)(ji)(ji)術(shu)一(yi)直處于保(bao)密階(jie)段，因此，開發(fa)適合我(wo)國(guo)(guo)國(guo)(guo)情的(de)垃(la)圾(ji)焚燒(shao)灰(hui)電(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)融(rong)(rong)技(ji)(ji)(ji)術(shu)具(ju)有重要意義.

利(li)(li)用(yong)我(wo)國(guo)成熟的(de)冶金(jin)電(dian)弧爐工藝(yi)設備進(jin)行(xing)(xing)垃圾(ji)焚(fen)燒(shao)灰(hui)(hui)熔融(rong)處(chu)理(li)，既(ji)可(ke)縮短(duan)熔融(rong)技術(shu)的(de)研發周期，又可(ke)節省(sheng)投資與運行(xing)(xing)費用(yong)，具有顯(xian)著的(de)環保和(he)經濟效益. 本(ben)工作(zuo)利(li)(li)用(yong)處(chu)理(li)量(liang)為2 kg 的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)弧爐對(dui)醫(yi)療垃圾(ji)焚(fen)燒(shao)底(di)灰(hui)(hui)(Bottom Ash, BA)、底(di)灰(hui)(hui)與布袋飛灰(hui)(hui)(Fly Ash, FA)的(de)混合灰(hui)(hui)進(jin)行(xing)(xing)熔融(rong)中試實(shi)驗(yan)研究，并采用(yong)XRF, XRD, SEM和(he)AAS 等儀器設備對(dui)焚(fen)燒(shao)灰(hui)(hui)和(he)熔渣進(jin)行(xing)(xing)理(li)化特性分析，以詳細了解電(dian)弧爐熔融(rong)對(dui)焚(fen)燒(shao)灰(hui)(hui)成分、物質(zhi)結構和(he)結晶(jing)相及重金(jin)屬遷移的(de)影響.

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