城市垃圾焚燒飛灰重金屬藥劑配伍穩定化實驗研究
我國(guo)的(de)垃(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)廠(chang)(chang)在(zai)經濟相(xiang)對發達地區(qu)(qu)(qu)如上海(hai)、深圳、廣州和重慶等(deng)地區(qu)(qu)(qu)相(xiang)繼建(jian)成了(le)一(yi)些(xie)日處(chu)(chu)理(li)超(chao)過800t的(de)大型(xing)垃(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)處(chu)(chu)理(li)廠(chang)(chang)。僅(jin)在(zai)長江(jiang)三角洲和珠江(jiang)三角洲地區(qu)(qu)(qu)已分(fen)別建(jian)成了(le)約40個小型(xing)垃(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)廠(chang)(chang)（不大于(yu)400t/d），日處(chu)(chu)理(li)垃(la)圾約15000t，將產生焚(fen)(fen)燒(shao)飛(fei)(fei)灰(hui)600t/d。飛(fei)(fei)灰(hui)中因富含鉛和鉻等(deng)有毒重金屬(shu)(shu)而屬(shu)(shu)于(yu)重金屬(shu)(shu)危險(xian)廢物，在(zai)進行(xing)最終填埋(mai)處(chu)(chu)置之前要求進行(xing)穩(wen)定化處(chu)(chu)理(li)。因此，垃(la)圾焚(fen)(fen)燒(shao)飛(fei)(fei)灰(hui)的(de)穩(wen)定化處(chu)(chu)理(li)的(de)研究十分(fen)緊迫。
目前(qian)，國內(nei)外已(yi)開發了多種重(zhong)(zhong)金(jin)屬穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)技術(shu)。藥(yao)(yao)劑(ji)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)是利用化(hua)(hua)學藥(yao)(yao)劑(ji)通過化(hua)(hua)學反應(ying)使有(you)毒有(you)害物(wu)質轉化(hua)(hua)為低(di)溶(rong)解(jie)性(xing)、低(di)遷移性(xing)及(ji)低(di)毒性(xing)物(wu)質的(de)(de)(de)(de)過程川。飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)藥(yao)(yao)劑(ji)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)與(yu)其他穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)方(fang)法相(xiang)比，具(ju)有(you)工藝(yi)簡單、穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)效(xiao)果(guo)好、費用低(di)廉(lian)等(deng)(deng)優點。張(zhang)瑞娜等(deng)(deng)認為一般(ban)采用的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)藥(yao)(yao)劑(ji)有(you)：石(shi)膏、磷酸鹽、漂白(bai)粉(fen)、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)物(wu)（硫(liu)(liu)代硫(liu)(liu)酸鈉、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)鈉）、高(gao)分子有(you)機穩(wen)(wen)(wen)(wen)定劑(ji)、鐵酸鹽和(he)(he)粘土礦物(wu)等(deng)(deng)。目前(qian)發展較快的(de)(de)(de)(de)螯(ao)合型(xing)有(you)機重(zhong)(zhong)金(jin)屬穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)藥(yao)(yao)劑(ji)對垃(la)圾(ji)焚(fen)燒飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)中的(de)(de)(de)(de)多種重(zhong)(zhong)金(jin)屬污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)處理(li)效(xiao)果(guo)已(yi)經(jing)得到實(shi)驗(yan)證明。蔣建(jian)國等(deng)(deng)對利用重(zhong)(zhong)金(jin)屬螯(ao)合劑(ji)處理(li)城市垃(la)圾(ji)焚(fen)燒飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)的(de)(de)(de)(de)藥(yao)(yao)劑(ji)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)工藝(yi)及(ji)處理(li)效(xiao)果(guo)進行(xing)了實(shi)驗(yan)研(yan)(yan)究，并與(yu)Na2S和(he)(he)石(shi)灰(hui)(hui)等(deng)(deng)效(xiao)果(guo)進行(xing)了比較。本文(wen)作者通過探索性(xing)實(shi)驗(yan)對深圳某垃(la)圾(ji)焚(fen)燒廠飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)進行(xing)藥(yao)(yao)劑(ji)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)研(yan)(yan)究，確(que)定穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)藥(yao)(yao)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)投(tou)加量、投(tou)加順序和(he)(he)穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)效(xiao)果(guo)，從而得出經(jing)濟有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)垃(la)圾(ji)焚(fen)燒飛(fei)(fei)灰(hui)(hui)藥(yao)(yao)劑(ji)配伍穩(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)(hua)方(fang)法。
1 材料和方法
1.1飛灰
研究材料是來自于深圳市(shi)某城(cheng)市(shi)垃圾焚燒廠半干法收集的飛(fei)灰(hui)，含水率在4%左右。飛(fei)灰(hui)經12h烘干后進行篩(shai)分，選擇80目以(yi)下(xia)的飛(fei)灰(hui)作(zuo)為研究對象。
1.2穩定化藥劑
穩定化藥(yao)劑主(zhu)要分(fen)為有機(ji)(ji)贅合劑和無機(ji)(ji)藥(yao)劑兩大類，本(ben)實(shi)驗選用以(yi)下藥(yao)劑對飛灰進行穩定化研(yan)究。
1.2.1EDTA
EDTA（乙二胺(an)四乙酸二鈉(na)）是(shi)一種普遍應(ying)用(yong)的(de)分(fen)(fen)析(xi)試劑(ji)，與大多數金(jin)屬(shu)離(li)子合成水溶性絡(luo)(luo)合物(wu)(wu)，被(bei)廣泛(fan)用(yong)作金(jin)屬(shu)離(li)子的(de)滴定(ding)(ding)劑(ji)。也有一些研究者(zhe)把它(ta)用(yong)于土壤修復和廢水重(zhong)金(jin)屬(shu)處理(li)，廣泛(fan)運(yun)用(yong)于生(sheng)產和研究領(ling)域(yu)。早在20世紀40年代初(chu)就制(zhi)備并研究了EDTA等多種金(jin)屬(shu)絡(luo)(luo)合物(wu)(wu)，EDTA與金(jin)屬(shu)常常形成1：1絡(luo)(luo)合物(wu)(wu)，這為(wei)重(zhong)金(jin)屬(shu)進(jin)行穩定(ding)(ding)化和定(ding)(ding)量分(fen)(fen)析(xi)提供了一種有效的(de)方法。由于EDTA（乙二胺(an)四乙酸，為(wei)白(bai)色(se)）本身幾乎不(bu)溶于水，它(ta)的(de)鈉(na)鹽(yan)溶于水，且(qie)二鈉(na)鹽(yan)較(jiao)易得到(dao)，故選 EDTA二鈉(na)，即通常所指(zhi)的(de)EDTA。
1.2.2硫化鈉
硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鈉是目前(qian)焚(fen)燒飛灰穩(wen)定常(chang)采(cai)用的(de)穩(wen)定化(hua)(hua)(hua)藥劑，溶于(yu)水，且能(neng)與較(jiao)(jiao)多的(de)重(zhong)金(jin)屬(shu)形成穩(wen)定性很好(hao)的(de)化(hua)(hua)(hua)合(he)物，可(ke)以大大減小某(mou)些(xie)重(zhong)金(jin)屬(shu)從(cong)飛灰中轉移的(de)可(ke)能(neng)性。重(zhong)金(jin)屬(shu)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)物的(de)溶度積一(yi)般較(jiao)(jiao)小，如(ru)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鋅、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)銅、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鉛、硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)汞和硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)鎘的(de)分別為2.93×10-25、1.27×10-36、9.04×10-29、 6.44×10-53和1.40×10-29。
1.2.3可(ke)溶(rong)性(xing)磷酸鹽
目前，國內(nei)外許多學者采(cai)用(yong)磷(lin)酸鹽對焚燒飛(fei)灰進行穩(wen)定化研究。研究表明，磷(lin)酸能與鉛形成(cheng)(cheng)穩(wen)定的(de)(de)礦物(wu)，也(ye)能和(he)鋅、銅及(ji)鎘等結合成(cheng)(cheng)磷(lin)酸鹽礦物(wu)。同時，可溶(rong)性(xing)磷(lin)酸鹽藥劑也(ye)被應(ying)用(yong)在工業廢水中的(de)(de)重金(jin)屬和(he)鉛污染土壤(rang)的(de)(de)處理上。大多重金(jin)屬可以和(he)PO43-形成(cheng)(cheng)沉淀，處理效果較好(hao)。通常，處理樣品的(de)(de)液固比(bi)、pH值、離子強度、混合和(he)反應(ying)時間等參數(shu)會對處理效果、沉淀顆粒粒徑以及(ji)沉淀形成(cheng)(cheng)的(de)(de)過(guo)程產生影響。
1.2.4pH值控制
pH值控制(zhi)是(shi)指將(jiang)在(zai)飛灰中加入一(yi)定(ding)量溶液，調節溶液pH值至一(yi)定(ding)的(de)范圍，盡量減少重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)浸出(chu)，同時(shi)使(shi)部分(fen)易浸出(chu)、在(zai)堿(jian)性(xing)環境(jing)(jing)中易形成固(gu)體的(de)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)固(gu)化(hua)在(zai)飛灰中，減小重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)浸出(chu)總量。重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)氫(qing)氧化(hua)物(wu)(wu)一(yi)般(ban)為(wei)難(nan)溶化(hua)合(he)物(wu)(wu)，溶度積(ji)較小，如氫(qing)氧化(hua)鋅、氫(qing)氧化(hua)銅、氫(qing)氧化(hua)鉛和(he)氫(qing)氧化(hua)錳的(de)溶度積(ji)分(fen)別為(wei) 6.86×10-17、1×10-14、1.42×10-20和(he)2.06×10-13，。但(dan)是(shi)，自(zi)然(ran)環境(jing)(jing)是(shi)一(yi)個開放系統(tong)，固(gu)化(hua)體置于(yu)其中，由于(yu)地表水及(ji)雨水的(de)不斷侵蝕，pH值會逐(zhu)漸(jian)降低，最終與(yu)環境(jing)(jing)酸堿(jian)性(xing)達到一(yi)致。pH值調整在(zai)短期內避免(mian)重(zhong)(zhong)金(jin)(jin)屬(shu)浸出(chu)的(de)效(xiao)果比(bi)較明(ming)顯，但(dan)若要使(shi)其長期穩(wen)(wen)定(ding)，就需要把穩(wen)(wen)定(ding)化(hua)產(chan)物(wu)(wu)置于(yu)密閉的(de)系統(tong)中。采用pH控制(zhi)時(shi)，主要選(xuan)取(qu)NaOH和(he)HNO3作(zuo)為(wei)pH值調節劑。
1.3實驗方法
1.3.1浸(jin)出(chu)毒性(xing)測(ce)定
采(cai)用《固體廢物浸(jin)(jin)出(chu)毒性浸(jin)(jin)出(chu)方(fang)法(fa)－水(shui)平振(zhen)蕩法(fa)（GB5086.2-1997）》規定方(fang)法(fa)進行垃圾飛(fei)(fei)灰重金屬浸(jin)(jin)出(chu)，采(cai)用《固體廢物銅(tong)、鋅(xin)、鉛、鎘的測定原子吸收分(fen)光光度法(fa)（GB/T15555.2-1995）》規定方(fang)法(fa)測定飛(fei)(fei)灰或穩(wen)定化(hua)產物浸(jin)(jin)出(chu)液中(zhong)的重金屬含量，簡稱國標水(shui)平法(fa)。
1.3.2單行藥劑穩定化試驗
采(cai)用(yong)2種無機(ji)穩定化(hua)藥(yao)劑(ji)和(he)一種有機(ji)藥(yao)劑(ji)，其中(zhong)無機(ji)穩定化(hua)藥(yao)劑(ji)采(cai)用(yong)Na2S和(he)NaH2PO4（分析純）；有機(ji)穩定劑(ji)采(cai)用(yong)EDTA。先將飛灰(hui)與(yu)上述3種重金屬穩定化(hua)藥(yao)劑(ji)溶液按(an)照一定的(de)比例(li)單獨加入到500mL燒杯中(zhong)，控制每次加入燒杯的(de)飛灰(hui)質量不多于(yu)100g，在常溫下進行攪(jiao)拌，攪(jiao)拌時間(jian)為30min，這樣基(ji)本能滿(man)足(zu)攪(jiao)拌充分的(de)要求。攪(jiao)拌均勻(yun)的(de)混合物在室溫下養(yang)護12h后進行相(xiang)關的(de)浸出毒性檢測。
1.3.3加(jia)藥順(shun)序(xu)試(shi)驗
根據各穩(wen)(wen)定(ding)化藥劑與Pb、Zn形成化合物的穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)和(he)(he)穩(wen)(wen)定(ding)化藥劑對不同(tong)重金屬的穩(wen)(wen)定(ding)效果來確定(ding)投加順序。分別配制1mol/L的NaOH、 Pb（NO3）2、Na2S、NaH2PO4溶液(ye)和(he)(he)0.02mol/L的EDTA二鈉(na)溶液(ye)。通過向Pb(NO3）2和(he)(he)ZnSO4中分別加入NaOH、 Na2S和(he)(he)EDTA二鈉(na)溶液(ye)，觀(guan)察實驗現(xian)象，確定(ding)不同(tong)試劑加入順序。
1.3.4藥劑配伍穩定化試驗
①稱取烘干后500g飛灰用為穩定樣品。
②投加(jia)(jia)一(yi)定(ding)量Na2S,混合均勻，并加(jia)(jia)入適量的水，攪拌10min。
③再投加一(yi)定(ding)量的EDTA二鈉，混合攪拌，并加入一(yi)定(ding)量的水，靜置約(yue)30min，固(gu)液分離。
④向固體中投(tou)加一定(ding)量的(de)Na2HPO4，混合攪拌，養護1d。
⑤采用國標水(shui)平法進行毒性浸出實驗，測定重金屬濃(nong)度。
2結果與討論
2.1飛灰樣品測試
實驗焚(fen)燒飛(fei)灰的(de)國標水平(ping)法浸出(chu)試(shi)驗結果(guo)示于表1。
表1飛灰的重金屬浸出結果 |
*《危險(xian)廢物(wu)(wu)鑒別(bie)(bie)標(biao)(biao)準－浸出(chu)毒性鑒別(bie)(bie)（GB5085.3-1996）》規(gui)定的浸出(chu)液最(zui)高(gao)允許(xu)濃度；**《危險(xian)廢物(wu)(wu)填(tian)(tian)埋污(wu)染(ran)控(kong)制標(biao)(biao)準（GB18598-2001）》規(gui)定的危險(xian)廢物(wu)(wu)填(tian)(tian)埋控(kong)制限值
根據(ju)重金(jin)屬(shu)浸出毒(du)性實(shi)驗分析(xi)，飛(fei)灰(hui)樣品中(zhong)重金(jin)屬(shu)Cr和(he)Cu含(han)量(liang)可以(yi)(yi)滿足(zu)并遠小于危險廢物浸出毒(du)性鑒別標準和(he)危險廢物填埋控(kong)制(zhi)限(xian)值，而 Pb（10.6mg/L）和(he)Zn（157.3mg/L）均(jun)遠超過(guo)2個標準。故本(ben)文主要以(yi)(yi)Pb和(he)Zn作為目標重金(jin)屬(shu)，通過(guo)分析(xi)飛(fei)灰(hui)中(zhong)Pb和(he)Zn的穩定(ding)化(hua)效(xiao)果，來探討穩定(ding)化(hua)藥劑(ji)的飛(fei)灰(hui)中(zhong)重金(jin)屬(shu)穩定(ding)化(hua)效(xiao)果。
2.2pH值對穩定化效果(guo)的影響
穩定化藥劑對重金屬的穩定效果受多種因素的影響，其中pH值的變化對其影響較為顯著，選擇以投加EDTA劑0.2%（質量百分比），利用HNO3和 NaOH調節穩定化試劑溶液的pH值為2、4、7、10和12的條件下，混勻和養護后，測定重金屬Pb和Zn的浸出濃度。結果如圖1所示。
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圖1pH值(zhi)對EDTA重金屬穩定化效果的影響(xiang)
由圖1可(ke)以看(kan)出，隨著pH值(zhi)(zhi)的(de)上升，從2變到10之(zhi)間，螯合劑EDTA對飛灰(hui)中的(de)重金(jin)屬穩定(ding)效(xiao)果(guo)逐漸(jian)提(ti)高。這可(ke)能由于有機螯合劑EDTA的(de)基體(ti)是弱酸(suan)性的(de)，在(zai)堿(jian)(jian)性條(tiao)件下，更容易呈現離子態，從而提(ti)高了螯合的(de)效(xiao)果(guo)；但當pH值(zhi)(zhi)上升至12時(shi)，Pb和Zn的(de)浸(jin)(jin)出濃度有所(suo)回(hui)升，可(ke)能是由于溶(rong)液處于強堿(jian)(jian)環境下，且 Pb、Zn均為(wei)雙性重金(jin)屬，會形成少量[Zn（OH）4]2-、[Pb（OH）4]2-，從而影響Pb和Zn的(de)穩定(ding)化(hua)。這與袁玲等和嚴建新等對其他地區垃(la)圾焚燒飛灰(hui)的(de)研究(jiu)結果(guo)較為(wei)一(yi)致。所(suo)以，浸(jin)(jin)取液的(de)pH值(zhi)(zhi)保(bao)持在(zai)弱堿(jian)(jian)性（即pH值(zhi)(zhi)10左右），穩定(ding)化(hua)效(xiao)果(guo)最佳。在(zai)后續的(de)試驗中酸(suan)堿(jian)(jian)性條(tiao)件均保(bao)持在(zai)pH＝10。
2.3單(dan)行藥劑穩定化效果
在飛灰中，分別投加0.1%、0.2%和0.4%（質量百分比）的穩定化藥劑EDTA、Na2S和NaH2PO4，按照上節方法進行混勻和養護后，采用國標水平振蕩法對穩定化產物進行重金屬Pb和Zn浸出毒性測定，實驗結果見圖2和圖3。
 圖2不同比例藥劑穩定化產物Pb浸出濃度  圖3不同比例藥劑穩定化產物Zn浸出濃度 |
從圖2可以(yi)看出(chu)(chu)，NaH2PO4對(dui)重(zhong)金(jin)屬Pb的(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)化效(xiao)果(guo)優于(yu)Na2S，投加0.4%的(de)(de)(de)NaH2PO4時(shi)(shi)(shi)，Pb的(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)純(chun)飛灰進行(xing)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)毒性(xing)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)38%；投加0.4%的(de)(de)(de)Na2S時(shi)(shi)(shi)，Pb的(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)純(chun)飛灰進行(xing)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)毒性(xing)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)75%；如(ru)果(guo)與國家(jia)(jia)相關標(biao)(biao)(biao)準進行(xing)對(dui)比，單(dan)獨采(cai)用(yong)(yong)Na2S和NaH2PO4作為(wei)(wei)重(zhong)金(jin)屬穩定(ding)(ding)劑，投加試劑質量百分比為(wei)(wei)0.4%時(shi)(shi)(shi)，Pb的(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)均超(chao)過國家(jia)(jia)危險(xian)廢物毒性(xing)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)標(biao)(biao)(biao)準（3mg/L），其中(zhong)，NaH2PO4作為(wei)(wei)重(zhong)金(jin)屬穩定(ding)(ding)劑，Pb的(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)超(chao)標(biao)(biao)(biao)倍數分別為(wei)(wei)0.35；Na2S作為(wei)(wei)重(zhong)金(jin)屬穩定(ding)(ding)劑，Pb的(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)超(chao)標(biao)(biao)(biao)倍數分別為(wei)(wei)1.66。而采(cai)用(yong)(yong)EDTA作為(wei)(wei)穩定(ding)(ding)藥劑，當投加量為(wei)(wei)0.1% 時(shi)(shi)(shi)，Pb的(de)(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)(nong)度(du)(du)(du)（1.97mg/L)即可滿足(zu)國家(jia)(jia)危險(xian)廢物毒性(xing)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)標(biao)(biao)(biao)準（3mg/L）。
從圖3可(ke)以看(kan)出(chu)(chu)，NaH2PO4對重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)Zn的(de)(de)穩定化效果不及(ji)Na2S。當投(tou)加0.4%的(de)(de)NaH2PO4時(shi)(shi)，Zn的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)純(chun)(chun)飛(fei)(fei)灰進行(xing)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)毒(du)性濃(nong)度(du)的(de)(de) 56%；當投(tou)加0.4%的(de)(de)Na2S時(shi)(shi)，Zn的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)度(du)為(wei)(wei)(wei)(wei)純(chun)(chun)飛(fei)(fei)灰進行(xing)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)毒(du)性濃(nong)度(du)的(de)(de)37%；如果與國家(jia)相(xiang)關(guan)標準進行(xing)對比，單獨(du)采用Na2S和NaH2PO4 作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)穩定劑，投(tou)加試(shi)劑質量百分比為(wei)(wei)(wei)(wei)0.4%時(shi)(shi)，Zn的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)度(du)已超過國家(jia)危(wei)險廢(fei)物(wu)毒(du)性浸(jin)(jin)出(chu)(chu)標準（50mg/L），其中(zhong)，NaH2PO4作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)穩定劑，Zn的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)度(du)超標0.77倍；Na2S作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)穩定劑，Zn的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)度(du)超標0.18倍。而采用EDTA作(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)穩定化藥劑，當投(tou)加量為(wei)(wei)(wei)(wei)0.1% 時(shi)(shi)，Zn的(de)(de)浸(jin)(jin)出(chu)(chu)濃(nong)度(du)（35.7mg/L）即(ji)可(ke)滿(man)足國家(jia)危(wei)險廢(fei)物(wu)毒(du)性浸(jin)(jin)出(chu)(chu)標準（50mg/L)。
通過分析可知，NaH2PO4和Na2S作為(wei)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)劑(ji)(ji)(ji)難(nan)以(yi)保證對(dui)所有(you)(you)的(de)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)效果，而是具(ju)有(you)(you)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)選擇性。另外(wai)，即使針對(dui)相對(dui)應(ying)的(de)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)種類，單(dan)獨(du)采用無(wu)機(ji)(ji)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)藥劑(ji)(ji)(ji)時(shi)，也難(nan)以(yi)達到較(jiao)為(wei)理(li)想的(de)效果。單(dan)獨(du)采用EDTA作為(wei)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)劑(ji)(ji)(ji)時(shi)，穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)效果比(bi)較(jiao)良好(hao)，對(dui)重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)Pb和Zn穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)的(de)效果均明(ming)顯優于(yu)NaH2PO4和Na2S等無(wu)機(ji)(ji)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)藥劑(ji)(ji)(ji)。投加(jia)(jia)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)劑(ji)(ji)(ji)0.10%（質量(liang)百分比(bi)），Pb和Zn的(de)浸(jin)(jin)出濃(nong)度(du)即可滿足國家(jia)危險廢物毒性浸(jin)(jin)出標準。這可能(neng)是由于(yu)有(you)(you)機(ji)(ji)螯(ao)合(he)劑(ji)(ji)(ji)與重(zhong)(zhong)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)(shu)間的(de)結合(he)較(jiao)強，同時(shi)有(you)(you)機(ji)(ji)螯(ao)合(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)分子(zi)量(liang)一般也比(bi)較(jiao)大，這會制約(yue)螯(ao)合(he)后(hou)螯(ao)合(he)物的(de)遷移(yi)。隨(sui)著EDTA投加(jia)(jia)量(liang)的(de)增大（從0.1%增加(jia)(jia)到0.4%），Pb的(de)浸(jin)(jin)出濃(nong)度(du)基本保持在(zai)2mg/L左右，但是，Zn的(de)浸(jin)(jin)出量(liang)大幅下(xia)降（浸(jin)(jin)出濃(nong)度(du)從35.74mg/L降至(zhi)1.65mg/L）。由于(yu)有(you)(you)機(ji)(ji)螯(ao)合(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)價格一般比(bi)較(jiao)昂貴（EDTA二鈉的(de)價格昂貴，高(gao)(gao)出Na2S試劑(ji)(ji)(ji)10倍(bei)以(yi)上(shang)，也高(gao)(gao)出NaH2PO4試劑(ji)(ji)(ji)2倍(bei)以(yi)上(shang)），為(wei)降低飛灰(hui)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理(li)成本，在(zai)與螯(ao)合(he)劑(ji)(ji)(ji)配伍相合(he)的(de)條件下(xia)適當的(de)投加(jia)(jia)部分無(wu)機(ji)(ji)穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)藥劑(ji)(ji)(ji)以(yi)減(jian)少有(you)(you)機(ji)(ji)螯(ao)合(he)劑(ji)(ji)(ji)的(de)使用量(liang)。
2.4藥劑順序確定
（1）穩定化藥(yao)劑與ZnSO4溶液反應試驗及分析
①向ZnSO4溶液中逐漸加入NaOH溶液，先有白色沉淀產生，繼續加入NaOH溶液，白色沉淀消失，再加入EDTA二鈉和Na2S溶液，均無明顯現象；
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EDTA二鈉和S2-的競爭(zheng)能力比OH-小(xiao)。
②向ZnSO4溶液中逐漸加入Na2S溶液，有黑色沉淀產生，再向其中加入過量NaOH，無明顯現象，逐漸加入過量EDTA二鈉溶液，逐漸消失；
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鋅(xin)與EDTA形成的螯合物穩定(ding)性(xing)應比ZnS穩定(ding)性(xing)更好。
(2）穩定化藥劑與Pb（NO3）2溶液反應試驗及(ji)分(fen)析
①向Pb（NO3）2溶液中逐漸加入NaOH溶液，先有白色沉淀產生，繼續加入NaOH溶液，白色沉淀消失，再加入EDTA二鈉溶液無明顯變化，再向其中加入Na2S溶液，有黑色沉淀產生；
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S2-與Pb2+的結合能(neng)力比EDTA和OH-都(dou)強。
②向Pb（NO3）2溶(rong)液(ye)中逐漸(jian)投加(jia)過(guo)量(liang)EDTA二鈉，無任(ren)何(he)現(xian)象(xiang)，逐漸(jian)加(jia)入Na2S溶(rong)液(ye)，有黑(hei)色(se)(se)沉淀產生(sheng)，再(zai)加(jia)入NaOH溶(rong)液(ye)，黑(hei)色(se)(se)沉淀明(ming)顯增加(jia)；
分析：OH-濃度(du)的(de)(de)增加，有助于PbS沉(chen)淀物的(de)(de)生成。
(3）ZnSO4溶液(ye)和Pb（NO3）2溶液(ye)與NaH2PO4溶液(ye)反應(ying)分析
在(zai)各溶(rong)液(ye)中加(jia)入NaH2PO4溶(rong)液(ye)均無(wu)明(ming)顯的變(bian)化，表(biao)明(ming)形成磷酸(suan)鹽礦物可能相對(dui)緩慢(man)，其水化反應(ying)在(zai)有流(liu)動態(tai)水時(shi)才能進行。
(4）加藥順序的(de)確(que)定
根據(ju)以上的(de)試驗及分析，確定加藥時間順序：Na2S、EDTA二鈉、NaH2PO4。
2.5藥劑配伍穩定化效果分析
選(xuan)取(qu)配伍穩定(ding)化(hua)藥劑(ji)的總(zong)比(bi)例為(wei)飛灰樣品(pin)的0.4%（質量百分比(bi)），但是EDTA總(zong)比(bi)例控制(zhi)在0.1％以下。綜(zong)合考(kao)慮金屬(shu)選(xuan)擇性、穩定(ding)化(hua)效(xiao)果和成本等相關因素(su)，確(que)定(ding)出(chu)藥劑(ji)配伍方案，見表2。
表2穩定化藥劑配伍方案 |
按上節確定的最優投加順序進行投加穩定化藥劑，藥劑與飛灰比為0.4%的情況下，穩定化產物的重金屬Pb和Zn浸出濃度如圖4和圖5所示。同時，圖4和圖5也對各種配伍方案和單行藥劑EDTA二鈉對飛灰中重金屬Pb和Zn的穩定化效果做了對比。
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圖(tu)4不同配伍方案的(de)Pb穩定化效果與單(dan)行(xing)EDTA(0.1%）相比較(jiao)
由圖4可以看出，配伍方案2和方案3的穩定化效果與EDTA單行穩定化效果相近。可是，配伍方案2和3中EDTA占飛灰質量百分比僅為0.04%和 0.06%，也就是說，如果采用配伍方案可以在保持穩定化效果的前提下，大大降低Pb穩定化處理成本。配伍方案4中EDTA含量為0.08%與EDTA單行方案相近，但是，Pb的浸出濃度比EDTA單行穩定Pb的浸出濃度低40%，穩定化效果明顯優于藥劑EDTA（0.1％）單行穩定化效果。
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圖5不同配伍方案(an)的Zn穩定化效果(guo)與單行EDTA(0.1%）相比較
由(you)圖5可(ke)以(yi)看(kan)出(chu)，配(pei)伍(wu)方案2的(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)效(xiao)果(guo)(guo)較差(cha)，Zn浸出(chu)濃(nong)度(du)為69.95mg/L，遠高于(yu)(yu)藥劑(ji)(ji)EDTA(0.1%）單(dan)行(xing)(xing)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)Zn浸出(chu)濃(nong)度(du) 35.74mg/L。配(pei)伍(wu)方案1、3和4的(de)Zn浸出(chu)濃(nong)度(du)均低(di)于(yu)(yu)藥劑(ji)(ji)EDTA(0.1%）單(dan)行(xing)(xing)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)Zn浸出(chu)濃(nong)度(du)，同(tong)時，配(pei)伍(wu)方案1、3和4中EDTA占飛灰質(zhi)量(liang)百(bai)分比僅為0.04%、0.06%和0.08%。尤其(qi)是配(pei)伍(wu)方案4的(de)Zn浸出(chu)濃(nong)度(du)僅為藥劑(ji)(ji)EDTA(0.1%）單(dan)行(xing)(xing)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)Zn浸出(chu)濃(nong)度(du)的(de)42%，穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)效(xiao)果(guo)(guo)明顯(xian)優(you)于(yu)(yu)藥劑(ji)(ji)EDTA(0.1%）單(dan)行(xing)(xing)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)，而(er)EDTA占飛灰質(zhi)量(liang)百(bai)分比為0.08％。采用配(pei)伍(wu)方案1和3，不僅可(ke)以(yi)一定(ding)(ding)(ding)程度(du)上降低(di)Zn浸出(chu)濃(nong)度(du)，同(tong)時可(ke)以(yi)大(da)大(da)降低(di)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理成本；而(er)采用配(pei)伍(wu)方案4可(ke)以(yi)在穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)成本保持穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)，但是穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)效(xiao)果(guo)(guo)明顯(xian)優(you)于(yu)(yu)單(dan)行(xing)(xing)EDTA（0.1％）。
從(cong)以(yi)上分(fen)(fen)析(xi)可(ke)以(yi)看出(chu)，4個(ge)(ge)配(pei)伍方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)中配(pei)伍方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)1和(he)(he)(he)2分(fen)(fen)別對重(zhong)金(jin)屬(shu)Pb和(he)(he)(he)Zn的(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)效(xiao)果(guo)較差(cha)，均具(ju)有(you)重(zhong)金(jin)屬(shu)穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)選擇性；對于配(pei)伍方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)3和(he)(he)(he)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)4，從(cong)重(zhong)金(jin)屬(shu)Pb和(he)(he)(he)Zn的(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)效(xiao)果(guo)角(jiao)度(du)分(fen)(fen)析(xi)，盡管方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)4和(he)(he)(he)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)3穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)效(xiao)果(guo)均可(ke)滿足相(xiang)關標準，相(xiang)比(bi)之下方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)4穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)效(xiao)果(guo)明顯(xian)優(you)于方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)3；從(cong)經(jing)濟角(jiao)度(du)分(fen)(fen)析(xi)，方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)4中 EDTA二鈉的(de)比(bi)例(li)稍(shao)高于方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)3，穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)處理成(cheng)本也將相(xiang)應高于方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)3。所以(yi)，采用(yong)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)3和(he)(he)(he)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)4均可(ke)達(da)穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)藥劑(ji)配(pei)伍相(xiang)合，減少有(you)機螯(ao)合劑(ji)的(de)使用(yong)量(liang)并提高飛灰中重(zhong)金(jin)屬(shu)穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)效(xiao)果(guo)。綜合分(fen)(fen)析(xi)，配(pei)伍方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)4在保持相(xiang)似的(de)穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)成(cheng)本情況下，可(ke)以(yi)較大幅(fu)度(du)減少重(zhong)金(jin)屬(shu)Pb和(he)(he)(he)Zn的(de)浸出(chu)量(liang)，穩(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)定化(hua)效(xiao)果(guo)明顯(xian)優(you)于其他3個(ge)(ge)方(fang)(fang)(fang)(fang)案(an)(an)(an)(an)。
3結論
（1）NaH2PO4、Na2S、EDTA二鈉(na)對飛灰Pb、Zn兩種(zhong)重(zhong)金(jin)屬(shu)的(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)化效(xiao)果(guo)明顯(xian)。將3種(zhong)藥劑分別(bie)按照0.1％、0.2％和(he)0.4％的(de)質量(liang)百分比(bi)投(tou)(tou)加到飛灰中進(jin)行穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)化試驗，結果(guo)表明，3種(zhong)化學藥劑都對飛灰中的(de)重(zhong)金(jin)屬(shu)具有(you)明顯(xian)的(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)化效(xiao)果(guo)，使得浸(jin)出液中重(zhong)金(jin)屬(shu)濃度(du)大大降低，但是單獨投(tou)(tou)加無機穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)化藥劑NaH2PO4和(he)Na2S的(de)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)化作用，還(huan)無法使Pb和(he)Zn的(de)浸(jin)出濃度(du)低于鑒別(bie)標(biao)準；在EDTA二鈉(na)藥劑投(tou)(tou)加0.1%（質量(liang)百分比(bi)）時，其(qi)穩(wen)(wen)(wen)定(ding)(ding)化產物浸(jin)出液濃度(du)已經可以(yi)滿足相關(guan)鑒別(bie)標(biao)準。
(2）在對NaH2PO4、Na2S、EDTA二(er)鈉(na)等幾種藥(yao)劑進行投加(jia)順(shun)(shun)序試驗(yan)中發(fa)現，Pb與S2-形(xing)成的(de)化合物在堿(jian)性環境也(ye)能(neng)大量析出，此后再加(jia)入 EDTA二(er)鈉(na)溶液，沉淀不消失(shi)；向含Zn離子(zi)的(de)溶液中先投加(jia)Na2S，能(neng)形(xing)成沉淀，再投加(jia)EDTA二(er)鈉(na)，沉淀也(ye)不會(hui)消失(shi)，但(dan)是，如果交換EDTA二(er)鈉(na)和(he) Na2S的(de)投加(jia)順(shun)(shun)序，則不會(hui)產生(sheng)沉淀。所以，穩定(ding)(ding)化藥(yao)劑投加(jia)順(shun)(shun)序為Na2S、EDTA二(er)鈉(na)、NaH2PO4，則穩定(ding)(ding)化效果最佳(jia)。
(3）按照確(que)定(ding)的(de)最(zui)優(you)藥劑(ji)(ji)投加(jia)順序，投加(jia)藥劑(ji)(ji)總量為(wei)飛灰(hui)0.4%，比較(jiao)不同配伍方案(an)對重(zhong)金(jin)屬的(de)穩(wen)定(ding)化效果(guo)。實驗結(jie)果(guo)表明(ming)，配伍方案(an)4（Na2S:EDTA 二(er)鈉：NaH2PO4為(wei)2:1:2)的(de)穩(wen)定(ding)化產物(wu)的(de)重(zhong)金(jin)屬Pb和Zn浸出濃度不僅滿足(zu)國家標準，而(er)且(qie)穩(wen)定(ding)化效果(guo)明(ming)顯優(you)于EDTA(0.1%）單行方案(an)和其他配伍方案(an)。可以(yi)較(jiao)好實現穩(wen)定(ding)化藥劑(ji)(ji)配伍相合，提高飛灰(hui)中重(zhong)金(jin)屬穩(wen)定(ding)化效果(guo)，并且(qie)減少有(you)機螯合劑(ji)(ji)的(de)使用量，從(cong)而(er)適(shi)當降低處理(li)成(cheng)本。
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