电子垃圾处理过程中二噁英检测与减排研究

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由于电子产品的升级换代和“洋垃圾”的涌入,我国每年要处理大量的电子垃圾。不规范的电子垃圾处理方式,尤其是野蛮焚烧处理电子垃圾,给全国多个地方带来了严重的二噁英污染问题。本论文针对电子垃圾处理处置过程中带来的二噁英污染问题,主要完成了以下两方面的研究工作:论文首先研究电子垃圾中原生性二噁英的检测方法,根据电子垃圾样品基质的特点,优化了目前常见的二噁英样品前处理方法:选取三种典型的电子垃圾样品——电视机塑料外壳(主要成分:聚氯乙烯)、洗衣机塑料外壳(主要成分:聚丙烯)、线路板(主要成分:树脂材料、40%金属):索氏提取(甲苯)-FMS处理电视机塑料外壳样品,测得二噁英总毒性当量为0.4619 pg.TEQ/g;索氏提取(正己烷:二氯甲烷=1:1)-FMS处理洗衣机塑料外壳样品,测得二噁英总毒性当量为0.3176 pg.TEQ/g;ASE(甲苯)-FMS处理线路板样品,测得二噁英总毒性当量为0.3573 pg.TEQ/g。三种样品总毒性当量均低于国标GB5085.6-2007的限值15μg TEQ/kg。三种前处理方法的15种13C-2,3,7,8-PCDD/Fs提取内标的回收率为52%114%,满足国标(17%181%)要求。实验结果证明,针对不同的样品基质选择不同的前处理方法,结果更加准确可靠。其检测结果对于电子垃圾的处理处置有意义:在我国以填埋为主的垃圾处理模式下,如果只考虑二噁英污染,填埋此类垃圾也是相对最安全的。论文研究了电子垃圾焚烧过程中二噁英的控制参数:首先,完成了电子垃圾焚烧装置及烟尘烟气收集装置的设计。焚烧装置能够满足控制不同的氧气浓度及温度,以达到探究氧气量和温度对焚烧过程中二噁英产生的影响。然后,在所搭建装置中,完成了氧气含量及温度对焚烧产生二噁英的探究。结果表明:氧气含量低于30%时,二噁英的生成量与氧气含量呈正相关,说明氧气是二噁英从头合成反应的主要氧源;氧气含量高于30%时,此时的氧气主要作用于提高燃烧效率和氧化生成的二噁英而使二噁英的生成量降低。由于高温下二噁英的分解率提高,所以随着温度的升高,二噁英的生成量逐渐减小;当温度高于800℃时,生成的二噁英量大幅度降低。其研究结果对于电子垃圾的焚烧处置也有重要意义:如果采用焚烧法处理电子垃圾,应选用缺氧、高温的焚烧条件,以减少二噁英的产生。
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