【摘 要】
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垃圾焚烧飞灰因含有大量的可溶性盐和有毒有害重金属,被列为危险废物。本论文以某公司垃圾焚烧飞灰为研究对象,在分析飞灰理化性质的基础上,构建BES-电渗析耦合系统,以液固比、外加电压和初始pH为变量,设计正交实验处理飞灰。结果如下:(1)飞灰粒径主要分布为9.20～14.49 μ m(65.75%),Pb、Ni的含量分别为622 mg/kg和39.6 mg/kg,其中Pb几乎以可还原态存在(占比为97
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垃圾焚烧飞灰因含有大量的可溶性盐和有毒有害重金属,被列为危险废物。本论文以某公司垃圾焚烧飞灰为研究对象,在分析飞灰理化性质的基础上,构建BES-电渗析耦合系统,以液固比、外加电压和初始pH为变量,设计正交实验处理飞灰。结果如下:(1)飞灰粒径主要分布为9.20～14.49 μ m(65.75%),Pb、Ni的含量分别为622 mg/kg和39.6 mg/kg,其中Pb几乎以可还原态存在(占比为97.36%);Ni主要以残渣态和可还原态存在,两者占比大于50%,其次是弱酸提取态和可氧化态。(2)以垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液为底物,构建空气阴极MFC处理垃圾渗滤液,随着底物浓度增大,MFC输出电压和最大功率密度先增大后减小。在垃圾渗滤液浓度为3841mg/L时,其最大输出电压为450mV,最大功率密度为1007mW/m3,库伦效率为10.57%,内阻为86.87 Ω,对COD和氨氮的去除率分别为 85.91%和 97.43%。(3)耦合系统处理飞灰过程中,反应池中Pb浓度呈下降趋势,阳极池和阴极池内Pb浓度呈上升趋势,60%～85%的Pb向阳极迁移,说明反应过程Pb与阴离子形成负价态螯合物;反应池中Ni随时间变化不大,而阴阳池Ni内浓度增加缓慢,50%～70%Ni在电场的作用下向阴极侧迁移,表明Ni主要以Ni2+或者正价态镍螯合物形式为主。(4)电渗析处理后飞灰中Pb、Ni的最高去除率达到49.81%、69.03%,Pb、Ni总量均高于原灰,最低浸出毒性分别为1.187mg/L和0.082mg/L。反应后残渣态和弱酸提取态增多,可氧化态和可还原态减少。结合XRD和SEM分析,飞灰中可溶性盐类的溶解,造成了飞灰中重金属总量的上升,浸出毒性显著降低。(5)对9组实验进行多因素分析和边际均值分析,可以发现对于Pb去除率影响顺序依次为液固比>pH>外加电源,对于Ni去除率影响顺序为外加电源>液固比>pH。Pb在液固比10、外加电源3倍、pH=2的条件下去除效果最佳,而Ni在液固比20、外加电源3倍、pH=4的条件下去除效果最佳。9组实验与最佳条件相近的实验组表现出较高的去除效果。图21表18参125
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