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随着中国城市规模逐渐增大,城镇化率越来越高,随之带来一系列生活垃圾处理问题。近年来,垃圾焚烧技术逐渐成为我国垃圾焚烧治理的主流方式,但生活垃圾焚烧飞灰中含有多种重金属,不易被分解,且浸出毒性高,随着时间推移,在土壤、水、气体环境中不断流失、迁移、转化、积累,对环境造成极大的危害。针对上述问题,本文依托垃圾焚烧技术与装备国家工程实验室专项课题城市生活垃圾焚烧飞灰无害化处理技术研究,展开了稳定剂对垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化效果研究,通过浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法,研究无机、有机、复合稳定剂对飞灰中重金属的浸出行为影响,并参考有机稳定剂合成相关文献,制备了一种新型稳定剂木质素基三氨基三乙胺（TATEL）。其主要研究内容及相关结论如下:1)根据国内主流的两种焚烧技术,选取流化床和机械炉排炉焚烧工艺中各5种布袋除尘器飞灰作为典型的垃圾焚烧飞灰,对选取飞灰展开特性分析。结果表明:Cd、Cu、Pb、Zn含量相比As、Ba、Cr、Hg、Ni和Se要高,流化床飞灰Pb含量平均值1022.28mg/kg,Cd含量平均值68.08mg/kg,炉排炉飞灰Pb含量平均值2458.48mg/kg,Cd含量平均值180.84mg/kg,炉排炉焚烧飞灰中的重金属Pb和Cd含量整体高于流化床焚烧飞灰2～3倍。实验所采用的各飞灰原灰中Pb和Cd浸出毒性未达标的较多,未达到生活垃圾填埋场入场标准,其中流化床炉飞灰中Cd、Pb的浸出毒性分别是生活垃圾填埋标准值的9.4倍、6.12倍,炉排炉飞灰中Cd、Pb的浸出毒性分别是生活垃圾填埋标准值的14.87倍、13.04倍,炉排炉焚烧飞灰中的重金属Pb和Cd浸出毒性整体高于流化床焚烧飞灰2倍左右。2)针对两种炉型飞灰样品开展了无机药剂稳定重金属的研究。结果表明:在稳定剂Na2HPO4、NaH2PO4、Na3PO4的添加比例为1～3%时,随着添加量增加,重金属Pb和Cd浸出浓度呈下降趋势,这表明增加无机药剂添加量,可以提高对Pb和Cd的稳定效果,但是随着添加量的不断增加,添加比例在5%后,变化减弱趋于平缓,达到10%时基本无变化,这表明虽然Na2HPO4、NaH2PO4、Na3PO4添加量增加,对重金属Pb和Cd的稳定具有一定效果,但其稳定化作用并不能随添加量的增加而线性增大;整体来看在相同无机稳定剂添加比例下,对于多数飞灰,稳定化处理效果排序如下:Na2HPO4>NaH2PO4>Na3PO4>Na2S。3)针对两种炉型飞灰样品开展了有机药剂稳定重金属的研究。结果表明:对炉排炉的Pb和Cd处理效果有明显的一致性,在有机稳定剂添加比例为1.5～3%时,随着添加比例增加,Pb和Cd浸出浓度的变化呈下降趋势。二乙基二硫代氨基甲酸盐（DTC）、乙二胺四乙酸三钠盐（EDTA）处理飞灰重金属Cd的效果好于Pb,在添加量为1.5%时,炉排炉飞灰中的Cd全部达到填埋入场标准,稳定化率达95%的飞灰种类超半数以上。整体来看在相同稳定剂添加比例下,对于多数飞灰,稳定化处理效果排序如下:DTC 盐>EDTA盐,随着添加比例从1.5%到3%,两种稳定剂处理效果差异逐渐增大。4)药剂处理飞灰重金属Pb和Cd的平均稳定化率表明,有机稳定剂比无机稳定剂有更好的稳定效果,排序如下:DTC 盐>EDTA盐>Na2HPO4>NaH2PO4>Na3PO4>Na2S。5)对于Na2HPO4+DTC盐复合药剂稳定化飞灰重金属的研究结果表明,复合药剂表现出非常好的稳定性,在相同有机（无机）药剂添加比例下,随着无机（有机）药剂的增加,流化床和炉排炉飞灰重金属Pb的浸出浓度逐渐减小;流化床飞灰重金属Cd的浸出浓度在逐渐减小。对于流化床炉灰,复合稳定剂C3、C6、C9稳定飞灰重金属Pb的效率分别为88.2%、90.3%、92.5%,C7、C8、C9稳定飞灰重金属Cd的效率分别为55.1%、70.3%、41.6%,对于炉排炉灰,复合稳定剂C3、C6、C9稳定飞灰重金属Pb的效率分别为82.2%、86.9%、87.4%,C4、C5、C6、C7、C8、C9 稳定飞灰重金属 Cd 的效率分别为 90.2%、89.6%、96.6%、95.5%、97.7%、98.1%,可以看出本文设计的复合稳定剂对炉排炉飞灰的处理有更好的效果,在相同添加比例下,对炉排炉飞灰重金属Cd的处理稳定化率更高,效果优于流化床飞灰,对流化床飞灰重金属Pb的处理稳定化率更高,效果优于炉排炉飞灰。对于多数飞灰,通过调整不同添加比例,其稳定化率可以达到90%以上。6)研究表明,不存在某一稳定剂对所有类型飞灰重金属的稳定化均有很好的稳定效果,且工业普遍采用的有机稳定剂成本较高,为解决以上问题,探索了一种木质素基三氨基三乙胺盐类（TATEL）垃圾焚烧飞灰重金属稳定剂制备的新路径,并将TATEL应用于垃圾焚烧飞灰重金属的稳定化。结果表明,制备的TATEL中含有给电子基团（?）,其中的配位S原子可与重金属发生螯合反应,解离的S2-也可与失去电子后形成的Pb2+、Cd2+生成PbS和CdS沉淀,螯合飞灰后的产物为含双键的多元螯环配合物,具有较好的稳定性,对Cd、Pb的稳定化率分别可以达到95.9%、90%。