垃圾焚烧技术作为一种城市生活垃圾的高效处理方法被广泛应用,其过程中产生的飞灰由于其富集重金属而具有剧毒性,对环境和人体健康造成威胁。电动去除法是一种能有效处理城市生活垃圾飞灰中重金属的方法,而三维电极法比传统的二维电极法具有高效的传质能力,能提高电流效率,使得去除效果更优。本论文选取重庆市某垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为研究对象,展开对垃圾焚烧飞灰重金属污染物的三维电极法电动去除实验研究,探讨一种飞灰得到更有效的无害化处理的方法。首先对焚烧飞灰的物化性质进行研究,结果表明:焚烧飞灰中的重金属以Zn、Pb、Cd、Cu、Mn为主。通过重金属全量分析可知焚烧飞灰中各重金属含量分别为Cu 691mg/kg、Zn 5604 mg/kg、Pb 1822 mg/kg、Cd 321mg/kg,均超过了土壤环境标准(GB15618-2008征求意见稿)的居住用地二级标准。浸出毒性分别为Cu1.418μg/mL、Zn 23.412μg/mL、Pb 1.922μg/mL、Cd 1.326μg/mL,其中Pb和Cd均超过生活垃圾填埋场污染控制标准值。电动去除实验以颗粒电极的规格(φ3mm×4mm、φ4mm×4mm、φ5mm×5mm、φ5mm×6mm、φ6mm×6mm)为变量设计一组单因素实验,以颗粒电极的投加比(5%、10%、15%)、修复电压(4.5V、9V、18V)、修复时间(5d、10d、15d)等为主要设计指标设计一组正交实验,通过计算重金属浸出毒性去除率以期获得三维电极法去除飞灰中重金属的最优实验条件。结果表明:单因素实验结果中,石墨颗粒电极的规格对Cu、Pb和Cd的去除均有显著性影响,当颗粒电极规格选择为φ6mm×6mm对于Cu和Pb的去除效果最好,而Cd在颗粒电极规格为φ4mm×4mm时达到最佳去除效果,而适当增加颗粒电极的比表面积,使得电流的接触点增加,这导致颗粒之间的电阻降低,系统电流加强,从而使去除效果加强,故选择φ6mm×6mm为最优的实验颗粒电极规格。正交实验结果得到,四种重金属Cu、Zn、Pb和Cd的平均浸出毒性去除率最高分别达到了89.05%、90.51%、50.38%和82.56%,其平均浸出毒性分别为0.155μg/mL、2.221μg/mL、0.954μg/m L和0.231μg/m L。通过对重金属去除率进行方差分析,得到最优的实验参数为颗粒电极投加比为5%,修复电压为9V,修复时间为5天。通过三维电极法和二维电极法对比实验,在其他所有实验条件都一样的情况下,Cu元素传统二维电极实验中的浸出毒性去除率达53.44%,而在三维电极电动去除实验中浸出毒性去除率高达89.66%,远高于传统电动去除实验,Cd元素和Zn元素的三维电动去除法的去除率也远高于二维电极电动去除法。而电解过程中,施加在两端的电压保持恒定,则说明三维电极法比传统的二维电极法加大了电流的产生,从而导致重金属的析出增加。说明三维电极法在焚烧飞灰中重金属的去除中具有更优的效果。