作者:成舸 曾欢欢 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/9/14 17:06:24
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“浴水重生”变建材:湖南大学破解垃圾焚烧飞灰处理难题

 

科学网讯(记者 成舸 通讯员 曾欢欢)二噁英、重金属……比起令人捂鼻生厌的垃圾,聚集了这些高毒物质的垃圾焚烧飞灰,更是让人“谈飞灰色变”。不过,在湖南大学环境学院教授袁兴中看来,飞灰和垃圾本身一样,只是“放错地方的资源”。在他的实验室里,垃圾焚烧产生的飞灰经水洗,“浴水重生”便可成为水泥等建材,循环经济效益可观。最近,该团队的这项“垃圾焚烧飞灰氯盐的去除及其资源化”技术获国家发明专利授权。

受“垃圾围城”这一新城市病困扰,当前中国垃圾处理的主流方法正从以填埋为主向以焚烧为主悄然转型,与此同时,垃圾焚烧产生的大量飞灰带来的安全隐患和环境问题也随之突显——飞灰中不仅富集了大量具有高毒性的二噁英,还有高浸出毒性的重金属及钢铁锈蚀性极强的氯盐。2016年8月1日开始执行的《国家危险废物名录》中,飞灰“赫然在列”。此前的武汉市垃圾焚烧厂“飞灰”扰民问题,更是引发了社会各界对垃圾焚烧飞灰的关注。

“以前,填埋是飞灰处置的主要手段,由于垃圾焚烧飞灰是危险废物,飞灰进入危险废物填埋场的处理费用高,且容易造成二次污染。目前,在人口密集、土地资源稀缺的大型城市,飞灰填埋更是一地难求。因此,无害化、减量化、资源化是垃圾焚烧飞灰处置的最终出路。” 袁兴中介绍。

高昂的填埋成本使得企业不得不开始考虑飞灰的资源化利用。2014年,北京一家专门从事垃圾处理的环保科技公司,辗转西安、广州后,来长沙找到了袁兴中教授。

“垃圾焚烧飞灰中含有较多的硅酸盐、钙盐等,化学成分近似水泥的硅质原料或钙质原料,可替代部分天然原料,调配成合格的水泥生料,为资源化利用提供了物质基础。“袁兴中告诉记者,”但由于飞灰中氯盐含量高,腐蚀性强,做出的材料难以达到标准。如何有效去除超细颗粒飞灰中的氯盐成了化废为宝的关键。”

袁兴中团队在实验中发现,水洗法是飞灰中氯盐去除的有效办法,而水洗过程中的液固比、压力、水质和固液分离设备等均对氯盐溶出有影响。

经过反复试验,团队发明了一种使用陶瓷过滤机的多级超声氯盐浸出系统。该系统利用超声产生空化作用,破坏飞灰中难溶性氯盐结构,使它们溶解于水溶液中。处理完成后干滤饼中氯含量可由飞灰中的20%左右降低至0.0383%。在与水泥一定的搀合比例下,可符合混凝土国家行业标准的要求。

据记者了解,由于垃圾焚烧过程中需喷入大量的石灰和活性炭,此举也固定了重金属和二噁英,大大减少了飞灰氯盐去除过程中重金属和二噁英释放的可能性,使之具有无害化等环境效益。此外,该系统采用了回流的水循环模式,克服了常规水洗耗水量大的弊端,并可实现废水零排放,避免二次污染,分离出来的氯盐还可制成工业除冰融雪盐,从而实现了经济效益与环境效益的双赢。

 
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