螯合剂对飞灰重金属处理效果分析

螯合剂对飞灰重金属处理效果分析
摘要：以飞灰中富含的Pb、Cu、Zn为目标重金属，通过三种不同的重金属
处理药剂对重金属进行实验研究。选用K8120、福*宝、东*达三种稳定化药剂，
分别向等量的飞灰中添加不同浓度药剂，分析各试剂对重金属的稳定化效果；然
后对这些样品进行长达半年的跟踪实验，根据数据折线图研究药剂对飞灰中重金
属的长期稳定性效果。

关键词：飞灰；重金属；稳定性
随着工农业生产的迅速发展和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾
的产生量也在不断增加，深圳市2011年全市生活垃圾产生量约为13100吨/天，
年增幅约为8%，预计至2015年底将达到17800吨/日。其中约7500 吨填埋，
约5000吨经已建成的七个生活垃圾焚烧发电厂焚烧处理，飞灰产生量约3.3万
吨/年。由于城市生活垃圾焚烧产生的飞灰中含有重金属等污染成分，属于国家
规定的危险废物，目前飞灰的去向只能是危险废物填埋场，而深圳市危险废物填
埋场处理能力不足，因此为飞灰寻找一个新的出路成为一个急切的难题。

飞灰螯合稳定化技术是目前国内比较新兴的技术，具有无害化、少增容或不
增容、处理成本比高温处理技术低廉等优点。飞灰螯合稳定化技术是通过在飞灰
中添加有机螯合剂或无机螯合剂，将飞灰中的重金属以螯合体的形式稳定下来，
防止毒性浸出，由于生成的螯合体具有长期稳定性，因此通过螯合处理后的飞灰
螯合体在满足《生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）》的前提下，可
以进入一般垃圾填埋场填埋处理。

目前在飞灰螯合药剂这一块，做的比较好的是日本。本文通过对市面上比较
好的三家厂商的的产品进行研究，分析对比这三种螯合剂对重金属的螯合效果及
长期稳定化效果，以期为飞灰的螯合稳定化处理方式提供科学依据。

一、材料与方法
（一）材料
飞灰样品：来源于南山某垃圾发电厂
螯合药剂：东*达(液态)和栗田工业的K8120（粉状）、福*宝（白色粉末状）
（二）仪器与试剂
分光光度计、振荡器、原子吸收仪
（三）分析方法
将取的飞灰混合均匀后，分别取800克飞灰与三种螯合剂加水混合，搅拌均
匀（东*达分别取4%，6%，8%，10%加25%水做四个样品；K8120分别取4%，
6%，8%加25%水做三个样品；福*宝分别取8%，10%，12%加35%水做三个样
品；外加一个空白样）。然后根据《固体废物浸出毒性浸出方法-醋酸缓冲溶液法
（HJ/T300）》做重金属浸出毒性检测。

（四）飞灰的重金属选择分析
根据我们以往对市政环卫综合厂、南山垃圾发电厂、老虎坑垃圾发电厂的检
测结果，深圳市生活垃圾焚烧飞灰中的Pb、Cd、Ni、Cu、Zn是比较容易超标的
金属元素，在此次检测中，只针对这5种元素进行检测。

二、结果与分析
（一）药剂对焚烧飞灰的处理效果
在本次取样检测的飞灰样品中，空白样中Cd、Ni都没有检测出来，此次不
作讨论，只针对Pb、Cu、Zn三种元素进行讨论。

表1、飞灰重金属含量及加药处理效果 (mg/L)

三种药剂不同浓度剂量稳定后飞灰重金属浸出浓度如上表所示。Pb、Cu、
Zn三种元素均随着药剂量的增加而有所减低。K8120在添加浓度为4%和6%时，
Pb的浸出浓度均超出填埋标准，Cu、Zn浸出浓度均满足填埋标准；在添加浓度
为8%时，Pb的浸出浓度满足填埋标准。福*宝在添加浓度为8%和10%时，Pb
的浸出浓度均超出填埋标准，Cu、Zn浸出浓度均满足填埋标准；在添加浓度为
12%时，Pb的浸出浓度满足填埋标准。东*达液态螯合剂在添加浓度为4%时，
Pb的浸出浓度刚好等于填埋标准，Cu、Zn浸出浓度均满足填埋标准；添加浓度
为6%、8%、10%时，Pb、Cu、Zn的浸出浓度均满足填埋要求。

（二）药剂对飞灰的长期稳定化效果
1、药剂对Pb离子的的长期稳定化效果
从K8120对Pb离子的长期稳定效果来看，Pb离子浸出浓度呈现一定程度的
下降趋势。当添加浓度为4%时，Pb离子浸出浓度一直都在0.4mg/l以上；当添
加浓度为6%时，第二个月开始，Pb离子浸出浓度达到填埋标准，重金属稳定效
果良好；当添加浓度为8%时，Pb离子浸出浓度略有下降，之后保持在一个比较
稳定的水平。

福*宝对Pb离子的长期稳定效果也比较好，一直处在一个比较平稳的水平
上。当添加浓度为8%和10%时，Pb离子浸出浓度超出填埋标准，后期Pb离子
浸出浓度略有上升；当添加浓度为12%时，Pb离子浸出浓度达到填埋标准，重
金属长期稳定效果良好。

东*达对Pb离子的稳定效果比较好，在长期稳定性上呈现一种上升的趋势。
当添加浓度为4%和6%时，Pb离子浸出浓度符合填埋标准，后期Pb离子浸出浓
度有所上升，超出填埋标准。

2、药剂对Cu离子的的长期稳定化效果
原始灰样中Cu离子的浸出浓度为52.2 mg/l，加药稳定后各个样品中Cu离
子浸出浓度都在8 mg/l以下，去除率最低都达到了85.2%，最高去除率达到
95.2%，均达到了填埋标准。从长期监测结果来看，K8120对Cu离子的稳定效
果在前4个月比较稳定，后期有所上升，但还是远低于填埋标准；福*宝和东*
达对Cu离子的稳定性都比较好，在半年的监测中一直处于比较稳定。

3、药剂对Zn离子的的长期稳定化效果
原始灰样中Zn离子的浸出浓度为132.43 mg/l，加药稳定后各个样品中Zn
离子浸出浓度都在50 mg/l以下，去除率最低都达到了62.8%，最高去除率达到
94.6%，均达到了填埋标准。从药剂对Zn离子的去除率来看，福*宝对Zn离子
的稳定效果最好，去除率能达到90%以上，从长期监测结果来看，三种药剂对
Zn离子的稳定性都比较好，在半年的监测中一直处于比较稳定，曲线波动不大。

三、结论
（一）K8120、福*宝、东*达对飞灰中的Pb、Cu、Zn三种重金属稳定化效
果明显。将这三种药剂分别按照不同质量百分比投加到飞灰中进行稳定化试验，
结果表明，3种药剂都对飞灰中的重金属具有明显的稳定化效果，使得浸出液中
重金属浓度大大降低，Cu、Zn两种重金属都可以满足填埋标注；但是由于Pb
离子浓度较高，K8120在添加浓度达到8%时，Pb离子才达到填埋标准；福*宝
在添加浓度为12%时，Pb离子浸出浓度满足填埋要求；东*达在添加浓度为6%
时，Pb离子浸出浓度满足填埋要求。
（二）在对三种药剂长达半年的跟踪实验过程中发现，这三种药剂对飞灰中
的Cu、Zn三种重金属长期稳定性上都不错，稳定效果比较好。K8120对重金属
离子的稳定性来看，随着时间的增加，Pb离子的浸出浓度呈现一定的下降趋势，
Cu离子的浸出浓度则有一定程度的上升，但还没有超出填埋限值要求，Zn离子
则是比较稳定。

（三）实验结果表明，生活垃圾焚烧飞灰重金属处理的难点是Pb离子，其
他金属离子都比较容易满足填埋要求，只要加药后Pb离子浸出浓度能够满足填
埋限值，其他金属离子基本都能达到填埋要求。

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