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胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰
一、 技术研发背景 (1 1 )近年来我国垃圾焚烧飞灰产生量快速大幅增长,处置能力严重不足随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高,生活垃圾产生量大幅增加,年产生垃圾量约为 2.5 亿 t,占世界总量的 1/4,相当长一段时间内还将以每年8%-10%的速度增长。目前我国垃圾焚烧飞灰的处置受场地和技术的制约越来越严重,局部地区已出现不能及时安全处置或处置成本过高而不能维持运行的尴尬局面,并严重阻碍了这部分地区生活垃圾处置由传统填埋向焚烧发电的转型。 (2 2 )垃圾焚烧飞灰属于危险废物,需得到妥善处置根据《国家危险废物名录》,垃圾焚烧飞灰属于危险废物。垃圾焚烧飞灰对环境和人类生活的危害在于其重金属不能依靠水体和土壤自身的净化作用消除,只能迁移。由于重金属容易在生物体内聚积,随着时间的推移,当重金属在生物体内积聚到一定量以后就会导致生物体畸形或导致突变,甚至生物体死亡。重金属对人体的另一危害途径是通过食物链传递。例如,生活在重金属含量较高环境下的鱼、虾体内会富集重金属,一旦这些食物被人体摄入,经过一段时间的积累,就会对人体健康造成极大的危害。特别是发生在日本的由汞污染引起的“水俣病”和由镉污染引起的“骨痛病”事件、以及在欧洲陆续发现的由重金属污染导致的一系列公共卫生健康问题,都使重金属污染引起人们广泛的关注。垃圾焚烧飞灰中的二噁英是一种非常稳定的亲脂性固体化合物,可溶于大部分有机溶剂,容易在生物体内积累。二噁英的污染具有持久性、脂溶性和蓄积性等特点。 未来随着垃圾焚烧飞灰产量的快速增加,如果不能妥善解决无害化处置垃圾焚烧飞灰的问题,不但会制约垃圾焚烧产业的健康发展,同时会对该地区的环境造成严重影响。 (3 3 )垃圾焚烧飞灰的处置问题已经受到了国家相关部门的高度重视2016 年 10 月,国家住建部、发改委、国土部、环保部联合发文《关于进一步加强城市生活垃圾焚烧处理工作的意见》(简称《意见》),意见提出在生活垃圾设施规划建设运行过程中,应当充分考虑垃圾焚烧飞灰处置出路,鼓励跨区域合作,提出“推进区域性垃圾焚烧飞灰配套处置工程建设”,统筹生活垃圾焚烧与垃圾焚烧飞灰处置设施建设,并开展垃圾焚烧飞灰资源化利用技术的研发与应用。 (4 4 )北京地区的垃圾焚烧飞灰处置问题十分迫切截止至 2017 年底北京市已建成并投产 5 座垃圾焚烧厂:鲁家山垃圾焚烧厂、高安屯垃圾焚烧厂、海淀大工村垃圾焚烧厂,顺义垃圾焚烧厂,南宫生活垃圾焚烧厂,2018 年北京市正在加紧推进建设阿苏卫、通州、顺义二期、密云、怀柔 5处垃圾焚烧厂,按照规划到“十三五”末,北京市垃圾焚烧飞灰年产生量将达35 万吨以上,目前北京市的垃圾焚烧飞灰处置方式主要为水泥窑协同处置和制备陶粒资源化利用,这两种处置方式的消纳能力无法满足北京市的需求,垃圾焚烧飞灰无害化处置迫在眉睫。基于以上现状,研发团队开发出了一种可安全并大规模资源化利用垃圾焚烧飞灰的新技术¬——深部胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术。 二、技术原理 (1 1 ) 全固废充填料强度形成机理 胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术充分利用了“硅的四配位同构化效应”和“复盐效应”。钙矾石(Ca 6 Al 2 (SO 4 ) 3 ·(OH) 12 ·26H 2 O)是普通水泥混凝土中最常见的复盐矿物,也是大部分地下采矿胶结充填硬化体中最常见的复盐矿物。钙矾石的溶度积常数为 1.1*10-40 。本项目组的前期研究结果表明,钙矾石在水中的饱和铝离子浓度比水淬高炉矿渣微粉在水中的饱和铝离子浓度低10 倍以上。因此在有足够 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 离子供给的体系中,钙矾石的结晶将能持续促进水淬高炉矿渣微粉中的铝氧四面体从矿渣的玻璃体网络中体解出来,从而促进矿渣中较高聚合度的硅-铝氧四面体的链接被破坏,形成大量的活性硅氧四面体或硅氧四面体团,为发生硅的四配位同构化效应或形成 C-S-H 凝胶奠定基础。其中钢渣主要为胶凝体系要提供 Ca2+ 、OH - 和少量硅氧四面体。而钢渣中的 Mg2+ 和 Fe 2+ 在胶凝体系中起到与 Ca 2+ 类似的作用。较大量的脱硫石膏主要为体系提供源源不断的 Ca2+ 和 SO42- 。垃圾焚烧飞灰的主要成分为垃圾焚烧后产生的无机物和重金属等,当烟气净化采用干式或半干式反应法时,另含有一些反应生成物(如 CaCl 2 、CaSO 4 )和部分未完全反应的 Ca(OH) 2 等物质。可为胶凝体系提供大量的 Ca2+ 、OH - 和 SO42- 。同时垃圾焚烧飞灰中有含量较高的 Cl- ,在矿渣水化过程中会形成含氯水化产物水化氯铝酸钙,氯盐在矿渣水化过程中会形成 NaOH 等碱性物质,提高液相碱度,促进矿渣水化的进一步进行。 (2 2 )重金属固化的机理 胶结充填采矿协同资源化利用垃圾焚烧飞灰技术在胶凝材料的水化过程中实现了对垃圾焚烧飞灰中重金属的固化,胶凝材料的主要水化产物为钙矾石、C-S-H 凝胶和类沸石矿物等,几种产物对该体系固化重金属均有贡献。重金属元素能够以类质同象的方式进入钙矾石的晶格而被固化,而 C-S-H凝胶具有很强的吸附重金属的能力。另一方面,以砷菱铅矾-砷铅铁矾类复盐矿物((Pb, H+ )(Al 3+ , Fe 3+ , Fe 2+ )3 (SO 42- , AsO43- )2 (OH) 6 )为代表的含砷铅矾类复盐矿物也可以在砷、铅化合物的参与下快速消耗溶液中的 Al3+ 、Fe 3+ 、Fe 2+ 、OH - 和 SO42-等离子,因此也能促进体系中矿渣微粉、钢渣微粉和脱硫石膏的消耗,这类复盐在水中的溶解度极低。在较高 pH 值条件下,这类复盐的结晶可以使砷和铅在水中的浓度都达到饮用水的标准。近些年的研究结果还表明,砷和铅可以进入类沸石相的水化硅铝网络体中平衡电荷,或作为网络体骨干的一部分而被高度固化。 (3 3 )二噁英固化的机理 二噁英(dioxin,DXN),化学名为二氧杂环乙烷,标准状态下一般呈白色固体,无色无味;熔点约为 303~305℃,当温度达到 705℃以上时开始分解;难溶于水,美国环保局(US EPA,1900)推荐 2,3,7,8—TCDD 的水溶解度为 19.3ng/L,易溶于有机溶剂和脂肪;二噁英的蒸气压很低,大致为 8.3×10-13 ~4.8×10 -8 mmHg,一般随取代氯原子数目的增加而降低,在大气环境中超过 80%的二噁英分布在大气颗粒物中。大部分的二噁英在生物体内不易被代谢,具有生物蓄积与生物放大作用。现行的垃圾焚烧技术的炉内温度可以达到 850℃~900℃,绝大部分二噁英已经被分解,加之二噁英具有极低的溶解度和饱和蒸汽压和极高的脂溶性,所以垃圾焚烧飞灰中二噁英通过溶解于水中和挥发传播的比例很小,只可能通过随垃圾焚烧飞灰颗粒进入土壤和水环境以造成污染,本技术通过物理包裹的方法断绝了其污染传播途径,具体为矿渣基胶凝材料-垃圾焚烧飞灰水化反应所形成的固化体系中含有大量的 C-S-H 凝胶,其紧致的结构可降低整体固化体的渗透性,把含二噁英颗粒包裹固定其中。
北京科技大学 2021-04-13
低碳环保科普馆虚拟垃圾分类实验仪
南京师范大学课程资源研究所是专门从事省地市级、社区科普教育资源、中小学、幼儿园和大学课程教学资源研究、开发与应用的研究机构。下设科普教育资源研究室、自动测量与控制工作室、物理课程资源研究室、化学课程资源研究室、生命科学课程资源研究室和教育科学课程资源研究室,并有17000平方米的研制生产基地。研究所有一支由南京师范大学的专家教授带领的50多人的技术研发团队,先后承担了教育部“高等师范教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划”和 “新世纪教育教学改革工程”等各类教育教学改革研究项目30多项,30多位老师参加了新课程标准的制定和新教材的编写工作。研究所成立以来,累计已经获得了50多项教育技术产品发明专利,在科普教育资源和课程教学资源研究、开发与应用等研究领域形成了明显的优势。   南京师范大学课程资源研究所可提供的系列教育产品有:科技馆、科普馆、科技创新实验室、科学探究实验室、数字化实验室、通用技术实验室、机器人实验室、航天航空科普馆、航天航空科技馆、地震科普馆、地震科技馆、安全教育科普馆、安全教育科技馆、交通安全科普馆、交通安全科技馆、消防科普馆、消防科技馆、幼儿园科学发现室、农业科普馆、社区科普馆、社区科技馆、壁挂式科技馆、科普大篷车、示范性综合实践基地、综合实践活动室、生命健康科普馆、低碳环保科普馆、军事教育科普馆、儿童乐园。   研究所研制的系列教育产品已推广应用到了全国各省市5000多家学校和科普场馆,建立了广泛的用户群。南师大系列产品以其卓越的性能成为同类品牌中的佼佼者,正受到越来越多的学校和科普场馆的关注。   序号仪器名称单位数量   1一度电的意义套1   2雾霾的形成与危害套1   3都江堰水利工程套1   4沼气的利用模型套1   5水处理演示系统套1   6PM2.5模拟与检测体验套1   7健身发电,脚踏发电套1   8墙体保温套1   9我要低碳套1   10生存危机套1   11温室气体套1   12水土保持演示仪套1   13新能源小屋套1   14大自然的眼睛套1   15地球碳库套1   16环保知识互动抢答系统套1   17垃圾分类实验仪套1   18旧衣物处理套1   19把太阳光引到家套1   20抽水储能套1   21食品巧加工套1   22节能用水方法.套1   23节能灯PK普通灯套1   24环境监测与保护系统套1   25垃圾填埋处理场模型套1   26环保低碳小屋套1   27雨水收集与湿地保护模型套1   28地球村的“碳”危机套1   29自然界的“碳”循环套1   30新能源综合展示模型套1   31发电塔套1   32飞轮储能套1   33废弃物分类与回收套1   34风光互补发电套1   35太阳能热水器套1   36污水源地源热泵原理套1   37旋转屋套1   38压缩空气储能套1   39合理利用清洁能源套1   40丰富的含碳化合物套1   41碳的迁移套1   42碳循环套1   43身边的污染套1   44了解雾霾机套1   45气候辨辨辨套1   46绿色之树套1   47立柱式智能蔬菜种植机套1   48寻找低碳排放物套1   49碳失衡世界套1   50我的低碳生活妙招套1   51美丽的星球套1   52碳原子套1   53身边有碳套1   54测你呼出的二氧化碳套1   55地球也发烧套1   56百年高碳套1
南京师范大学课程资源研究所 2021-08-23
全光开关装置及方法
发明(设计)人:夏可宇, 阮亚平, 葛士军, 吴浩东, 唐磊, 陆延青。本发明公开了一种全光开关装置及方法,装置包括第一分束器、液晶盒、第二分束器、第三分束器、手性物质、第四分束器、第一反射镜、第二反射镜、相位调节器、第五分束器、第一光电探测器和第二光电探测器,其中,窄线宽激光在第一分束器将分束为控制光和参考光,参考光被第一光电探测器探测,经过液晶盒的控制光和入射的信号光在第二分束器合束,在第三分束器分为第一光束和第二光束,第一光束经手性物质和第一反射镜到达第四分束器,第二光束经第二反射镜、相位调节器到达第四分束器,两束光合束后干涉产生路径1光束和路径2光束,路径1光束分为透射光束和反射光束,透射光束被第二光电探测器探测。本发明可实现快速、稳定、能耗极低的全光开关控制。
南京大学 2021-04-10
全光纤电流互感器
可以量产/n全光纤电流互感器是由光电子器件组成的光干涉仪系统,高低压端之间仅有光纤相连,测量原理是基于法拉第磁光效应,且采用了互易性结构,抑制了共模误差。具有一系列优点,如:体积小、重量轻、不易受电磁干扰、测量动态范围大、寿命长、潜在的成本低、加工简单。这些优点是其它电流互感器不能比拟的。随着电力系统中电网电压等级的不断提高、容量不断增加,传统电磁式电流互感器逐渐暴露出了严重的缺陷,不能满足现代电力系统的要求,全光纤光纤式电流互感器必然代替传统电流互感器,成为电力系统电能计量保护控制和系统诊断与监测
中国科学院大学 2021-01-12
超快激光全光开关
哈尔滨工业大学 2021-04-14
多级全扬程矿潜泵
项目简介 多级矿潜泵扬程高、比转数低,需要在矿井内的各种扬程工况使用,因此特别需要 采用全扬程泵设计技术。本项目不仅在叶轮设计上采用了全扬程泵设计技术,而且在导 叶设计上也采用了全扬程泵设计技术,因此全扬程性能优于国内外的多级矿潜泵。本项 目还采用了轴向平衡鼓技术,即提高了水泵效率,又提高了平衡鼓寿命。 该成果已有多项发明专利授权
江苏大学 2021-04-14
全气缸骑轨式气动
本发明公开了一种全气缸骑轨式气动锯,包括运动切削机构以及设置在运动切削机构下方,用于夹紧金属材料的气动夹紧机构;所述运动切削机构包括往复气缸、升降气缸;所述往复气缸固定在锯梁上,往复气缸活塞杆与刀架相连,控制刀架在锯梁的导轨上往复运动,刀架底端安装有切割锯条;所述升降气缸与锯梁通过连杆铰接相连,由升降气缸实现锯梁的上下抬升;所述升降气缸与往复气缸相互配合完成刀架的“向下-向前锯切-向上抬升-向后急回退刀”的过程;所述气动夹紧机构包括固定在底座上的夹紧用气缸,所述底座采用骑轨式设计,可固定在轨道上;所述夹紧用气缸通过齿轮、齿条啮合传动控制移动滑块沿夹具底座向中间滑动,从而夹紧工件。本锯床操作简单、噪声低、性能稳定、切割效率高、安全可靠,具有非常广泛的使用价值。
安徽理工大学 2021-04-13
全钢中央实验台
产品详细介绍 供应各种实验环境下用钢制,木制实验台,并提供实验室基础设备的整体规划设计与施工,全钢实验台,钢木实验台,木制实验台,中央实验台,靠边实验台,转角实验台,水槽实验台,精密天平台,仪器台,吊柜,试剂架,岛形插座。
上海正申实验室设备有限公司 2021-08-23
全钢实验中央台
产品详细介绍  全钢实验台 框架采用优质进口冷轧钢管,内设加强立柱,通过模具一体成型,连接处由专用连接件(模具开发)连接。 表面可耐高温,抗腐蚀,柜身承重性能好,抗冲击力强,使用寿命长。 全钢型底柜采用优质镀锌钢板,此材料抗压性强,耐酸碱,抗腐蚀,防水。底柜可随客户需求左右自由活动。 实验台的尺寸可根据客户实际需要订做。 根据不同实验室的功能要求,可配备水、电、气设施。 ARC全钢(钢木)型实验台 ARC(弧形)实验台外观造型简洁大方,改变了传统实验线条横平竖直的设计观念。色彩多样化,使实验室充满活力,增强了人性化的设计理念。ARC弧型系列承重性能强,箱体可以采用吊装式安装,可以左右移动。
广州科玮实验室设备有限公司 2021-08-23
利民全钢防静电地板
产品详细介绍 常州市建民装饰材料有限公司是专业从事设计、研发、制造、安装、系列防静电地板和全钢网络地板的企业。 公司生产系列产品,各项指标均已达到或超过国家相关标准。具备先进的生产设备和成熟的生产工艺,拥有雄厚的技术研发队伍,不断提升产品质量,同时我们注重开发适应市场要求推出新品,以满足广大客户需求。我们严格执行并通过ISO9000:2000质量认证,同时建立了安装、维护、维修等的售后服务系统,确保每一位客户放心使用我们的产品,从而赢得了广大客户的一致好评。经过多年的开发经营,企业规模得到了很大的发展,产品畅销海内外,在消费者中具有良好口碑。     公司聚集了一批高素质、积极进取、诚信敬业、极具合作精神的专业人才的团队,并且组建了一支经过专家严格专业培训、具备一定专业知识、技术成熟的施工队伍这些使我们在产品咨询、设计理念、专业施工、妥善保养等方方面面的环节上具备能为广大用户提供全方位服务的实力和基础,并与其他企业区别化,差异化,而保证建民装饰材料的自身优势。  “质量第一、用户至上”是我们不断创新,勇攀高峰的经营理念。希望与国内外的商业伙伴合作,一同开拓国内外更大的市场。  
常州市建民装饰材料有限公司 2021-08-23
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