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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。

本项目的产品主要用于稳定和固化垃圾发电厂锅炉产生的飞灰中的重金属元素，防止固化填埋后飞灰中的重金属溶出而污染土壤和地下水环境。

产品详细介绍   反渗透是一种以压力为推动力的膜分离过程。随着膜性能的提高，反渗透技术将发展成为进行分离、分级、提纯和富集的化工分离新技术。     反渗透技术的主要特点： 能耗低 结构紧凑 操作简单易维修 自动程度高 不污染环境     反渗透技术广泛应用于给水处理；城市自来水的净化；制取电力、医药、医疗和食品等行业的纯水、超纯水、注射用水和食用纯净水的制备；海水和苦咸水的淡化制取饮用水等。     反渗透系统由反渗透装置及其预处理和后处理三部分组成。反渗透系统的核心是反渗透装置，预处理是反渗透装置能否长期稳定运行的前提，后处理用以满足不同处理对象的最终产水水质指标

垃圾焚烧烟气具有高污染性和成分复杂性，开发高效的垃圾焚烧尾气净化技术与工艺受到国内外研究者的高度重视。本技术成果包括：（1）新型锥形半干法喷雾脱酸塔构建；（2）廉价吸附剂开发及吸附剂喷射装置优化；（3）垃圾焚烧炉内SNCR脱硝优化及炉后低温SCR脱硝联合脱硝；（4）半干法-湿法耦合型垃圾焚烧超低排放净化系统集成。该成果获教育部科技进步二等奖。

本发明公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰微波烧制多孔陶粒的方法，包括如下步骤：(1)将医疗垃圾焚烧飞灰与辅料充分混合，混合物中加入少量水并经成型机造粒成型；(2)造粒成型并干燥得到颗粒生料，在颗粒生料周围填充微波耦合剂粉末；(3)将填粉后的颗粒生料进行微波烧结，烧结后冷却至常温得到多孔陶粒。本发明能够借助飞灰中高含量活性炭在微波场中的“热点”效应将飞灰中二恶英即时彻底分解，同时将大部分重金属包裹固化在烧结产物网格中，并将飞灰快速烧结成多孔陶粒，该陶粒可用于建筑集料或废水滤料，在实现医疗垃圾焚烧飞灰无害化处理的同时进一步将其资源化利用，一举多得。

本发明公开了一种垃圾焚烧灰固化重金属高强陶粒的制备方法，将垃圾灰、盐渍土5、玻璃粉、碳酸钙、碳酸钠按一定重量比例混合，水料比为0.25～0.40，制成球形颗粒，再经干燥、烧结工艺制成；为垃圾的资源化利用开辟了更为广阔的用途渠道；本发明以危险废弃物--垃圾焚烧飞灰作为陶粒原料，通过特定工艺制备成高强陶粒，即便在恶劣环境下也有着极其显著的重金属固化性能，具有极高的稳定性和安全性。本发明既实现了固废的无害化处理、资源化利用，又避免了二次污染。

本发明公开了一种垃圾焚烧灰中重金属的固化方法及其应用， 该固化方法包括以下步骤：(1)将垃圾焚烧灰与水两者按一定配比混合 形成混合物，并置于球磨罐中；接着，向该球磨罐中加入磨球；(2)将 球磨罐密封，然后在行星球磨机的带动下使该球磨罐执行球磨处理； 接着，打开球磨罐，并分离出磨球得到球磨产物；然后，过滤该球磨 产物，得到的滤渣在 60℃～85℃下干燥 4h～24h，即得到固化重金属 后的垃圾焚烧灰。本发明通过对关键的球磨工艺，如混合物的配比、 磨球的质量与直径规格、以及后续处理工艺的反应条件等进行改进， 能够将原垃圾焚烧灰中的有害重金属固化，减少其浸出，扩大垃圾焚 烧灰的环保应用途径。

本发明公开了一种赤泥与生活垃圾焚烧飞灰的协同处置方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将赤泥干燥后研磨成粉末，添加 10wt％至 15wt％的强碱，在 750℃至 850℃之间煅烧活化，冷却后得到所述重金属固化剂；(2)将重金属固化剂和生活垃圾焚烧飞灰混合后得到混合物粉末，所述混合物粉末中重金属固化剂的质量比例在 45％至 60％之间；将所述混合物粉末按水灰比 0.4 至 0.6 加水搅拌均匀得到净浆；(3)将净浆在常温、常压下养护 14 至 28 天，得到垃圾焚烧飞灰复合固化体。本方

本发明公开的去除焚烧烟气中NOX的催化剂，是以碳纳米管和二氧化钛为载体，以锰的氧化物以及氧化铈为双元活性组分的催化剂。制备方法可以采用溶胶凝胶法、溶剂热法、或者共沉淀法。本发明的催化剂将碳纳米管和TiO2同时作为载体，利用了CNTs优异的吸附性能和大的比表面积，结合TiO2作为传统载体的优点，并且以无毒无污染的MnOx和CeOx作为双元活性组分，使得CNTs的吸附与MnOX和CeOX的催化发生协同作用，降低了选择性催化反应的操作温度，在125℃时，达到99.5％的NOX脱除率。该催化剂可用于去除燃煤电厂、冶金工业、垃圾焚烧等高温过程中排放的NOX大气污染物。