專利名稱：：用于安定飛灰、底渣及土壤中重金屬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明為利用硅酸鹽類物質(zhì)作為安定劑，利用安定劑中的硅酸鹽物質(zhì)與溶解性硅酸根離子與底渣、飛灰及土壤中的重金屬形成穩(wěn)定物，使底渣、飛灰及土壤中的重金屬(尤其是鉛)符合各項(xiàng)溶出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)或可降低并于自然環(huán)境的侵蝕下不易溶出。
背景技術(shù)：
：一般而言，焚化灰渣由底渣及飛灰共同組成，其中底渣為垃圾焚化后在爐床上的殘留物，主要為不可燃的無(wú)機(jī)物質(zhì)，如玻璃、沙土、陶瓷等，從爐床產(chǎn)出后經(jīng)調(diào)濕淬火，故含水量高，黑色呈現(xiàn)異味，顆粒分布范圍廣。飛灰則分為鍋爐灰及反應(yīng)灰，鍋爐灰于平常是利用吹灰器將鍋爐壁上的顆粒吹落所產(chǎn)生，此外在清理爐體時(shí)，才大量排出。反應(yīng)灰則是自集塵設(shè)備或洗煙設(shè)備所收集的飛灰，是焚化廠中空氣污染防制設(shè)備所收集的顆粒物質(zhì)和重金屬，其另含一些反應(yīng)物及一些未反應(yīng)的》咸劑。由國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)對(duì)于底渣及飛灰中重金屬的含量紀(jì)錄可見(jiàn)，在不同國(guó)家，不同的生活習(xí)性，垃圾組成不盡相同，因此飛灰中重金屬含量普遍較高，溶出濃度有常超出中國(guó)臺(tái)灣環(huán)保署溶出試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，而Pb、Zn在各項(xiàng)紀(jì)錄中皆是最高的兩種金屬，因此鉛、鋅及鎘為飛灰無(wú)害化中最需研究處理的對(duì)象。依據(jù)中國(guó)臺(tái)灣環(huán)境保護(hù)署的規(guī)定，垃圾焚化底渣屬一般事業(yè)廢棄物，并經(jīng)環(huán)保署公告為經(jīng)處理后可再利用的物質(zhì)。焚化飛灰則因重金屬溶出量偏高，認(rèn)定為有害事業(yè)廢棄物。中國(guó)臺(tái)灣環(huán)境保護(hù)署對(duì)于底渣及飛灰重金屬溶出的方式為根據(jù)N1EAR201.13C的^r測(cè)方法^見(jiàn)定(TCLP溶出試驗(yàn))，主要為利用20倍于樣品重量的水醋酸液萃取灰渣樣品18個(gè)小時(shí)，經(jīng)濾紙過(guò)濾后再經(jīng)酸消化，取100ml的萃取液進(jìn)行重金屬溶出分析。并依據(jù)一般事業(yè)廢棄物認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范進(jìn)行判定。另?yè)?jù)環(huán)保署調(diào)查資料顯示，臺(tái)灣地區(qū)農(nóng)田土壤中，重金屬含量較高地區(qū)約有五萬(wàn)公項(xiàng)，占調(diào)查面積5.7%，亟需我們正視土壤污染的問(wèn)題，加強(qiáng)污染防治的工作，以遏止土壤品質(zhì)的持續(xù)惡化。汽車(chē)使用含鉛汽油，其排放的廢氣中含有鉛化合物，經(jīng)雨水沖刷沉積于土壤中，造成鉛污染，再經(jīng)由食物鏈輾轉(zhuǎn)進(jìn)入人體。肥料大部分為無(wú)機(jī)鹽類，可溶于土壤中，使用化學(xué)肥料過(guò)多會(huì)造成土壤酸化，并影響到農(nóng)作物的生長(zhǎng)。U.S.Pat.No.5，202,033為使用磷酸鹽、碳酸鹽和石危酸鹽類物質(zhì)，添加入固體廢料后降低重金屬鉛TCLP溶出的方法。U.S.Pat.No.5,037,479為利用反應(yīng)性碳酸鈣和含有添加劑的反應(yīng)性碳酸鎂所組成的緩沖劑(添加劑包括重過(guò)磷酸鉀、磷酸銨、磷酸二銨、磷酸、硼酸和金屬酸所組成的群組的陰離子的鹽類)，與廢料混合降低重金屬鉛的溶出。U.S.Pat.No.4,889,640為利用反應(yīng)性碳酸釣、反應(yīng)性碳酸鎂、反應(yīng)性碳酸鈣鎂所組成的群組試劑進(jìn)行混合，添加至固體廢料中以降低重金屬鉛的溶出。然而，使用磷酸列于加入底渣或飛灰時(shí)易產(chǎn)生如磷雜環(huán)戊二烯等具刺激性臭味的氣體產(chǎn)物，影響操作人員健康；且磷酸類物質(zhì)為酸性，易腐蝕相關(guān)處理設(shè)備，而加入受污土壤中則易造成土壤酸化。本發(fā)明的主要目的乃在于提供一種焚化底渣、飛灰或土壤的重金屬安定方法，利用硅酸鹽降低物質(zhì)重金屬的溶出，達(dá)到無(wú)害化的目標(biāo)，且硅酸鹽呈堿性，為天然土石的成份，添加至灰渣及土壤中不會(huì)造成環(huán)境危害，并可中和土壤的酸堿值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為垃圾焚化飛灰、底渣或土壤中的重金屬安定方法，其作用為使用硅酸鹽類物質(zhì)作為安定劑，利用噴灑或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底i、飛灰或土壤中加入安定劑，利用安定劑中的溶解性硅酸根離子與底渣、飛灰及土壤中的重金屬形成低溶解度的重金屬硅酸鹽穩(wěn)定物，使底渣、飛灰或土壤中的重金屬(尤其是鉛)經(jīng)溶出試驗(yàn)可符合一般事業(yè)廢棄物溶出標(biāo)準(zhǔn)，且于自然環(huán)境的侵蝕下不易溶出。尤其是土壤中的污染元素可與硅酸根在土壤中形成沉淀，降低其在土壤中的溶解度，另一方面是土壤的酸堿值亦升高而降低溶解度，使重金屬離子以穩(wěn)定的化合物形式固定下來(lái)，有效降低了植物對(duì)重金屬的吸收程度，使得在重金屬?gòu)?fù)合污染及遷移嚴(yán)重的土壤上，也能種出符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)作物。本發(fā)明所稱的硅酸鹽類穩(wěn)定劑包括硅酸鈉、硅酸4丐、硅酸的鹽類及其組成的各類化合物，前述的藥劑于常溫常壓下為液態(tài)溶劑或固態(tài)(粉狀、粒狀)藥劑。利用硅酸鹽類安定劑，使無(wú)機(jī)性的硅酸根離子與重金屬形成難溶性的重金屬硅酸鹽。具體實(shí)施例方式本發(fā)明是利用硅酸鹽類物質(zhì)作為安定劑，利用噴灑或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飛灰或土壤中加入安定劑，利用安定劑中硅酸鹽及其溶解性硅酸根離子與底渣、飛灰及土壤中的重金屬形成穩(wěn)定物，使其符合溶出標(biāo)準(zhǔn)或使底渣、飛灰或土壤中的重金屬(尤其是鉛Pb)于自然環(huán)境的侵蝕下不易溶出，達(dá)到焚化底渣、飛灰的無(wú)害化及降低植物在受污土壤中重金屬的吸收程度。重金屬鉛與硅酸鹽產(chǎn)生的鉛-硅酸鹽無(wú)機(jī)物質(zhì)，其溶解度積(ksp值)均可低于10E-25(ksp〈l(X25)。以下的實(shí)施實(shí)例可證實(shí)利用硅酸鹽類物質(zhì)對(duì)于底渣、飛灰或土壤中重金屬溶出降低的效果。實(shí)施例1:以臺(tái)灣北區(qū)某垃圾焚化廠焚化飛灰，將反應(yīng)灰及鍋爐灰混合，于本例中的飛灰分別加入干式粉狀硅酸鈉及硅酸釣，以干式粉狀硅酸鈉及硅酸鉤直接加入飛灰中，再以攪拌器或攪拌滾筒進(jìn)行混合，經(jīng)TCLP實(shí)驗(yàn)進(jìn)行Pb溶出量分析。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如表l)，硅酸鈉及硅酸釣加入后可有效降低飛灰中重金屬Pb的溶出。表1實(shí)施例1試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>因此調(diào)整不同的硅酸鹽含量即可有效降低Pb的溶出量；另外若是要符合環(huán)保署有害事業(yè)廢棄物認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)及再利用規(guī)定的溶出標(biāo)準(zhǔn)Pb溶出量需低于5mg/L的規(guī)定，僅需調(diào)整硅酸鈉添加量為8%以上或硅酸鉤添加量為12%以上即可。若是其它硅酸鹽，則添加量至少在10%以上。實(shí)施例2:臺(tái)灣北區(qū)某垃圾焚化廠焚化底渣，經(jīng)分選廠將鐵金屬、非鐵金屬及未燃物篩選后，于本例中分別加入干式粉狀硅酸鈉及硅酸鈣，以干式粉狀硅酸鈉及硅酸鈣直接加入焚化底渣中，再以攪拌器或攪拌滾筒進(jìn)行混合，經(jīng)TCLP實(shí)驗(yàn)進(jìn)行Pb溶出量分析。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如表2)，硅酸鈉及硅酸鉤加入后可有效降低底渣中重金屬Pb的溶出。表2實(shí)施例2試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>因此調(diào)整不同的硅酸鹽含量即可有效降低Pb的溶出量；另外若是要符合環(huán)保署有害事業(yè)廢棄物認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)及再利用規(guī)定的溶出標(biāo)準(zhǔn)Pb溶出量需低于5mg/L的規(guī)定，僅需調(diào)整硅酸鈉添加量為0.4°/。以上或硅酸鉤添加量為0.4%以上即可。實(shí)施例3:臺(tái)灣北區(qū)某重金屬溶出較高的土壤區(qū)域，于本例中分別加入干式粉狀硅酸鈉及硅酸鉤，將干式粉狀硅酸鈉及硅酸釣先噴灑于土壤表層，再利用翻土機(jī)進(jìn)行翻動(dòng)混合，經(jīng)TCLP實(shí)驗(yàn)進(jìn)行Pb溶出量分析。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果(如表3),硅酸鈉及硅酸鈣加入后可有效降低土壤中重金屬Pb的溶出。表3實(shí)施例3試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>因此調(diào)整不同的硅酸鹽含量即可有效降低Pb的溶出量；另外環(huán)保署并未對(duì)土壤的重金屬溶出量進(jìn)行規(guī)定，然而土壤添加硅酸鹽仍可降低重金屬溶出量，以避免農(nóng)作物吸收溶出的重金屬，危害人體健康，并可調(diào)整土;泉的酸-威值。然而，以上所述者僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，舉凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的均等變化與修飾皆應(yīng)仍屬本創(chuàng)作涵蓋的專利范圍內(nèi)。權(quán)利要求1、一種處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，以含硅酸鹽的重金屬安定劑，使用噴灑或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飛灰或土壤中加入該安定劑。2、如權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中該方法利用該安定劑中的硅酸鹽及其溶解性硅酸根離子與底渣、飛灰或土壤中的重金屬形成重金屬硅酸鹽穩(wěn)定物，該穩(wěn)定物的Pb溶出量低于5mg/L。3、如權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中該方法利用該安定劑中的硅酸鹽及其溶解性硅酸根離子與底渣、飛灰或土壤中的重金屬形成重金屬硅酸鹽穩(wěn)定物，該穩(wěn)定物的溶解度積低于l(T25。4、如權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中安定劑選自硅酸鈉、硅酸鈣、硅酸的鹽類及其組成的各類化合物。5、如權(quán)利要求4所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中該安定劑于常溫常壓下為液態(tài)溶劑或固態(tài)藥劑。6、如權(quán)利要求4所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中相對(duì)于100%重量份的焚化飛灰，該硅酸鈉添加量至少在8%重量比以上，或該硅酸鈣添加量至少在12。/。重量比以上，或其它硅酸鹽添加量至少在10%重量比以上。7、如權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中相對(duì)于100%重量份的焚化底渣，該安定劑添加量至少在0.4%重量比以上。8、如權(quán)利要求1所述的處理垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的方法，其中相對(duì)于100。/。重量份的土:t裏，該安定劑添加量至少在0.8%重量比以上。全文摘要本發(fā)明為垃圾焚化飛灰、底渣或土壤的重金屬安定方法，其作用為使用硅酸鹽類物質(zhì)作為安定劑，利用噴灑或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飛灰或土壤中加入安定劑，利用安定劑中的硅酸鹽物質(zhì)及其溶解性硅酸根離子與底渣、飛灰或土壤中的重金屬形成穩(wěn)定物，使底渣、飛灰或土壤中的重金屬(尤其是鉛)于自然環(huán)境的侵蝕下不易溶出，并使的符合相關(guān)溶出標(biāo)準(zhǔn)或可降低，并符合再利用的相關(guān)規(guī)范。文檔編號(hào)A62D3/00GK101362009SQ200710143520公開(kāi)日2009年2月11日申請(qǐng)日期2007年8月8日優(yōu)先權(quán)日2007年8月8日發(fā)明者陳鴻亮申請(qǐng)人:陳鴻亮