城市生活垃圾焚燒過程中二噁英的形成機理及控制技術研究.pdf

1、隨著我國國民經濟的不斷發(fā)展，人民物質生活水平的逐步提高，產生的生活垃圾也與日俱增。焚燒法作為最能體現(xiàn)垃圾處理三大原則的技術之一，在我國的應用比例逐年增長，而垃圾焚燒中產生的有毒有機化合物——二噁英，已成為制約垃圾焚燒技術在我國發(fā)展的關鍵性問題。 本文主要針對生活垃圾焚燒過程中產生的二噁英的形成機理及控制技術，展開了一系列基礎試驗和研究工作，研究的主要內容如下： (1)建立了基于高分辨色譜／高分辨質譜聯(lián)用儀的二噁英預處理和

2、檢測方法。 (2)針對兩種典型前驅物——五氯酚和三氯苯，研究了其在飛灰表面催化生成二噁英的特性，并對各種影響因素進行了分析，比較了兩者形成二嗯英的速率，得出了三氯苯屬于反應活性低的二噁英前趨物的結論。 (3)采用進行過不同方式處理過的垃圾焚燒廠布袋飛灰作為反應基質，針對二噁英從頭合成中的幾個重要影響因素進行了研究，結果表明，飛灰中不可提取有機氯OCI是最能促進二噁英生成的氯源。采用主成分方法分析了飛灰的物化特性和二噁英之

3、間的關系，得出二噁英與毒性當量、飛灰的比表面積以及氯含量之間存在正相關，與pH值之間存在負相關，與飛灰中的金屬元素鐵、鋅之間也有一定的負相關關系，而與碳、銅的關聯(lián)則不大。 (4)對固、液、氣三相中的二噁英分別采用了不同的降解技術研究了二噁英的分解途徑及機理。固相，指飛灰，采用了低溫熱處理技術，研究了氣氛、溫度、時間、飛灰種類等因素對二噁英分布特性的影響，可以得出的結論為：飛灰中PCDFs的降解率高于PCDDs：在采用Hagenm

4、aier工藝處理高濃度二噁英飛灰時，必須在煙氣出口采取必要的措施脫除氣相中的二嗯英；在同樣的溫度條件下，無氣流通過，即管路封閉時，飛灰中的二噁英降解最為明顯，飛灰中的二嗯英總量和I-TEQ值的降解率分別為91.70％、98.84％。液相，通過對OCDD和OCDF在正己烷溶液中的紫外光解、飛灰甲苯提取液的紫外光解以及五氯酚燃燒產物中二嗯英的紫外光解試驗研究，得出：OCDD和OCDF在正己烷中的紫外光解過程均符合一級反應動力學方程，OCDD

5、在正己烷溶液中優(yōu)先在側位(2-,3-,7-,8-,)脫氯，而OCDF的光解脫氯反應優(yōu)先發(fā)生在鄰位(1-，4-，6-，9-)上：飛灰抽提液中PCDD／Fs的總量和毒性當量的值基本隨著紫外光解時間的增加而降低，飛灰中二噁英的紫外光解并不是單—的還原脫氯反應，而是較為復雜的各種化學反應；五氯酚燃燒產物中除了二噁英以外，還含有其它低氯的氯酚，如四氯酚，在光解時也有可能生成二噁英，因此。對于五氯酚燃燒生成的二噁英采用光解的方法并不十分有效。氣相，

6、針對五氯酚燃燒產生的煙氣，通過對不同溫度下五氯酚燃燒生成煙氣中二噁英的紫外光降解和光氧化降解試驗研究，可以得出：五氯酚燃燒生成的煙氣中的二噁英的光解途徑主要以脫氯為主，UV／O<,3>氧化技術對氣態(tài)中的二噁英降解最為有效，且主要是由于產生的羥基自由基與二噁英發(fā)生親電加成反應的結果。 (5)對商用垃圾焚燒爐煙氣中二嗯英的檢測結果表明：采用垃圾與煤混合燃燒的流化床垃圾焚燒爐排放的煙氣中的二噁英含量遠低于我國國家排放標準，處理量為80

7、0噸／日的垃圾焚燒爐每年向大氣中排放的二噁英總量為0.125g I-TEQ。煙氣中二噁英的含量與CO成正比關系，與O<,2>和HCI之間沒有直接關聯(lián)。不同爐型焚燒產生飛灰中的二噁英同系物分布有所不同，但也存在共同點，即OCDD的含量最高。2,3,4,7,8-PeCDF對總的二噁英毒性當量值的貢獻最大，且與總的I-TEQ值之間存在正比關系，可以通過2,3,4,7,8-PeCDF來預測總的I-TEQ值。 利用脫氯模型對飛灰二噁英同