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摘 要

本文的主要研究任务：用稻壳灰替代硅灰、硅胶等无定型硅材料对飞灰进行中温热处理， 选取合适的液固比、热处理温度和稻壳灰添加量，获得不同稻壳预处理条件下的稻壳灰对飞灰的稳定化结果，确定最佳稻壳预处理条件。选取稻壳的最佳预处理方法，研究不同添加量和不同热处理温度对飞灰重金属毒性浸出的影响规律。

采用电镜扫描（SEM）、X射线荧光衍射(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、比表面积和孔容积分析等手段分析垃圾焚烧飞灰使用稻壳灰处理前后的元素成分、晶体成分及微观形貌。分别在不同添加量、热处理温度等因素对飞灰浸出毒性的影响，并确定其最佳实验参数。

硅质材料在稳定垃圾焚烧飞灰中应用广泛，关于焚烧飞灰中温热处理，目前的研究成果是向飞灰中加入无定型硅材料（硅灰、硅胶）并在远低于传统热处理温度下进行重金属稳固化，该方法由于热处理温度低，能耗更低，重金属挥发少，总处理成本相对传统热处理技术大大降低。稻壳灰作为一种优质无定型硅材料的来源，廉价易得，具有和硅灰类似的性质，能够在热处理中对重金属有较好的稳定化作用。同时，稻壳灰由于具有较大的比表面积，对重金属离子有较好的吸附作用。

关键词：稻壳灰、焚烧飞灰、重金属稳定、热处理

Abstract

Using rice husk ash to replace the amorphous silicon material such as silica fume, silica gel to thermal treatment of municipal solid waste incineration (MSWI) fly ash, select the appropriate liquid-solid ratio, heat treatment temperature and the addition ratio of rice husk ash, get different rice hull pretreatment conditions of rice husk ash stabilization of fly ash as a result, the best rice hull pretreatment conditions were determined. The effects of different dosage and heat treatment temperature on the toxic leaching of fly ash were studied.

Using scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), specific surface area and pore volume analysis methods such as analysis before and after the use of rice husk ash disposal of MSW fly ash composition, crystal composition and microstructure of elements. The effects of different additives, liquid solid ratio, heat treatment temperature and other factors on the toxicity of fly ash leaching were analyzed, and the best experimental parameters were determined.

Siliceous materials widely used in the stability of MSWI fly ash, on warm treatment in incineration fly ash, the present research is to fly ash in the amorphous silicon (silica fume, silica gel) and heavy metals under the traditional heat treatment temperature is much lower than solid, this method because of the low heat treatment temperature, lower energy consumption, less volatilization of heavy metals, the total processing cost relative to the traditional heat treatment technology is reduced greatly. As a source of high quality amorphous silica materials, rice husk ash is cheap and easy to use, and has the properties of similar to silica fume. It can stabilize the heavy metal in heat treatment. At the same time, the rice hull ash has a better adsorption effect on heavy metal ions due to its larger specific surface area.

KEY WORDS: rice husk ash, incineration fly ash, heavy metal stabilization, thermal treatment

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 5

1.1课题背景及研究意义 5

1.1.1我国生活垃圾处理现状及焚烧飞灰的产生与危害 5

1.1.2生活垃圾焚烧飞灰的无害化处理技术 5

1.2国内外相关研究现状 6

1.3研究内容与研究目标 7

1.4本章小结 8

第二章 实验装置及方法 9

2.1实验系统及操作流程 9

2.1.1 主要实验材料及流程图 9

2.1.2稻壳灰中温热处理垃圾飞灰实验设备及操作 9

2.2 垃圾飞灰原样及中温热处理后固化体分析方法 11

2.3 本章小结 11

第三章 稻壳灰和垃圾飞灰原样所含成分含量的研究 12

3.1飞灰原样的物性研究 12

3.1.1飞灰原样毒性浸出特性 12

3.1.2飞灰原样的X射线荧光光谱分析（XRF） 13

3.1.3飞灰原样的X射线衍射仪分析（XRD） 13

3.1.4飞灰原样的电镜扫描分析（SEM） 14

3.2稻壳灰的物性分析 15

3.2.1稻壳灰的应用前景分析 15

3.2.2稻壳灰的毒性浸出特性 15

3.2.3稻壳灰的X射线荧光光谱分析（XRF） 15

3.3 本章小结 16

第四章 基于稻壳灰的中温热处理稳固化飞灰重金属实验研究 17

4.1不同工艺参数下稻壳灰对垃圾飞灰中Zn的浸出毒性的影响 17

4.2 不同工艺参数下稻壳灰对垃圾飞灰中Cu的浸出毒性的影响 18

4.3 不同工艺参数下稻壳灰对垃圾飞灰中Cr的浸出毒性的影响 19

4.4 不同工艺参数下稻壳灰对垃圾飞灰中Cd的浸出毒性的影响 21

4.5 不同工艺参数下稻壳灰对垃圾飞灰中Pb的浸出毒性的影响 22

4.6垃圾飞灰添加稻壳灰热处理后X射线衍射仪分析 24

4.7 本章小结 25

参考文献： 27

第一章 绪论

1.1课题背景及研究意义

1.1.1我国生活垃圾处理现状及焚烧飞灰的产生与危害

在我国城市化的进程中，产生了越来越多的生活垃圾，垃圾的处理问题已经严重阻碍了城市的发展，曾经有许多城市都面临过被垃圾围绕的处境。目前随着科学技术的发展，垃圾处理技术越发成熟，城市生活垃圾成为永不枯竭、最具开发潜力的新能源，被认为是“可循环利用的宝藏”。而且随着环境问题越来越严峻，各国逐渐意识到的节能、环保的发展目标，垃圾处理回收利用技术具有良好的发展前景。我国是生产垃圾的大国，目前我国的垃圾堆积量已经高达70亿吨，这个数据还在快速的增长中。世界每年有4.9吨垃圾堆积，我国就占了接近1/3左右。这种现象主要的造成原因是我国的垃圾处理技术不够成熟，垃圾难以细化分类，垃圾循环利用率低。

垃圾填埋作为我国处理城市生活垃圾的主要方法占据了总处理量的80%左右，近十年来，随着我国经济发展这种方法需要占用大量的土地资源，这也导致我国土地资源越发紧张。垃圾填埋作为一种传统的垃圾处理方式，已经不能够满足我国的垃圾处理需求。近年来，垃圾焚烧法由于特别明显的减容减量优势，慢慢的被我国和大多数国家所推崇，逐渐成为垃圾处理的主流方式。垃圾焚烧能够消灭垃圾中的大部分病菌和病原体，同时垃圾焚烧所带来的热能可以被发电厂很好的回收利用，因此近些年我国也在各大一线城市和经济发展繁荣的城市新建了一批又一批的垃圾焚烧发电厂。垃圾焚烧电厂的建立不仅很好的处理了城市生活垃圾，而且实现了资源再次利用，缓解了电力紧缺现象。

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