【摘要】：垃圾焚燒技術(shù)在處理垃圾方面得到了廣泛應(yīng)用,但焚燒時(shí)產(chǎn)生的飛灰中富集了重金屬污染物,給環(huán)境和人們身體健康造成嚴(yán)重的危害。電動(dòng)去除技術(shù)處理飛灰中的重金屬是一種有效的處理方法,三維電極法是在傳統(tǒng)二維電極法的基礎(chǔ)上投入顆粒電極而形成的,具有更好的傳質(zhì)能力和傳質(zhì)效果,而三相三維電極法是在三維電極法的裝置底部進(jìn)行曝氣形成“氣-液-固”三相共同作用的一種電動(dòng)去除方法,能有效克服三維電極法中出現(xiàn)的電流短路現(xiàn)象、濃差極化現(xiàn)象、飛灰板結(jié)現(xiàn)象,可顯著增強(qiáng)飛灰中重金屬的處理效果。論文以重慶市某垃圾焚燒廠產(chǎn)生的飛灰為研究對(duì)象,采用三維電極法和三相三維電極法處理飛灰中的重金屬展開了研究,并對(duì)其去除機(jī)理進(jìn)行了分析。首先對(duì)飛灰理化性質(zhì)進(jìn)行研究,結(jié)果表明:飛灰粒徑分布范圍較大且分布不連續(xù),有向小粒徑范圍集中的趨勢;飛灰中重金屬Pb、Cd、Zn、Cu的全含量分別為1517 mg/kg、342 mg/kg、1496 mg/kg、722 mg/kg,浸出毒性分別為1.8716μg/mL、1.3655μg/mL、7.2339μg/mL、1.4449μg/mL。三維電極實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:重金屬的去除率隨電極投加比的增大呈先增加后減小的趨勢,當(dāng)投加比為5%、反應(yīng)時(shí)間為72 h時(shí),重金屬的去除效果最好,Pb、Cd、Zn、Cu的去除率分別達(dá)到58.29%、83.57%、47.46%、77.14%;三相三維電極實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:處理飛灰中重金屬的最佳實(shí)驗(yàn)條件是電壓梯度U=1.0 V/cm,去除時(shí)間t=7 h,電極投加比為5%,曝氣流量Q=0.4 L/min,在該實(shí)驗(yàn)條件下,重金屬Pb、Cd、Zn、Cu的去除率分別為75.98%、88.64%、50.72%、81.58%。三相三維電極法與三維電極法的對(duì)比分析得到,前者重金屬Pb、Cd、Zn、Cu的去除率得到了顯著提升,其中Cd的去除率提升最大,從原來的29.43%提升到88.64%,其次是Cu和Pb,去除率分別達(dá)到81.58%、75.98%,Zn的去除率從30.39%提升到50.72%,這說明利用三相三維電極法處理飛灰中重金屬的效果明顯優(yōu)于三維電極法。電動(dòng)法處理飛灰中重金屬的機(jī)制有電滲流、電遷移、電泳、電解反應(yīng)、吸附/解吸、對(duì)流等,重金屬的釋放過程包括H~+的外擴(kuò)散、H~+的內(nèi)擴(kuò)散、H~+與活性物質(zhì)反應(yīng)釋放重金屬離子、重金屬離子內(nèi)擴(kuò)散、重金屬離子外擴(kuò)散五個(gè)步驟;三維電極法增大了化學(xué)反應(yīng)表面積,改善了重金屬的傳質(zhì)效果,提高了電流利用率;三相三維電極法的曝氣攪拌不但增加了樣品區(qū)的氧容量,而且能有效克服三維電極法中出現(xiàn)的電流短路現(xiàn)象、濃差極化現(xiàn)象等,并抑制了飛灰板結(jié),從而顯著強(qiáng)化了重金屬的去除效果。
【學(xué)位授予單位】：重慶科技學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X701
【圖文】：

慶科技學(xué)院碩士專業(yè)學(xué)位論文 2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)2 實(shí)驗(yàn)材料及設(shè)計(jì)2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器2.1.1 三維電極反應(yīng)器三維電極反應(yīng)器是在傳統(tǒng)二維電極的基礎(chǔ)上，投入顆粒電極而形成的，即三維顆極在主電場的作用下被復(fù)極化，帶上與主電極相同的電荷。較二維電極比，三維電有更大的化學(xué)反應(yīng)面體比，物質(zhì)的傳質(zhì)效果更佳，具有較高的電流效率和時(shí)空產(chǎn)率文采用自制長方體實(shí)驗(yàn)裝置（如圖 2.1）進(jìn)行三維電極電動(dòng)去除實(shí)驗(yàn)，由于電動(dòng)實(shí)溶液呈酸性，為防止箱體腐蝕，又便于觀察樣品區(qū)飛灰的狀態(tài)變化，所以實(shí)驗(yàn)裝置有機(jī)玻璃粘合而成。裝置外部尺寸為 200mm×120mm×110mm，樣品區(qū)的有效空間為 100 mm×100 mm×100 mm。陰極槽與陽極槽的規(guī)格為：30mm×100mm×100mm。

圖 2.2 自制曝氣實(shí)驗(yàn)裝置圖Fig. 2.2 The photo of the homemade aeration experimental device 其它儀器及設(shè)備電動(dòng)去除實(shí)驗(yàn)所用的其它主要儀器設(shè)備如表 2.1 所示。表 2.1 主要儀器設(shè)備Table 2.1 The main instruments and equipment名 稱 型 號(hào) 生產(chǎn)廠家電子天平 JA3003 邦西儀器科技有限公真空干燥箱 DZF-2ASB 北京科偉永興儀器有限磁力攪拌器 MYP11-2 上海梅穎浦儀器儀表有限pH 酸堿度測試筆 PH-100 上海邦西科技有限公

科技學(xué)院碩士專業(yè)學(xué)位論文 2 實(shí)驗(yàn)材料及2 實(shí)驗(yàn)主要原材料.1 飛灰飛灰的組分和性質(zhì)受焚燒類型、焚燒條件、采樣時(shí)間等因素的影響，因此在研的采集是不容忽視的環(huán)節(jié)，故論文所用的飛灰樣品來自重慶某垃圾焚燒爐布袋，如圖 2.3 所示。采集回實(shí)驗(yàn)室的飛灰樣品密封后，置于陰涼處妥善保存，實(shí)飛灰于真空干燥箱內(nèi)在 105℃下恒溫干燥 24 小時(shí)后，過 50 目篩以備用，飛灰 2.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2804255