摘要：焚烧处理是目前危险固体废物处理的主要方式，由于其残渣含有重金属等有毒物质，需要进行稳定化处理。文章首先对危险固体废物的焚烧处理要求进行分析，明确焚烧残渣稳定化处理的重要性。在此基础上，采取试验研究方法，探讨危险固体废物焚烧残渣稳定化处理的技术方案。
关键字：危险固体废物；焚烧残渣；稳定化处理
前言
我国是世界上第一大产品制造国，在工业生产和医疗等领域，会产生大量的危险固体废物。为了降低危险固体废物对生态环境的影响，目前已经形成一套以焚烧处理为主的完整技术流程。其中，危险固体废物焚烧残渣处理是一个重点环节，直接关系着危险固体废物的处理效果，有必要对其处理技术方法展开深入研究。
一、危险固体废物的焚烧处理要求
在环境治理的客观需求下，焚烧法已经成为实现危险固体废物减量化、无害化、资源化的重要方法，在各个行业的废物处理中都得到了广泛应用。在危险固体废物焚烧处理过程中，产生的残渣约占废物总量25%左右。其中，金属含量、浸出浓度较高，本身仍属于危险固体废物的范畴。需要对其进行安全有效的稳定化处理，达到进场要求后，才能进行末端环节的填埋处理。因此，焚烧残渣的稳定化处理技术是危险固体废物处理技术体系的重要组成部分。进行焚烧残渣处理的要求是将其中含有的有毒有害物质，转化为低毒性、低溶解、低迁移、化学性质稳定的物质。要达到这一要求，需要采用有效的危险废物焚烧残渣稳定剂，目前使用的NaHS、多胺类和聚乙烯亚胺类等稳定剂，各有各的优缺点，需要根据实际处理需求，选择合适的稳定剂，优化焚烧残渣处理效果[1]。
二、危险固体废物焚烧处理中的残渣稳定化处理方法
（一）方案设计
本次研究选取某工业废物与医疗废物的焚烧残渣作为试验样品，残渣样品中的Pb、Zn和Cu含量均超标，此外，Ni含量也接近标准值，考虑到Ni的毒性，也需要对其稳定化处理效果进行评价。焚烧残渣稳定化处理的稳定剂选择Na2S、Na3PO4、电石渣和腐殖酸。按照质量分数15%的比例与残渣样品进行混合，经过养护后，将反应体系放置在自然状态下，在1d、7d、14d、21d、28d时进行取样研究。在测定过程中，先将残渣烘干，然后按照残渣毒性浸出程序，采用pH2.88±0.5的醋酸溶液作为浸提剂，添加比例为1g：20mL，对残渣进行浸提。在25℃条件下，按照130r/min的速率振荡18h，对浸出液进行测定，确定其中的重金属含量。重金属去除率r=（c参比-c浸出）/c浸出×100%。分别设置不同的稳定剂投加方案，研究稳定剂对焚烧残渣处理效果的影响。最后进行生态毒性试验，检测经过处理或的残渣生态毒性水平[2]。
（二）结果分析
1、处理时间
采用上述试验方案，首先来看稳定化时间对危险固体废物焚烧残渣稳定化处理结果的影响。按照固体废物浸出毒性的相关操作规定，在操作流程中，需要对稳定化时间进行优化。在上述试验过程中，Na3PO4稳定剂对重金属残渣的稳定化处理效果较好，在7d取样测定时，Pb的去除率能够达到100.0%，Cu和Zn的去除率能够达到97.0%和95.0%，但是对于Ni的去除率，仅能够达到56.0%。在稳定化处理过程中，PO43-离子可以降低焚烧残渣含有的网状物、物定形物，增加独立颗粒数量，减少与外部环境的接触面积，可以降低重金属发生再次渗滤的几率。利用Na3PO4稳定剂进行稳定化处理的28d去除率变化曲线如图1所示。与此同理，分别研究其他几种稳定剂的最佳稳定化处理时间。其中，Na2S稳定剂在14d测定时，对Pb的去除率可以达到100.0%，对Cu和Zn的去除率可达到94.0%和76.0%，对Ni的去除率仅为45.0%。腐殖酸稳定剂21d时的Cu去除率为82.6%，Pb去除率为67.7%，Zn去除率为77.3%，Ni去除率为33.22%。电石渣稳定剂7d时的Pb去除率可达到100.0%，Zn和Cu去除率为86.9%和96.7%，对Ni的去除率也可以达到86.90%。最终确定四种稳定剂的最佳稳定化处理时间分别为Na3PO4（7d）、Na2S（14d）、腐殖酸（21d）、电石渣（7d）。
2、稳定剂的投加比例
从各种稳定剂的最佳稳定化时间来看，Na2S和腐殖酸稳定剂需要经过14d和21d才能达到最佳的稳定化效果，而且时间延长后会出现下降趋势，不适合作为焚烧残渣稳定剂。在对稳定剂投加比例进行研究时，主要研究Na3PO4和电石渣的最优化投加比例，两者的最佳稳定化时间均为7d。从试验结果来看，如果稳定剂的投加比例相同，Na3PO4的稳定化效果要稍逊于电石渣的稳定效果，但随着投加比例的提升，Na3PO4可以表现出更好的稳定化效果。在投加比例为15%时，焚烧残渣中的Pb、Zn、Cu和Ni浓度均能够控制在标准值以内，将15%确定为Na3PO4的最佳投加比例。电石渣稳定剂的稳定化效果相对更好，在投加比例为9%时，对Pb的去除率为93.8%，Cu去除率为98.4%，Zn去除率为95.2%，Ni去除率为79.7%，残渣重金属浓度均在标准值以内，而且继续提升电石渣的投加比例，稳定化效果提升不明显。因此，确定电石渣稳定剂的最佳投加比例为9%。
图1 利用Na3PO4稳定剂进行稳定化处理的28d去除率变化曲线
3、生态毒性检测
在生态毒性检测过程中，选择斜生栅藻作为受试生物，在水生四号培养基中培养。分别将不同焚烧废渣稳定化处理组的浸出液与未进行处理的浸出液进行对比。共设置5个浓度梯度，最高浓度抑制对照组50%斜生栅藻生长。经过24h的培养后，采用此外可见分光光度仪对斜生栅藻生物量进行测定。其中，处理组选择Na3PO4和电石渣作为稳定剂，分别采取上述试验确定的最佳稳定化处理时间和最佳投加比例。焚烧残渣经过稳定化处理后的浸出液致死浓度分别为Na3PO4（0.01923）、电石渣（0.02750）。相比于未经过稳定化处理的废渣浸出液，对藻类生物的毒害作用均明显降低。因此，Na3PO4和电石渣都可以作为危险废物焚烧残渣稳定化处理的稳定剂，而且电石渣的稳定化处理效果相对更好。在焚烧残渣经过稳定化处理后，重金属等有害物质的含量可以得到有效降低，而且能够减少对生态环境的危害，达到相关排放标准要求。基于本次研究结果，在进行危险固体废物焚烧残渣稳定化处理前，有必要开展试验研究，优化处理技术参数，合理选择稳定剂，达到更好的处理效果。
结束语
综上所述，危险固体废物焚烧残渣稳定化处理关系到最终的环境治理效果，通过采取试验研究的方法，确定合适的稳定剂，对处理技术参数进行优化，可以提升焚烧残渣稳定化处理效果，进而降低对生态环境的污染和危害。应继续加强此方面的研究，促进我国危险固体废物处理水平的提升。
参考文献
[1]卢金龙,曹学新,龙燕.危险废物焚烧处理环境污染控制分析[J].有色冶金设计与研究,2017,38(03):49-51+54.
[2]宋二喜,廖燕,张弛.危险固体废物焚烧残渣的稳定化处理研究[J].环境污染与防治,2011,33(11):78-81.
论文作者:王仕民
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第33期
论文发表时间:2019/3/7
标签：残渣论文; 稳定剂论文; 稳定论文; 固体废物论文; 电石论文; 危险论文; 效果论文; 《建筑学研究前沿》2018年第33期论文;