医疗垃圾焚烧飞灰的分步浮选法去毒及表面活性剂对其增效作用

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51378332
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    81.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E1006.固废资源转化与安全处置
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Hospital solid waste incinerator (HSWI) fly ash was usually classified as hazardous waste because of its high concentrations of toxic heavy metals and polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs). Based on high content of PCDD/Fs and carbon constituents including activated carbon powder and unburned carbon in HSWI fly ash, lipophilic and hydrophobic nature of PCDD/Fs and characteristic of PCDD/Fs enrichment in carbon constituents, a new two-step flotation way of HSWI fly ash is developed on the base of former research of decarburization from fly ash. At the first flotation step, PCDD/Fs and carbon constituents will be enriched and separated from HSWI fly ash, at the same time chloride and heavy metal will be washed out. Two products of carbon-rich froth and slurry remaining will be obtained after flotation. Then, the slurry remaining will be subjected to the second flotation step, where heavy metals such as Pb and Zn in slurry will be removed and recovered. The volume and toxicity of the residual ash will be decreased greatly through two-step flotation process, therefore, the residual ash could be landfill disposed or reused directly. The first objective of this study was to investigate the relation between the removal of PCDD/Fs and decarburization in flotation process and the synergism effect of added surfactant on the removal of PCDD/Fs. The second objective is to elucidate the effect of high content of chloride on critical micelle concentration (CMC) of surfactant and two-step flotation process. The third objective is to investigate the acid leaching pretreatment of heavy metals and mechanisms of the sulfide precipitate flotation. Thus, the goal of furthest separation of toxic matter such as PCDD/Fs, heavy metal and harmless treatment and reuse of HSWI fly ash with low cost will be achieved by flotation. These results will provide useful scientific information and theory of reference for the treatment of HSWI fly ash.
医疗垃圾焚烧飞灰含有相当量的二恶英和重金属等毒害物,属于危险废弃物。申请者针对医疗垃圾焚烧飞灰中二恶英及碳组份(活性炭和未燃残碳)含量高、二恶英在碳组份中富集及二恶英"亲油疏水"的特性,在前期飞灰浮选脱碳研究的基础上,提出医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选去毒新思路:一步浮选实现飞灰中的二恶英和碳组份的共分离,同时洗脱氯和重金属,浮选后得到富集碳和尾浆两种产物,二步浮选脱除并回收尾浆中Pb、Zn等重金属。浮选后残灰的体积和毒性将大幅度降低,可考虑直接填埋处置或再利用。本课题着重研究浮选过程中二恶英移除与飞灰脱碳之间关系、表面活性剂对二恶英移除的增效作用、高含量氯盐对表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)及两步浮选效果的影响、重金属酸浸-硫化沉淀浮选机制等,力求最大限度地分离飞灰中二恶英和重金属等毒害物,低成本实现飞灰的无害化处理及资源化利用。课题成果将为医疗垃圾焚烧飞灰的浮选去毒提供科学基础和理论参考。

结项摘要

医疗垃圾焚烧飞灰富含重金属、二恶英及碳组分。基于以上飞灰特性,本项目研究工作采用两步浮选法分别移除飞灰中二恶英和重金属。该研究工作所取得的成果如下:发现粒径介于25μm~75μm之间的飞灰质量占82%,非常适合浮选处理;飞灰中二恶英同系物含量均随飞灰粒径的减小而增加,精灰产物中二恶英集中在<38μm的细粒中;证实不同类型表面活性剂对风化飞灰中碳和二恶英移除的增效作用依次为:非离子Tween80>阳离子CTAB>阴离子SDS,它们对应的最佳浆液pH值分别为7、5和9;当加入5%(w/w)Tween80时,90.6%碳组分和88.6%二恶英可从飞灰中移除;尾灰中残留的二恶英符合填埋场的规定, SDS对重金属的移除率高于Tween80和CTAB;飞灰中存在的高含量氯盐对碳和二恶英移除有促进作用;若同步浮选移除新鲜飞灰中的二恶英和重金属,灰浆的pH值应控制在5左右;若采用分步浮选(脱碳浮选结合离子浮选)回收重金属,离子浮选的参数:SDS浓度、MIBC浓度、叶轮转速和浮选时间的最佳值应分别为480ppm、150ppm、2000rpm、18min,此时,浸出液中Zn、Pb、Cu和Cd的回收率分别达到47.0%,56.5%,57.5%和49.1%;采用再燃方法处理精灰,当再燃温度高于1000℃时,精灰中二恶英的去除率超过98%,Pb、Zn和Cu等重金属的挥发率随再燃温度的升高而增大;采用微波法处理精灰,当微波入射功率为2100W,处理时间为7min时,精灰中二恶英的去除率达到99.6%,且二恶英的总毒性当量从29.0 ng–I-TEQ/g大幅度减少到0.08 ng–I-TEQ/g以下。结果表明:第一步浮选可实现飞灰中二恶英和碳组分的共分离,同时洗脱氯和重金属,第二步浮选脱除并回收尾灰中Pb、Zn等重金属。浮选后残灰的体积和毒性将大幅度降低,可考虑直接填埋处置,富碳精灰可考虑再利用。研究发现两步浮选处理可实现飞灰的低成本、无害化处理及资源化利用。

项目成果

期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(8)
城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的固化/稳定化处理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    天津城建大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周建国;张曙光;李萍;冯旭;刘俊鹏;王云霞
  • 通讯作者:
    王云霞
Effects of Surfactants on the Removal of Carbonaceous Matter and Dioxins from Weathered Incineration Fly Ash
表面活性剂对风化焚烧飞灰中碳质和二恶英的去除效果
  • DOI:
    10.4209/aaqr.2017.08.0266
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Aerosol and Air Quality Research
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Han-Qiao Liu;Fang Liu;Guo-Xia Wei;Rui Zhang;Yu-Wen Zhu
  • 通讯作者:
    Yu-Wen Zhu
冶金技术在垃圾焚烧飞灰处理中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    冶金能源
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘芳;刘汉桥;魏国侠;胡琬
  • 通讯作者:
    胡琬
微波技术在典型固体废物污染治理中的应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    环境科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘汉桥;孙磊;魏国侠;许翠;臧丹丹;杨伟
  • 通讯作者:
    杨伟
Reburning Treatment of the Froths Obtained after the Flotation of Incinerator Fly Ash
焚烧炉粉煤灰浮选后泡沫的再燃烧处理
  • DOI:
    10.4209/aaqr.2016.12.0535
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Aerosol and Air Quality Research
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wei Guo-Xia;Liu Han-Qiao;Liu Fang;Zhang Rui;Zhu Yu-Wen;Gao Si-Yu
  • 通讯作者:
    Gao Si-Yu

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其他文献

基于活化过程碳烧失特性的孔结构发展机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    煤炭学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    朱玉雯;李浩宇;刘冬冬;高继慧;刘汉桥
  • 通讯作者:
    刘汉桥
医疗垃圾焚烧飞灰重金属形态分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    环境污染与防治
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏国侠;张曙光;刘汉桥;蔡九菊
  • 通讯作者:
    蔡九菊
利用垃圾焚烧飞灰电弧炉熔渣制备微晶玻璃
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中 国 陶 瓷
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘汉桥;魏国侠
  • 通讯作者:
    魏国侠
活性炭对医疗垃圾焚烧飞灰水泥固化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    过程工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    魏国侠;蔡九菊;刘汉桥;张曙光
  • 通讯作者:
    张曙光
非增强MRA诊断下肢动脉病变的应用研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    放射学实践
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯飞;刘晓怡;戚玉龙;刘汉桥;田鑫;刘新;刘鹏程
  • 通讯作者:
    刘鹏程

其他文献

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刘汉桥的其他基金

利用垃圾焚烧飞灰电弧炉熔渣制取微晶玻璃的晶化行为研究
  • 批准号:
    20806051
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    18.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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