专利名称：：用于安定飞灰、底渣及土壤中重金属的方法
技术领域：
：本发明为利用硅酸盐类物质作为安定剂，利用安定剂中的硅酸盐物质与溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰及土壤中的重金属形成稳定物，使底渣、飞灰及土壤中的重金属(尤其是铅)符合各项溶出试验标准或可降低并于自然环境的侵蚀下不易溶出。
背景技术：
：一般而言，焚化灰渣由底渣及飞灰共同组成，其中底渣为垃圾焚化后在炉床上的残留物，主要为不可燃的无机物质，如玻璃、沙土、陶瓷等，从炉床产出后经调湿淬火，故含水量高，黑色呈现异味，颗粒分布范围广。飞灰则分为锅炉灰及反应灰，锅炉灰于平常是利用吹灰器将锅炉壁上的颗粒吹落所产生，此外在清理炉体时，才大量排出。反应灰则是自集尘设备或洗烟设备所收集的飞灰，是焚化厂中空气污染防制设备所收集的颗粒物质和重金属，其另含一些反应物及一些未反应的》咸剂。由国内外文献对于底渣及飞灰中重金属的含量纪录可见，在不同国家，不同的生活习性，垃圾组成不尽相同，因此飞灰中重金属含量普遍较高，溶出浓度有常超出中国台湾环保署溶出试验标准，而Pb、Zn在各项纪录中皆是最高的两种金属，因此铅、锌及镉为飞灰无害化中最需研究处理的对象。依据中国台湾环境保护署的规定，垃圾焚化底渣属一般事业废弃物，并经环保署公告为经处理后可再利用的物质。焚化飞灰则因重金属溶出量偏高，认定为有害事业废弃物。中国台湾环境保护署对于底渣及飞灰重金属溶出的方式为根据N1EAR201.13C的^r测方法^见定(TCLP溶出试验)，主要为利用20倍于样品重量的水醋酸液萃取灰渣样品18个小时，经滤纸过滤后再经酸消化，取100ml的萃取液进行重金属溶出分析。并依据一般事业废弃物认定标准的规范进行判定。另据环保署调查资料显示，台湾地区农田土壤中，重金属含量较高地区约有五万公项，占调查面积5.7%，亟需我们正视土壤污染的问题，加强污染防治的工作，以遏止土壤品质的持续恶化。汽车使用含铅汽油，其排放的废气中含有铅化合物，经雨水冲刷沉积于土壤中，造成铅污染，再经由食物链辗转进入人体。肥料大部分为无机盐类，可溶于土壤中，使用化学肥料过多会造成土壤酸化，并影响到农作物的生长。U.S.Pat.No.5，202,033为使用磷酸盐、碳酸盐和石危酸盐类物质，添加入固体废料后降低重金属铅TCLP溶出的方法。U.S.Pat.No.5,037,479为利用反应性碳酸钙和含有添加剂的反应性碳酸镁所组成的緩冲剂(添加剂包括重过磷酸钾、磷酸铵、磷酸二铵、磷酸、硼酸和金属酸所组成的群组的阴离子的盐类)，与废料混合降低重金属铅的溶出。U.S.Pat.No.4,889,640为利用反应性碳酸钓、反应性碳酸镁、反应性碳酸钙镁所组成的群组试剂进行混合，添加至固体废料中以降低重金属铅的溶出。然而，使用磷酸列于加入底渣或飞灰时易产生如磷杂环戊二烯等具刺激性臭味的气体产物，影响操作人员健康；且磷酸类物质为酸性，易腐蚀相关处理设备，而加入受污土壤中则易造成土壤酸化。本发明的主要目的乃在于提供一种焚化底渣、飞灰或土壤的重金属安定方法，利用硅酸盐降低物质重金属的溶出，达到无害化的目标，且硅酸盐呈碱性，为天然土石的成份，添加至灰渣及土壤中不会造成环境危害，并可中和土壤的酸碱值。
发明内容本发明为垃圾焚化飞灰、底渣或土壤中的重金属安定方法，其作用为使用硅酸盐类物质作为安定剂，利用喷洒或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底i、飞灰或土壤中加入安定剂，利用安定剂中的溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰及土壤中的重金属形成低溶解度的重金属硅酸盐稳定物，使底渣、飞灰或土壤中的重金属(尤其是铅)经溶出试验可符合一般事业废弃物溶出标准，且于自然环境的侵蚀下不易溶出。尤其是土壤中的污染元素可与硅酸根在土壤中形成沉淀，降低其在土壤中的溶解度，另一方面是土壤的酸碱值亦升高而降低溶解度，使重金属离子以稳定的化合物形式固定下来，有效降低了植物对重金属的吸收程度，使得在重金属复合污染及迁移严重的土壤上，也能种出符合卫生标准的农作物。本发明所称的硅酸盐类稳定剂包括硅酸钠、硅酸4丐、硅酸的盐类及其组成的各类化合物，前述的药剂于常温常压下为液态溶剂或固态(粉状、粒状)药剂。利用硅酸盐类安定剂，使无机性的硅酸根离子与重金属形成难溶性的重金属硅酸盐。具体实施例方式本发明是利用硅酸盐类物质作为安定剂，利用喷洒或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飞灰或土壤中加入安定剂，利用安定剂中硅酸盐及其溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰及土壤中的重金属形成稳定物，使其符合溶出标准或使底渣、飞灰或土壤中的重金属(尤其是铅Pb)于自然环境的侵蚀下不易溶出，达到焚化底渣、飞灰的无害化及降低植物在受污土壤中重金属的吸收程度。重金属铅与硅酸盐产生的铅-硅酸盐无机物质，其溶解度积(ksp值)均可低于10E-25(ksp〈l(X25)。以下的实施实例可证实利用硅酸盐类物质对于底渣、飞灰或土壤中重金属溶出降低的效果。实施例1:以台湾北区某垃圾焚化厂焚化飞灰，将反应灰及锅炉灰混合，于本例中的飞灰分别加入干式粉状硅酸钠及硅酸钓，以干式粉状硅酸钠及硅酸钩直接加入飞灰中，再以搅拌器或搅拌滚筒进行混合，经TCLP实验进行Pb溶出量分析。由实验结果(如表l)，硅酸钠及硅酸钓加入后可有效降低飞灰中重金属Pb的溶出。表1实施例1试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>因此调整不同的硅酸盐含量即可有效降低Pb的溶出量；另外若是要符合环保署有害事业废弃物认定标准及再利用规定的溶出标准Pb溶出量需低于5mg/L的规定，仅需调整硅酸钠添加量为8%以上或硅酸钩添加量为12%以上即可。若是其它硅酸盐，则添加量至少在10%以上。实施例2:台湾北区某垃圾焚化厂焚化底渣，经分选厂将铁金属、非铁金属及未燃物筛选后，于本例中分别加入干式粉状硅酸钠及硅酸钙，以干式粉状硅酸钠及硅酸钙直接加入焚化底渣中，再以搅拌器或搅拌滚筒进行混合，经TCLP实验进行Pb溶出量分析。由实验结果(如表2)，硅酸钠及硅酸钩加入后可有效降低底渣中重金属Pb的溶出。表2实施例2试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>因此调整不同的硅酸盐含量即可有效降低Pb的溶出量；另外若是要符合环保署有害事业废弃物认定标准及再利用规定的溶出标准Pb溶出量需低于5mg/L的规定，仅需调整硅酸钠添加量为0.4°/。以上或硅酸钩添加量为0.4%以上即可。实施例3:台湾北区某重金属溶出较高的土壤区域，于本例中分别加入干式粉状硅酸钠及硅酸钩，将干式粉状硅酸钠及硅酸钓先喷洒于土壤表层，再利用翻土机进行翻动混合，经TCLP实验进行Pb溶出量分析。由实验结果(如表3),硅酸钠及硅酸钙加入后可有效降低土壤中重金属Pb的溶出。表3实施例3试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>因此调整不同的硅酸盐含量即可有效降低Pb的溶出量；另外环保署并未对土壤的重金属溶出量进行规定，然而土壤添加硅酸盐仍可降低重金属溶出量，以避免农作物吸收溶出的重金属，危害人体健康，并可调整土;泉的酸-威值。然而，以上所述者仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以之限定本发明实施的范围，举凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰皆应仍属本创作涵盖的专利范围内。权利要求1、一种处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，以含硅酸盐的重金属安定剂，使用喷洒或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飞灰或土壤中加入该安定剂。2、如权利要求1所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中该方法利用该安定剂中的硅酸盐及其溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰或土壤中的重金属形成重金属硅酸盐稳定物，该稳定物的Pb溶出量低于5mg/L。3、如权利要求1所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中该方法利用该安定剂中的硅酸盐及其溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰或土壤中的重金属形成重金属硅酸盐稳定物，该稳定物的溶解度积低于l(T25。4、如权利要求1所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中安定剂选自硅酸钠、硅酸钙、硅酸的盐类及其组成的各类化合物。5、如权利要求4所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中该安定剂于常温常压下为液态溶剂或固态药剂。6、如权利要求4所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中相对于100%重量份的焚化飞灰，该硅酸钠添加量至少在8%重量比以上，或该硅酸钙添加量至少在12。/。重量比以上，或其它硅酸盐添加量至少在10%重量比以上。7、如权利要求1所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中相对于100%重量份的焚化底渣，该安定剂添加量至少在0.4%重量比以上。8、如权利要求1所述的处理垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的方法，其中相对于100。/。重量份的土:t裏，该安定剂添加量至少在0.8%重量比以上。全文摘要本发明为垃圾焚化飞灰、底渣或土壤的重金属安定方法，其作用为使用硅酸盐类物质作为安定剂，利用喷洒或直接添加混合等方式，于垃圾焚化底渣、飞灰或土壤中加入安定剂，利用安定剂中的硅酸盐物质及其溶解性硅酸根离子与底渣、飞灰或土壤中的重金属形成稳定物，使底渣、飞灰或土壤中的重金属(尤其是铅)于自然环境的侵蚀下不易溶出，并使的符合相关溶出标准或可降低，并符合再利用的相关规范。文档编号A62D3/00GK101362009SQ200710143520公开日2009年2月11日申请日期2007年8月8日优先权日2007年8月8日发明者陈鸿亮申请人:陈鸿亮