一种利用垃圾焚烧飞灰从含有机磷农药土壤中回收单质磷的方法

本发明属于危险废弃物及污染土壤协同处置及资源化利用领域，尤其涉及一种利用垃圾焚烧飞灰从含有机磷农药土壤中回收单质磷的方法。

背景技术：

1、有机磷农药（opps）主要是指含磷有机化合物农药，具有挥发性。有机磷农药种类较多，包括磷酸酯类、硫代磷酸酯类、磷酰胺及其相应的硫代衍生物等。我国生产的有机磷农药绝大多数为杀虫剂，民众熟知的有机磷农药杀虫剂包括乐果、敌敌畏、敌百虫、马拉硫磷等。有机磷农药在施用过程中，残留在农作物及沉降在土壤中，含磷有机化合物农药会通过食物链累积在人和动植物体内，对人体健康产生严重威胁。若有机磷农药进入人体后，会引发体内多器官衰竭并造成神经系统损伤。

2、垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧过程通过烟道净化系统捕集获得的粉末颗粒，具有显著的环境毒害性，其在世界各国均属于需要重点控制的危险废物，在我国被列入《国家危险废物名录》（2021版），需按照危险废弃物进行管理。

3、因此，为了解决环境风险，不管是含有机磷农药土壤还是垃圾焚烧飞灰，均需要进行合理处置。

4、研发一种利用垃圾焚烧飞灰与含有机磷农药土壤协同处置及资源化利用方法，对垃圾焚烧飞灰与含有机磷农药土壤的处置均具有重要的借鉴意义。

技术实现思路

1、发明目的：本发明目的在于提供一种利用垃圾焚烧飞灰从含有机磷农药土壤中回收单质磷的方法。本发明回收方法过程简单，可协同利用垃圾焚烧飞灰处置并回收有机磷农药污染土壤中的单质磷。

2、技术方案：本发明的目的通过下述技术方案实现：

3、本发明提供了一种利用垃圾焚烧飞灰从含有机磷农药土壤中回收单质磷的方法，包括以下步骤：

4、（1）将垃圾焚烧飞灰、印染污泥和含有机磷农药土壤混合，搅拌均匀，得到灰掺含磷土；

5、（2）将步骤（1）得到的灰掺含磷土干燥，研磨成粉，得到灰掺含磷土粉；

6、（3）将步骤（2）得到的灰掺含磷土粉加热，将产生的烟气直接通入高温固体氧化物电解池阴极室，通电，在阴极电极表面产生单质磷。

7、本发明使用的高温固体氧化物电解池（soec）是一种具有固态电解质、高效的且可在高温环境下工作的电解装置。较高的工作温度使得soec的能量转化效率远超其他电解技术。soec可以直接利用高温烟气的热量并将气态物质进行电解，实现电子快速迁移，从而促进氧化还原反应的高效进行。

8、本发明回收方法的反应机理如下：

9、在加热条件下，垃圾焚烧飞灰中的钙基物质及重金属使得印染污泥中的有机物发生催化裂解及脱氧还原，形成碳基表面及水汽。在所形成的碳基表面，垃圾焚烧飞灰中的氯化无机盐及钙基物质结合印染污泥碳化释放的水汽及有机气氛，与土壤中的有机磷反应，促进有机磷催化热解并通过碳热氯化反应促进三氯化磷及氧氯化磷气体生成。三氯化磷和氧氯化磷气体进入到高温固体氧化物电解池阴极室接触阴极电极后获得电子，发生还原反应生成单质磷。

10、优选地，步骤（1）中，所述垃圾焚烧飞灰、印染污泥和含有机磷农药土壤的质量比为2.5~7.5:5~15:100。

11、进一步地，所述垃圾焚烧飞灰、印染污泥和含有机磷农药土壤的质量比为7.5:15:100。

12、优选地，步骤（2）中，所述干燥温度为50~120℃，干燥时间为6~36小时。

13、优选地，步骤（3）中，所述加热温度180~360℃。

14、优选地，步骤（3）中，所述通电的电压为5~25v，通电电流为2~12a。

15、进一步地，所述通电的电压25v，通电电流12a。

16、有益效果

17、本发明回收方法过程简单，可协同利用垃圾焚烧飞灰处置并回收有机磷农药污染土壤中的单质磷，最高可回收有机磷农药污染土壤中84%的磷元素。

技术特征：

1.一种利用垃圾焚烧飞灰从含有机磷农药土壤中回收单质磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述垃圾焚烧飞灰、印染污泥和含有机磷农药土壤的质量比为2.5~7.5:5~15:100。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰、印染污泥和含有机磷农药土壤的质量比为7.5:15:100。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述干燥温度为50~120℃，干燥时间为6~36小时。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述加热温度180~360℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述通电的电压为5~25v，通电电流为2~12a。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通电的电压25v，通电电流12a。

技术总结
本发明公开了一种利用垃圾焚烧飞灰从含有机磷农药土壤中回收单质磷的方法，包括以下步骤：将垃圾焚烧飞灰、印染污泥和含有机磷农药土壤混合，搅拌均匀，得到灰掺含磷土；将灰掺含磷土干燥，研磨成粉，得到灰掺含磷土粉；将灰掺含磷土粉加热，将产生的烟气直接通入高温固体氧化物电解池阴极室，通电，在阴极电极表面产生单质磷。本发明回收方法过程简单，可协同利用垃圾焚烧飞灰处置并回收有机磷农药污染土壤中的单质磷，最高可回收有机磷农药污染土壤中84%的磷元素。

技术研发人员：黄涛,宋东平,吴迪,罗应兰,李守泽,杨超俊,方琦,王鑫鑫,周璐璐,张树文
受保护的技术使用者：常熟理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15