一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法与流程

1.本技术涉及环境保护检测领域，特别是一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法。


背景技术：

2.焚烧飞灰作为生活垃圾焚烧处置的副产物，由于其含有zn、pb、cd、ni、cu等多种重金属和二噁英等污染物，根据国家标准规定，需要经过稳定化处置后进入生活垃圾填埋场分区填埋。当前垃圾焚烧飞灰的稳定化处置主要通过有机螯合剂、硅酸盐水泥、磷酸盐等材料稳定固化飞灰中的重金属。
3.分析浸提液中重金属含量是研究飞灰及其稳定化体中重金属污染特性的常用方法。通过选择不同的浸提剂，模拟不同环境下重金属总量、形态和浸出规律，可以评价飞灰造成的环境危害的可能性。其中，飞灰加入螯合剂稳定化后形成的固化体的重金属浸出量直接反映了飞灰螯合剂的有效性。另外，研究发现重金属螯合剂的有效性与加入量和产物所处的环境ph有直接的关系，如，在强碱环境下，福美钠系螯合剂对铅离子的螯合性能变差，需要加入更多的螯合剂才能达到国家标准规定的出厂要求。
4.飞灰稳定化产物的浸提液制备是根据标准hj/t300《固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法》进行的，浸提过程需要用时18～20h。随后采用的icp(电感耦合等离子体光谱仪)方法测量浸提液中铅镉浓度也需要制样和检测，需要更多的时间。由于预处理时间和测量时间长，因此无法满足对每一批次飞灰稳定固化体的浸出液中铅镉含量进行快速检测的要求，无法在飞灰稳定化生产现场实时监测稳定化产品质量，提高飞灰稳定化生产的可靠性，并且不能实时调控螯合剂用量，不利于在保证飞灰稳定化体完全合格的前提下降低飞灰稳定化成本。


技术实现要素：

5.鉴于所述问题，提出了本技术以便提供克服所述问题或者至少部分地解决所述问题的一种飞灰固化体浸出毒性快速评价方法，包括：
6.一种飞灰固化体浸出毒性快速评价方法，所述方法包括：
7.按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及去离子水，得到检测试剂；
8.将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液；
9.离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第二显色剂，得到第二检测液；
10.检测所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并通过所述铅浓度和所述镉浓度换算出螯合剂的投加量；
11.向垃圾焚烧飞灰投加所述投加量的所述螯合剂，得到所述飞灰固化体，并根据所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度确定所述飞灰固化体的品质评价
结果。
12.进一步地，所述按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及去离子水，得到检测试剂的步骤，包括：
13.按照第一预设比例混合所述盐酸、所述草酸、所述醋酸钠以及所述去离子水，得到第一指定酸碱度的所述检测试剂。
14.进一步地，所述将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液的步骤，包括：
15.将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂匀化第一指定时间，得到浸出液。
16.进一步地，所述将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂匀化第一指定时间，得到浸出液的步骤，包括：
17.将3-10g的所述飞灰固化体和35-45ml的所述检测试剂匀化第一指定时间，得到所述浸出液。
18.进一步地，所述第一指定时间为5-15min。
19.进一步地，所述第一显色剂为四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，所述第二显色剂为二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液。
20.进一步地，所述离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第二显色剂，得到第二检测液的步骤，包括：
21.将所述浸出液离心第二指定时间，调节上清液的酸碱度至8-10，并加入四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，用二甲基甲酰胺定容，得到第一检测液；
22.和，
23.将所述浸出液离心第三指定时间，调节上清液的酸碱度至11-12，并加入二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液，用水定容，得到第二检测液。
24.进一步地，所述第二指定时间为55-70s，所述第三指定时间为55-70s。
25.进一步地，所述盐酸、所述草酸和所述醋酸钠的浓度分别为1.0％-5.5％、0.04％-0.4％和0.02％-0.4％。
26.进一步地，所述第一指定酸碱度为0.5-0.6。
27.本技术具有以下优点：
28.在本技术的实施例中，通过按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及去离子水，得到检测试剂；将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液；离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第二显色剂，得到第二检测液；检测所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并通过所述铅浓度和所述镉浓度换算出螯合剂的投加量；向垃圾焚烧飞灰投加所述投加量的所述螯合剂，得到所述飞灰固化体，并根据所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度确定所述飞灰固化体的品质评价结果。本技术将飞灰固化体样品用量降低为3-10g，制样与分析的总时长缩短至20分钟以内，可快速评估飞灰稳定化生产的可靠性，及时调控生产中螯合剂投加量，有利于降低生产成本。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对本技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本技术一实施例提供的一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法的步骤流程图。
具体实施方式
31.为使本技术的所述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.参照图1，示出了本技术一实施例提供的一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法；
33.所述方法包括：
34.s110、按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及去离子水，得到检测试剂；
35.s120、将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液；
36.s130、离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第二显色剂，得到第二检测液；
37.s140、检测所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并通过所述铅浓度和所述镉浓度换算出螯合剂的投加量；
38.s150、向垃圾焚烧飞灰投加所述投加量的所述螯合剂，得到所述飞灰固化体，并根据所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度确定所述飞灰固化体的品质评价结果。
39.在本技术的实施例中，通过按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及去离子水，得到检测试剂；将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液；离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第二显色剂，得到第二检测液；检测所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并通过所述铅浓度和所述镉浓度换算出螯合剂的投加量；向垃圾焚烧飞灰投加所述投加量的所述螯合剂，得到所述飞灰固化体，并根据所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度确定所述飞灰固化体的品质评价结果。本技术将飞灰固化体样品用量降低为3-10g，制样与分析的总时长缩短至20分钟以内，可快速评估飞灰稳定化生产的可靠性，及时调控生产中螯合剂投加量，有利于降低生产成本。
40.下面，将对本示例性实施例中一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法作进一步地说明。
41.如所述步骤s110所述，按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及水，得到检
测试剂。
42.在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤s110所述“按照第一预设比例混合盐酸、草酸、醋酸钠以及去离子水，得到检测试剂”的具体过程。
43.如下列步骤所述，按照第一预设比例混合所述盐酸、所述草酸、所述醋酸钠以及所述去离子水，得到第一指定酸碱度的所述检测试剂。
44.作为一种示例，盐酸、草酸以及醋酸钠的混合液与去离子水的质量比为30～35：500。
45.作为一种示例，所述醋酸钠为缓冲剂，用于调节所述检测试剂的ph值。
46.在本技术一具体实施例中，所述盐酸、所述草酸和所述醋酸钠的浓度分别为1.0％-5.5％、0.04％-0.4％和0.02％-0.4％。
47.作为一种示例，所述盐酸的浓度可以是1.0％、2.0％、2.5％、3.0％、4.0％、5.0％以及5.5％，具体可以根据实际情况选择。
48.作为一种示例，所述草酸的浓度可以是0.04％、0.08％、0.12％、0.16％、0.20％、0.26％、0.30％、0.32％、0.36％以及0.4％，具体可以根据实际情况选择。
49.作为一种示例，所述醋酸钠的浓度可以是0.02％、0.08％、0.14％、0.18％、0.24％、0.26％、0.30％、0.32％、0.36％以及0.4％，具体可以根据实际情况选择。
50.在本发明一实施例中，所述第一指定酸碱度为0.5-0.6。
51.如所述步骤s120所述，将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液。
52.在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤s120所述“将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂混合，得到浸出液”的具体过程。
53.如下列步骤所述，将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂匀化第一指定时间，得到浸出液。
54.在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明“将第二预设比例的飞灰固化体与所述检测试剂匀化第一指定时间，得到浸出液”的具体过程。
55.如下列步骤所述，将3-10g的所述飞灰固化体和35-45ml的所述检测试剂匀化第一指定时间，得到所述浸出液。
56.作为一种示例，将所述飞灰固化体与所述检测试剂放置于所述匀质混合器内，使所述飞灰固化体与所述检测试剂充分混合。其中，所述匀质混合器的转动频率为500-2000rpm，转动频率可以是500rpm、800rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm以及2000rpm，具体可以根据实际情况选择。
57.作为一种示例，取所述飞灰固化体3-10g，所述飞灰固化体取样量可以是3g、5g、7g、8g以及10g，具体可以根据实际情况选择；所述检测试剂的取样量为35-45ml，可以是35ml、38ml、40ml、42ml以及45ml，具体可以根据实际情况选择。
58.作为一种示例，所述垃圾焚烧飞灰与所述检测试剂在所述匀质混合器混合的所述第一指定时间为5-15min，第一指定时间可以是5min、7min、9min、10min、12min以及15min，具体可以根据实际情况选择。
59.如所述步骤s130所述，离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第
二显色剂，得到第二检测液。
60.在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤s130所述“离心所述浸出液，调节上清液至第一指定酸碱度，并加入第一显色剂，得到第一检测液，和，离心所述浸出液，调节上清液至第二指定酸碱度，并加入第二显色剂，得到第二检测液”的具体过程。
61.在本发明一实施例中，所述第一显色剂为四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，所述第二显色剂为二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液。
62.如下列步骤所述，将所述浸出液离心第二指定时间，调节上清液的酸碱度至8-10，并加入四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，用二甲基甲酰胺定容，得到第一检测液；
63.和，
64.将所述浸出液离心第三指定时间，调节上清液的酸碱度至11-12，并加入二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液，用水定容，得到第二检测液。
65.作为一种示例，提取6ml所述浸出液离心第二指定时间，取上清液放置于10ml容量瓶中，调整上清液ph至8-10，加入2ml四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，以二甲基甲酰胺定容，并采用分光光度计测量上清液中铅的含量。
66.作为一种示例，提取15ml所述浸出液离心第三指定时间，取上清液放置于25ml容量瓶中，调整上清液ph至11-12，加入1.5ml二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液，2ml体积分数为2％的tritonx-100水溶液，以水稀释至刻度，并采用分光光度计测量上清液中镉的含量。
67.作为一种示例，所述第二指定时间为55-70s，所述第三指定时间为55-70s。具体地，所述第二指定时间可以是55s、60s、65s以及70s，具体可以根据实际情况选择；所述第三指定时间可以是55s、60s、65s以及70s，具体可以根据实际情况选择。
68.在一具体实现中，采用离心分离机进行离心，具体地，所述离心分离机的转速为3000rpm。
69.如所述步骤s140所述，检测所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并通过所述铅浓度和所述镉浓度换算出螯合剂的投加量。
70.在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤s140所述“检测所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并通过所述铅浓度和所述镉浓度换算出螯合剂的投加量”的具体过程。
71.作为一种示例，采用分光光度计分别测定第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度，并根据溶液中铅、镉浓度的测量值，评估飞灰固化体铅、镉的浸出毒性，进而实时调整螯合剂的投加量。
72.如所述步骤s150所述，向垃圾焚烧飞灰投加所述投加量的所述螯合剂，得到所述飞灰固化体，并根据所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度确定所述飞灰固化体的品质评价结果。
73.在本发明一实施例中，可以结合下列描述进一步说明步骤s150所述“向垃圾焚烧飞灰投加所述投加量的所述螯合剂，得到所述飞灰固化体，并根据所述第一检测液中的铅浓度和所述第二检测液中的镉浓度确定所述飞灰固化体的品质评价结果”的具体过程。
74.作为一种示例，在飞灰稳定化生产过程中，可重复上述步骤s120-s150，在线监测飞灰稳定固化体性质的变化，并据此调整飞灰螯合剂用量。
75.实施例1：
76.在本实施例中，一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法，包括以下步骤：
77.(1)配制检测试剂，其中含有的盐酸、草酸和醋酸钠的浓度分别为：2.05％、0.04％和0.02％，检测试剂的ph值为0.5。
78.(2)称取5.0g飞灰固化体样品，加入检测试剂中，检测试剂用量为35ml，其中飞灰固化体中包含飞灰固化体质量2.0％的浓度为40％的哌嗪螯合剂。
79.(3)将加有飞灰固化体与检测试剂的混合样放置于匀质混合器上进行快速混合。匀质混合器转动频率调整为1500rpm，混合的第一指定时间为5min；
80.(4)将反应后样品进行离心分离。离心分离机转速为3000rpm，离心时间60s。
81.(5)提取6ml离心后样品的上清液放置于10ml容量瓶中，调整上清液ph至9.5，加入2ml四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，以二甲基甲酰胺定容。
82.(6)提取15ml离心后样品的上清液放置于25ml容量瓶中，调整上清液ph至11.5，加入1.5ml二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液，2ml体积分数为2％的tritonx-100水溶液，以水稀释至刻度。
83.(7)采用分光光度计分别测量步骤(5)和(6)配制的溶液中铅、镉浓度。
84.(8)将同一焚烧飞灰稳定固化体按照gb16889-2008进行重金属浸出毒性测定。
85.上述铅、镉检测的结果见表1。
[0086][0087]
表1垃圾焚烧飞灰螯合固化体重金属浸出毒性(单位：mg/l)
[0088]
由表1可见，飞灰稳定化后的铅、镉浸出毒性均低于标准限值，满足飞灰入场填埋要求。
[0089]
实施例2：
[0090]
在本实施例中，一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法，包括以下步骤：
[0091]
(1)配制检测试剂，其中含有的盐酸、草酸和醋酸钠的浓度分别为：2.05％、0.04％和0.02％，检测试剂的ph值为0.5。
[0092]
(2)称取5.0g飞灰固化体样品，加入检测试剂中，检测试剂用量为35ml，其中飞灰固化体中包含飞灰固化体质量2.0％的浓度为40％的哌嗪螯合剂2.0％。
[0093]
(3)将加有飞灰固化体与检测试剂的混合样放置于匀质混合器上进行快速混合。匀质混合器转动频率调整为1500rpm，混合的第一指定时间为5min；
[0094]
(4)将反应后样品进行离心分离。离心分离机转速为3000rpm，离心时间60s。
[0095]
(5)提取6ml离心后样品的上清液放置于10ml容量瓶中，调整上清液ph至9.5，加入2ml四(4-甲氧基-4-磺酸基苯基)卟啉溶液，以二甲基甲酰胺定容。
[0096]
(6)提取15ml离心后样品的上清液放置于25ml容量瓶中，调整上清液ph至11.5，加入1.5ml二甲氧基-4-氯苯基重氮氨基偶氮苯乙醇溶液，2ml体积分数为2％的tritonx-100水溶液，以水稀释至刻度。
[0097]
(7)采用分光光度计分别测量步骤(5)和(6)配制的溶液中铅、镉浓度。
[0098]
(8)将同一焚烧飞灰稳定固化体按照gb16889-2008进行重金属浸出毒性测定。
[0099]
上述铅、镉检测的结果见表2。
[0100][0101]
表2垃圾焚烧飞灰螯合固化体重金属浸出毒性(单位：mg/l)
[0102]
由表2可见，飞灰稳定化后的铅镉浸出毒性均超过标准限值，不满足飞灰入场填埋要求。
[0103]
据此，将飞灰稳定固化体进行二次稳定化处理。二次稳定化处理时再次加入浓度为40％的哌嗪螯合剂1.0％。重复步骤(2)至(8)的操作，结果如表3。
[0104][0105]
表3垃圾焚烧飞灰二次稳定固化体重金属浸出毒性(单位：mg/l)
[0106]
表3显示，飞灰稳定化后的铅镉浸出毒性优于标准限值，满足飞灰入场填埋要求。
[0107]
尽管已描述了本技术实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术实施例范围的所有变更和修改。
[0108]
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要
素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
[0109]
以上对本技术所提供的一种生活垃圾焚烧飞灰固化体浸出毒性快速评价方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。