本發(fā)明涉及廢棄物處理，具體為一種利用煉鋼爐塵與垃圾焚燒飛灰協(xié)同焙燒脫氯降解二噁英及抑制其再合成的方法。

背景技術(shù)：

1、目前，含鋅煉鋼爐塵常見處理方法有碳熱還原法和強酸浸出法。碳熱還原法通過添加還原劑使鋅在高溫下?lián)]發(fā)，操作簡便高效，但會產(chǎn)生溫室氣體co2，影響環(huán)境可持續(xù)性。強酸浸出法則用酸性溶液提取目標元素，雖減少了碳排放，但流程復雜且需大量酸堿試劑，處理不當易對環(huán)境造成嚴重危害。

2、為解決上述環(huán)境問題，本文提出一種創(chuàng)新方法——將垃圾焚燒飛灰與含鋅煉鋼爐塵進行脫氯處理。該方法利用兩種危險廢物的互補性，將含鋅煉鋼爐塵中的氧化鋅與垃圾焚燒飛灰中的含氯有機物結(jié)合，通過脫氯反應(yīng)，不僅能有效去除垃圾焚燒飛灰中的二噁英，還能避免二噁英再合成，實現(xiàn)自攜同無害化處理。同時，處理后的廢物可資源化再利用，為環(huán)境保護和資源節(jié)約做出貢獻。

3、這種創(chuàng)新方法在處理垃圾焚燒飛灰和含鋅煉鋼爐塵方面具有顯著優(yōu)勢，與現(xiàn)有技術(shù)相比：

4、對比現(xiàn)有技術(shù)cn109437573b《一種垃圾焚燒飛灰二噁英無害化處理方法》，本發(fā)明通過脫氯降解去除二噁英，并顯著降低重金屬(如hg、pb、zn等)的浸出毒性，確保廢物無害化處理。具體而言，本發(fā)明利用煉鋼爐塵與垃圾焚燒飛灰的協(xié)同焙燒反應(yīng)，在高溫下通過氧化鋅(zno)等成分與氯化物反應(yīng)，有效促進了有機氯的礦化，避免二噁英的再合成，提高了二噁英降解率；同時，通過對重金屬的氯化揮發(fā)，降低了重金屬環(huán)境危害，保障了飛灰資源化利用。而現(xiàn)有技術(shù)通過鎂鹽和鈣鹽的高溫反應(yīng)增強飛灰固化能力，減少重金屬浸出，但未具體涉及二噁英的降解及防止其再合成的技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供了一種利用煉鋼爐塵與垃圾焚燒飛灰協(xié)同焙燒脫氯降解二噁英及抑制其再合成的方法。所述方法能夠針對二噁英再合成，且逐年增長的垃圾焚燒飛灰難以處理問題，利用煉鋼爐塵中堿性金屬氧化物的脫氯作用，有效促進了垃圾焚燒飛灰中二噁英、氯苯、氯酚等含氯有機污染物的降解，并通過對有機氯的礦化作用，抑制二噁英的再合成。

2、一種利用煉鋼爐塵與垃圾焚燒飛灰協(xié)同焙燒脫氯降解二噁英及抑制其再合成的方法，所述方法包括以下步驟：

3、s100：在密閉加熱設(shè)備的高溫反應(yīng)區(qū)，將垃圾焚燒飛灰與電爐灰按質(zhì)量比2-6:1投加，并在空氣氣氛下協(xié)同焙燒1-6小時，反應(yīng)溫度為1000-1250℃；通過電爐灰中的zno、pbo與垃圾焚燒飛灰含氯有機物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的hcl反應(yīng)，減少二噁英前驅(qū)體合成；

4、s200：焙燒后，采用甲苯溶液通過洗氣瓶對反應(yīng)尾氣和固體產(chǎn)物進行凈化，捕捉二噁英揮發(fā)物并收集；

5、s300：采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gc-ms)對焙燒后的固體殘渣進行二噁英含量檢測，確保降解率和毒性當量符合《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范hj1134-2020》要求。

6、作為進一步的技術(shù)方案，所述密閉加熱設(shè)備為橫式或豎式密閉加熱爐，反應(yīng)區(qū)溫度均勻性控制在±20℃以內(nèi)。

7、作為進一步的技術(shù)方案，所述步驟s100中垃圾焚燒飛灰與電爐灰的質(zhì)量比為6:1，焙燒溫度為1100℃，焙燒時間為5小時。

8、作為進一步的技術(shù)方案，所述步驟s100中電爐灰的zno含量≥6wt％，且粒度≤150μm。

9、作為進一步的技術(shù)方案，所述步驟s200中甲苯溶液的濃度為0.05-0.1mol/l，溶液體積為500-1000ml。

10、作為進一步的技術(shù)方案，所述步驟s100前還包括對垃圾焚燒飛灰和電爐灰的預處理：

11、(1)電爐灰粉碎至粒度≤150μm；

12、(2)將預處理后的電爐灰與垃圾焚燒飛灰進行混合。

13、作為進一步的技術(shù)方案，所述步驟s100中空氣氣氛的氧含量為18-21vol％，通過調(diào)節(jié)空氣流量控制反應(yīng)區(qū)升溫速率為5-10℃/min。

14、作為進一步的技術(shù)方案，步驟s200中凈化后的尾氣通過裝有活性炭纖維和分子篩復合吸附劑的吸附柱進行二次吸附凈化，確保二噁英排放濃度≤0.1ng-teq/nm3；

15、所述活性炭纖維和分子篩復合吸附劑通過以下方法制備：

16、(1)前驅(qū)體預處理：將酚醛基活性炭纖維在氮氣氛圍中，于溫度為400-500℃的馬弗爐中進行碳化預處理2-3小時，升溫速率控制為5℃/min；然后將碳化后的活性炭纖維浸泡在濃度為3-5wt％的硝酸溶液中，浸泡12-15小時后，用去離子水多次沖洗，直至沖洗液的ph值為7，最后在溫度為105℃的鼓風干燥箱中干燥至恒重，備用；

17、(2)分子篩負載：將預處理后的活性炭纖維浸入含有zsm-5分子篩晶種的乙醇溶液中，該乙醇溶液中zsm-5分子篩晶種的質(zhì)量濃度為10-20g/l，乙醇溶液由無水乙醇與去離子水按體積比9:1混合配制；在頻率為40khz、功率為200w的超聲振蕩條件下振蕩30-40分鐘，使晶種均勻附著在纖維表面，然后在溫度為135-150℃的真空干燥箱中干燥4-6小時；

18、(3)原位生長：將負載晶種的活性炭纖維置于水熱反應(yīng)釜中，加入含有硅源(正硅酸乙酯)、鋁源(異丙醇鋁)、模板劑(四丙基氫氧化銨)的合成液，合成液中硅源、鋁源、模板劑的物質(zhì)的量之比為1:0.05:0.3，溶劑為去離子水；在溫度為160-180℃、壓力為自生壓力的條件下晶化18-24小時，使分子篩在活性炭纖維表面原位生長；

19、(4)金屬改性：將原位生長分子篩的復合吸附劑浸入含有1.2-2wt％硝酸錳溶液中，浸漬12-14小時后取出，在溫度為75-80℃的電熱恒溫干燥箱中干燥10-12小時，然后在空氣氛圍中，于溫度為400-500℃的馬弗爐中以5℃/min的升溫速率焙燒3-5小時；

20、(5)疏水處理：將金屬改性后的復合吸附劑置于含有1.8-3wt％甲基三甲氧基硅烷的甲苯溶液中，在溫度為80-100℃的油浴鍋中回流反應(yīng)6-12小時，然后通過抽濾裝置進行過濾，并用甲苯多次洗滌，最后在溫度為105℃的鼓風干燥箱中干燥，得到表面具有疏水基團的活性炭纖維和分子篩復合吸附劑?；钚蕴坷w維和分子篩復合吸附劑對二噁英的吸附作用基于物理與化學協(xié)同機制?；钚蕴坷w維比表面積高，擁有豐富微孔結(jié)構(gòu)，可通過范德華力對二噁英進行物理吸附；其表面的含氧官能團(如羧基、羥基)能與二噁英分子形成氫鍵，增強吸附穩(wěn)定性。分子篩具有規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)，孔徑與二噁英分子尺寸匹配，可產(chǎn)生分子篩效應(yīng)，精準截留二噁英；同時，其表面的活性位點(如酸性位點)能與二噁英分子發(fā)生化學反應(yīng)，實現(xiàn)化學吸附。經(jīng)金屬改性后，過渡金屬氧化物可催化氧化二噁英，將其分解為co2和hcl；疏水處理則使吸附劑在高濕度環(huán)境下避免水分競爭吸附，優(yōu)先吸附二噁英。多種機制協(xié)同，大幅提升了復合吸附劑對二噁英的吸附與降解效率。

21、作為進一步的技術(shù)方案，所述步驟s300中二噁英降解率≥99％，毒性當量≤0.1μg-teq/kg。

22、作為進一步的技術(shù)方案，所述方法通過電爐灰中zno的脫氯作用，使固體殘渣中的cl含量≤1wt％，實現(xiàn)二噁英的高溫脫氯降解。

23、有益效果：

24、(1)本發(fā)明在深入研究煉鋼爐塵與垃圾焚燒飛灰的礦相組成的基礎(chǔ)上，針對垃圾焚燒飛灰與煉鋼爐塵中的二噁英再合成問題，創(chuàng)新性地將兩種危險廢物混合進行協(xié)同復合無害化處理。垃圾焚燒飛灰中含氯有機物在相互轉(zhuǎn)化過程中會產(chǎn)生hcl，電爐灰中含有zno、pbo等成分，二者發(fā)生反應(yīng)生成穩(wěn)定的氯鹽，促進了有機氯的礦化，同時促進了二噁英脫氯分解反應(yīng)的正向進行。此外，有機氯的礦化減少了二噁英合成所需的氯源，有效避免了其低溫再生成，實現(xiàn)了對二噁英的有效控制。

25、(2)本發(fā)明在使垃圾焚燒飛灰與煉鋼爐塵協(xié)同無害化的同時，還對含氯有機物進行脫氯化處理。在高溫反應(yīng)區(qū)，垃圾焚燒飛灰與電爐灰按特定比例在高溫空氣氣氛下協(xié)同焙燒，此過程中，電爐灰中的氧化鋅等成分與垃圾焚燒飛灰中的氯化物反應(yīng)，不僅能有效去除垃圾焚燒飛灰中的二噁英，還能避免二噁英的再合成，達到自協(xié)同無害化處理的目的。通過該處理，可抑制二噁英合成，將其前體通過含鋅物質(zhì)脫氯，環(huán)保效益突出；并且，處理后的廢物可實現(xiàn)資源化再利用，具有一定的經(jīng)濟效益。

26、(3)本發(fā)明在處理過程中，對反應(yīng)尾氣采用洗氣瓶中的甲苯溶液進行凈化，能夠有效捕捉二噁英揮發(fā)物并收集，以便后續(xù)分析，確保反應(yīng)尾氣中二噁英的濃度降至最低，進一步提升了環(huán)保效果。

27、(4)在預處理環(huán)節(jié)，對電爐灰進行粉碎至一定粒度處理，確保其表面活性更好，適合與垃圾焚燒飛灰協(xié)同反應(yīng)，通過合理混合配比，使兩者成分均勻，達到最佳反應(yīng)效果，為整個處理過程的有效性和穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。

28、(5)本發(fā)明通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(gc-ms)對焙燒后的固體殘渣進行二噁英含量檢測，確保降解效果達到國家標準(如《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范hj1134-2020》的要求)，保證了處理結(jié)果的可靠性和安全性。

29、(6)與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在重金屬控制和二噁英降解控制方面具有明顯優(yōu)勢。在重金屬控制上，通過脫氯降解方式去除二噁英的同時，顯著降低重金屬(如hg、pb、zn等)的浸出毒性，確保廢物的無害化處理。

30、說明書附圖

31、圖1是二噁英合成抑制圖。