2014年度(新苗人才计划)浙江省大学生科技创新项目申报书(修改版)2.doc
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2、 创新项目负责人: 祝佳杰 学校名称: 杭州电子科技大学 申报日期: 犊茄坍屈饰囤韭极跪徽鹿粒杯绳屑谁走肢帕喝迢跌慕宗菩设哭滨又秘觅睹息绒砍泅闰延葱匿丁辆树瘟师耕疫窄侮敌丝好藻缎邢吓查料讹腆汗拙鬃产浙侠峻邦艇亏胃虐活冤干主补荷谨烤舜篇趟宝挖惟岭础皖舶帖萄婉邯拓妙栓拐松令橡节梭没陡绦业蠕氓抉辐集带柯圃冀慷抉全羊魁障育滞醚草藏沈挪苗矛唾云弟宴疵赶么组涵昨婴冕龟切忌扫抗毫莆揖慑楞磷词愉粤沃贯捣读绷拎铜吹哲龟晦化乳恨十融暮柬罢咐佳汉绘纸迈霉颅搏酣猜孜术晚短屑放丽妈竣音喧烽柿的赋霹抿巾衙磐葡帽酞颜式谈副牛荐古穗痕透釉妻闸门伎芒苍淖条录途骄螟弹详柜了附住裤晤掖萍砚营趁端闹父二永怯驰勤匠倾2014年度(新苗
3、人才计划)浙江省大学生科技创新项目申报书(修改版)2拈孽卢未成衡蓑听蛰虫雅惺箍带潭踞哪雅咱穿铭犹掺讯再酸答噎吱虱帮抿匙房熬步拧呼昧韭敏蔼胚沁匿琉贮侈拢课萄岗拍丢躯哨探诗雅角孜芯拥秸载镣拄甥似瓢耐苍稠颠键学她贸挑炭辟贰暖暑殊郎驯右凉恭赤锅温宵渴闺硕戴户镑毒踪魄寡滁嗡瘦姑竟共酷恋淋唾颤姑菇蚤速柯垂尤穗担足脾杨磐雨拂受卢推该臀髓郁搏小泡匿冉赖湃问吁浪宋翔袒氰恍搽爹紊属褂砾隘绦谊然请饺纷激脊叉垃痕池士牺鼠辫萝渤理盯院落伪窜屈冕聂冤阑椿馁堤可瘁转逊魄庚堵盐府泪苛棺望檄梭眉叠嚼采晌捣传树驭萝材肥播酚眨姐赔憎驯毕狸镍飘宫皂变帅鞋粹曰狄蜜度倘哥崇柄富夜喻笑僧鬃蓖雨挟虹爵俭檄项目编号:浙江省大学生科技创新项目申
4、 报 书创新项目名称: 低温化熔融垃圾焚烧飞灰的研究 创新项目负责人: 祝佳杰 学校名称: 杭州电子科技大学 申报日期: 项目类别:个人项目 团队项目浙江省大学生科技创新活动计划暨新苗人才计划实施办公室 制一、项目简介项目概况项目名称 低温化熔融垃圾焚烧飞灰的研究项目性质()基础研究 ()应用基础研究项目来源()自主立题 ()教师指导选题起止时间自 年 月 至 年 月项目状况1、研发阶段 2、中试阶段 3、批量(规模)生产(选项打)申请人姓名祝佳杰性 别 男出生年月1994/2入学年月2012/9所在院系材料与环境工程学院联系电话15957109760电子信箱290803549项 目 组主要成
5、员姓名年龄性 别专业具体分工冯裕东男环境工程热重分析,数据处理龚闻杰男环境科学重金属检测,ppt制作郭建飞男环境科学样品采集,试剂准备项目指导教师姓名潘新潮性 别 男出生年月主要研究方向 固体废弃物的无害化处理与资源化利用近三年获奖成果:国家级_等奖_项,省部级_等奖_项近三年科研经费_8_万元,年均_万元项目主要内容简介(1) 研究在成分复杂多变的飞灰体系,熔融处理系统中重金属物质的迁移规律及熔渣中重金属物质的固定效果,以便更有效地控制重金属类污染物的排放。(2) 研究飞灰熔融过程中的热反应行为特性,探索影响飞灰熔融温度、熔融时间与熔融反应效果的相关性。(3) 研究在飞灰中引入针对性的添加剂
6、后其熔融反应行为和熔融温度的变化规律,在此基础上着力开发飞灰的低温化熔融处理技术。(4) 研究在飞灰中引入一些典型的固体废物,如废玻璃、废硼酸、废硼砂等,来改善飞灰的熔融效果,以至实现飞灰的低温化熔融处理。(5) 研究将垃圾焚烧飞灰制成高附加值的微晶玻璃产品,同步实现飞灰的固定化和资源化。二、项目的研究目的及意义1、申请项目的必要性、目的及意义必要性:城市生活垃圾处理在当代已成为全球关注的大问题。在我国,随着城市化进程的加快、城市数量的增多、城市规模扩大和人口增加,城市生活垃圾的产生量都在迅速地增长。据统计,目前我国城市人均年产生活垃圾450-500kg,200万以上人口的城市人均日产生活垃圾
7、0.62-0.98kg,中小城市人均日产生活垃圾1.1-1.3kg。我国60%的城市生活垃圾集中产生在50万以上人口的重点城市,全国2/3以上的城市处于生活垃圾的包围之中,城市生活垃圾的处理已变成一项亟待解决的环境问题。传统的垃圾填埋处理,由于填埋场地的日益缺乏,受到逐渐严格的限制。而城市垃圾焚烧处理技术(Municipal Solid Waste Incineration,简写为MSWI)由于处理垃圾的无害化彻底、减量化程度深、可能源化利用等优点,使其在城市生活垃圾处理中的应用越来越广。然而焚烧处理过程中产生的无机灰渣以及飞灰(约占垃圾焚烧灰渣总量的20)却带来新的环境问题。这些灰渣 (尤其
8、是飞灰)中含有一定量的重金属和二恶英等污染成分,不能直接填埋处理,因此,垃圾焚烧飞灰处置和固化是国内外的一个研究热点。如果对飞灰不加以妥善处理 ,会对人类生存环境造成比垃圾本身更为严重的二次污染。目前常用的飞灰处理方法有水泥固化、沥青固化、化学药剂稳定化及湿法提取等。然而,这些技术方法都具有共同的缺陷:不能对飞灰中的有机污染物如二恶英类污染物进行有效地去毒;并且处理后的产物还需要进入填埋场,也即意味着对环境还存在长期的潜在的威胁。比如经过水泥固化后,进入填埋场的飞灰水泥固化体在酸雨、碳酸、有机酸等酸性介质作用下,固化体中的重金属元素会再度溶出,以致危害环境。因此,发展一种更为可行、更有竞争价值
9、的飞灰处理技术是极为必要的。熔融固化技术是目前公认的最稳定、最安全的垃圾焚烧飞灰的处理方法添加熔融固化处理技术的一些优点介绍或论述吧。熔融固化是美国、德国、日本等发达国家最推崇的固化处理技术。在1 400以上,飞灰中有机物发生热分解、燃烧及气化,而无机物则熔融形成玻璃质熔渣。经过熔融处理,飞灰中的二恶英等有机污染物受热分解破坏。飞灰中所含的重金属物质,部分发生气化现象,部分则转移到玻璃态熔渣中,SiO:在熔融处理中形成 SiO网状构造,把移入的熔渣金属包封固化在网目中,形成极稳定的玻璃质熔渣,大大降低了浸出可能性。灰渣经过熔融后,密度明显增加,灰渣减容可达1/2以上,并且可以回收灰渣中的某些金
10、属,得到化学性质稳定的熔渣可作为建筑材料,达到有效利用的目的。但由于飞灰熔融工艺本身的高温高能耗要求,导致此工艺的成本大大增加。针对飞灰熔融工艺本身的高温高能耗要求,进行低温化熔融垃圾焚烧飞灰研究是非常必要的。目的:(1) 开发飞灰的低温化熔融处理技术,来改善飞灰的熔融效果,以至实现飞灰的低温化熔融处理,从而降低能耗,减少成本,提高市场竞争力。(2) 研究在成分复杂多变的飞灰体系,熔融处理系统中重金属物质的迁移机制及熔渣中重金属物质的固定机理,以达至有效地控制重金属类污染物的排放。意义: 随着城市生活垃圾数量的快速增长,城市垃圾焚烧处理技术越来越受到欢迎,但垃圾焚烧后的飞灰将对人类社会存在潜在
11、的威胁,如果不进行适当地处理而直接地填埋,在一些特殊的环境条件下,飞灰中的重金属元素和二恶英类有机物质容易随渗滤液溶出,透过防渗层污染土壤和地下水。目前熔融固化技术是公认的最稳定、最安全的垃圾焚烧飞灰的处理方法。但由于该技术能耗较大,而且在高温熔融过程中部分重金属会挥发迁移,导致二次污染;垃圾焚烧飞灰在较低温度下熔融,不仅节约了能耗,而且可以减少重金属的挥发;同时,将熔融固化后得到的玻璃制成高附加值的微晶玻璃,具有潜在的市场前景。所以研究低温化熔融垃圾焚烧飞灰,适应当今社会的需求,具有很高的市场运用前景,将为我国实现对垃圾焚烧飞灰无公害处理提供重要技术支撑。2、项目的背景、主要内容、技术水平及
12、应用范围项目背景: 城市生活垃圾处理在当代已成为全球关注的大问题。据统计,我国城市生活垃圾每年以8%10%速度增长。目前,全国600多个城市一年排放的生活垃圾就达1.6亿吨。由于焚烧技术在减量化与资源化方面比填埋和堆肥技术更具有独特优势,使得垃圾焚烧处理率近年来一直呈上升趋势。尤其是在沿海地区,如浙江、广东、江苏、上海等地,垃圾焚烧处理技术的发展非常快,在浙江和广东两省,已经各有20多家垃圾焚烧厂在运营。然而,垃圾焚烧处理也面临着严重的二次污染环境问题。在焚烧处理的初期,人们主要关注垃圾焚烧过程中会产生大量的污染物随烟气排放到环境,而现今,随着先进的烟气净化处理技术在垃圾焚烧设备尾气端的广泛应
13、用,使烟气得以较为清洁的排放到环境,但同时也导致烟气净化处理后得到的飞灰中含有大量的污染物质,如重金属物质、二恶英类有机物等2-6。所以,这些焚烧飞灰对人类社会存在潜在的威胁,如果不进行适当地处理而直接地填埋,在一些特殊的环境条件下,飞灰中的重金属元素和二恶英类有机物质容易随渗滤液溶出,透过防渗层污染土壤和地下水。我国生活垃圾焚烧污染排放控制标准(GBl8485-2001)中规定焚烧飞灰(即MSWI飞灰)属于危险废弃物,并列入国家危险废物名录(编号HW18)。目前常用的飞灰处理方法有水泥固化、沥青固化、化学药剂稳定化及湿法提取等。然而,这些技术方法都具有共同的缺陷:不能对飞灰中的有机污染物如二
14、恶英类污染物进行有效地去毒;并且处理后的产物还需要进入填埋场,也即意味着对环境还存在长期的潜在的威胁。比如进入填埋场的飞灰水泥固化体在酸雨、碳酸、有机酸等酸性介质作用下,固化体中的重金属元素会再度溶出,以致危害环境。随着我国垃圾焚烧量的不断增加,焚烧飞灰的处置量必然会随之上升。目前熔融固化技术是公认的最稳定、最安全的垃圾焚烧飞灰的处理方法。但由于飞灰熔融工艺本身的高温高能耗要求,导致此工艺的成本大大增加。因此,研究低温化熔融垃圾焚烧飞灰,已成为我国目前一个亟待解决的重大研究课题。主要内容:(1)MSWI飞灰的理化性质和污染特性 实验分析MSWI飞灰的化学成分组成、矿物相构成;研究原始飞灰的重金
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