本发明涉及垃圾焚烧飞灰处理，具体为一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法。
背景技术：
1、垃圾焚烧是处理城市垃圾的重要方式之一，然而在垃圾焚烧过程中会产生垃圾焚烧飞灰，焚烧飞灰中通常含有大量铅、镉、锌等重金属。这些成分使得焚烧飞灰具有高毒性，如果处理不当，会对土壤和地下水造成严重污染，严重威胁环境和人类健康。现行的垃圾焚烧飞灰处理方法包括分离技术、热处理技术和稳定/固化技术。其中，分离技术和热处理技术面临的挑战包括高建设成本、设备价格昂贵和较高的处理费用。这些因素阻碍了它们在大规模工程中的应用。相比之下，稳定/固化技术以其系统设计的简洁性、易操作性和成熟的工艺流程脱颖而出，成为国内外在垃圾焚烧飞灰处理领域应用最为广泛的技术。稳定/固化技术主要包括水泥稳定/固化和螯合剂稳定/固化两大类。特别是水泥固化/稳定化技术，由于其加工简便、成本低廉和设备需求简单等特点，在大型工程项目中得到了广泛应用。然而，这种技术也存在一些局限性，如重金属元素的耐久性问题、固化效率不高和长期稳定性不足等问题。
2、为解决上述问题，文件1(cn201610303948.3)公开了一种针对垃圾焚烧飞灰的固化稳定化处理办法，具体为采用二硫代氨基甲酸盐螯合剂对焚烧飞灰进行螯合固化处理；将水泥与螯合固化处理后的飞灰进行干混，得到飞灰混合物；在飞灰混合物中添加一定量的有机纤维丝；在飞灰混合物中添加一定量的聚丙烯酰胺；将硅酸钠溶于水,在飞灰混合物中注入硅酸钠水溶液搅拌均匀并成型。该方法涉及多个化学物质和步骤，所使用的材料获取和处理可能增加操作的复杂性和成本，尤其是在大规模应用时。此外，虽然该方法旨在降低飞灰的环境危害性，但使用的化学物质本身可能对环境有影响。例如，二硫代氨基甲酸盐鳌合剂和其他化学添加剂的生产、使用和处置过程中可能产生环境污染。文件2(cn202210597323.8)公开了一种基于磷酸镁水泥实现垃圾焚烧飞灰无害化的改进方法，具体为通过耦合磷酸镁水泥、硅磷基地质聚合物、水热催化反应机理，促进硅磷镁纳米碳掺垃圾焚烧飞灰各组分相互作用且充分反应，最终实现垃圾焚烧飞灰中重金属的有效固化稳定化。该方法提到的原料虽然简单且易得，但原料成本、处理成本以及可能的后续维护成本在实际应用中可能会较高。此外，磷酸镁水泥和硅磷基地质聚合物的成本及其在大规模应用中的经济性还需要详细评估。
3、上述垃圾焚烧飞灰处理方法均存在制备成本高、稳定性差、可能产生环境污染等问题。因此，一种高效、环保的垃圾焚烧飞灰固化处理方法还有待开发应用。碳纳米点是一种新型纳米材料，其碳核为多层石墨烯结构，横向尺寸约等于其高度，形状为球形或近球形，具备制备成本低、环境友好性高、毒性低等优点。氮掺杂碳纳米点是通过物理化学作用将含氮基团更多的附着于碳纳米点表面，使其表面具有丰富含氮官能团。氮掺杂后有助于进一步提升碳纳米点的分散性，同时含氮基团有助于和飞灰中重金属发生螯合作用和静电吸附作用。氮掺杂碳纳米点可促进水泥水化，生成更多水化硅酸钙(c-s-h)等水化产物，同时降低孔隙率，致密化微观结构。目前，将氮掺杂碳纳米点作为螯合固化剂在垃圾焚烧飞灰处理技术领域尚未得到开发与应用。可以推测，氮掺杂碳纳米点能够作为螯合剂与飞灰螯合，降低其重金属浸出毒性；同时氮掺杂碳纳米点对水泥的水化促进作用也能够进一步提升水泥-飞灰固化体的稳定性。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有垃圾焚烧飞灰处理方法中存在的制备成本高、稳定性差等问题，提供一种高效、环保的用于垃圾焚烧飞灰固化处理方法。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法，其特点在于，包括以下步骤：
3、步骤一：将水泥和焚烧飞灰按1:2～10的比例混合均匀，得到水泥-飞灰混合物；
4、步骤二：将制备的氮掺杂碳纳米点溶解于拌合水中，混合均匀，得到氮掺杂碳纳米点溶液；
5、步骤三：在所述的水泥-飞灰混合物中加入氮掺杂碳纳米点溶液，混合均匀，得到稳定的水泥-飞灰固化体，其中氮掺杂碳纳米点的掺入量为水泥质量的0.01％～1％；
6、所述步骤二和步骤三中的氮掺杂碳纳米点制备步骤如下，(1)将柠檬酸和尿素按一定比例加入水中溶解，充分溶解后放入微波反应器中反应，得到碳化产物；(2)将所述的碳化产物加入水中，经离心、过滤、旋转蒸发、冷冻干燥后得到氮掺杂碳纳米点。
7、优选的，所述的拌合水与水泥-飞灰混合物总质量的液固比为0.3-0.5。
8、优选的，所述的柠檬酸与尿素的质量比不小于4：1。
9、优选的，所述的氮掺杂碳纳米点尺寸约为1～20nm，表面含有含氧官能团和含氮官能团。
10、优选的，所述的微波反应器反应功率为200～800w，反应时间为1～15min。
11、氮掺杂碳纳米点固化/稳定化飞灰中重金属机理为：氮掺杂后有助于进一步提升碳纳米点的分散性，使其更充分分散在水泥中，发挥更有效成核位点作用，促进水泥水化，从而生成更多c-s-h等水化产物，提高水泥基体固化飞灰中重金属能力。同时，含氮基团有助于氮掺杂碳点和飞灰中重金属发生螯合作用和静电吸附作用，更有效固化/稳定化飞灰中重金属。因此，氮掺杂碳纳米点可进一步提升水泥基材料固化飞灰重金属性能。
12、本发明可实现的有益效果是：
13、本发明的垃圾焚烧飞灰固化处理方法具有操作简单、制备成本低、环保等特点，可大量固化焚烧飞灰，提升水泥基材料固化飞灰重金属能力，显著降低飞灰的重金属浸出毒性，减少环境危害。
1.一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法，其特征在于：所述的拌合水与水泥-飞灰混合物总质量的液固比为0.3～0.5。
3.根据权利要求1所述的一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法，其特征在于：所述的柠檬酸与尿素的质量比不小于4：1。
4.根据权利要求1所述的一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法，其特征在于：所述的氮掺杂碳纳米点尺寸约为1～20nm，表面含有含氧官能团和含氮官能团。
5.根据权利要求1所述的一种用于垃圾焚烧飞灰的固化处理方法，其特征在于：所述的微波反应器反应功率为200～800w，反应时间为1～15min。
