專(zhuān)利名稱：：回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于固體廢物處理、處置
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)隨著垃圾焚燒在我國(guó)的快速發(fā)展，作為垃圾焚燒中的必然產(chǎn)物，飛灰的產(chǎn)量也逐年攀升。2008年底，我國(guó)城市生活垃圾焚燒處理量已有68540t/d，其中爐排爐與流化床焚燒處理量分別為43970t/d，24570t/d，爐排爐飛灰產(chǎn)生量為入爐垃圾量的3_5%，流化床飛灰產(chǎn)量為入爐垃圾的15-20%，則飛灰的日產(chǎn)生量5004.6-7112.5t，每年產(chǎn)生量為165-235萬(wàn)噸。生活垃圾焚燒飛灰具有重金屬浸出濃度高和二惡英毒性當(dāng)量大的雙重危害特性，在許多國(guó)家都被列為需特別處理的危險(xiǎn)廢物，在我國(guó)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中，焚燒飛灰的危險(xiǎn)廢物編號(hào)為HW18。國(guó)外現(xiàn)有焚燒飛灰無(wú)害化和安定化處理的方法主要包括固化穩(wěn)定化、濕式化學(xué)處理與高溫處理三大類(lèi)。固化穩(wěn)定化主要包括水泥固化、螯合劑穩(wěn)定化、壓縮固化等類(lèi)型；濕式化學(xué)處理主要包括加酸萃取與廢氣中和碳酸化兩種類(lèi)型；高溫處理技術(shù)主要包括燒結(jié)固化和熔融玻璃化兩種類(lèi)型。表1給出了目前應(yīng)用較多的焚燒飛灰處置技術(shù)中存在的問(wèn)題。表1焚燒飛灰處理技術(shù)的綜合比較<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>焚燒飛灰的化學(xué)成分近似于水泥的硅質(zhì)或鈣質(zhì)原料，可以替代部分天然原料，也可以部分或全部代替硅質(zhì)或鈣質(zhì)原料。利用水泥窯協(xié)同處置飛灰，水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度高達(dá)145(TC，氣體溫度則高達(dá)175(TC左右，能徹底分解二噁英，焚燒飛灰水泥窯共處置的產(chǎn)物為水泥，沒(méi)有廢渣產(chǎn)生。重金屬在協(xié)同處置中經(jīng)過(guò)煅燒和水化，有效地得到固定，降低了其遷移性和毒性，保護(hù)了環(huán)境；針對(duì)目前飛灰處置的難題及帶來(lái)的環(huán)境危害，利用水泥窯煅燒處置飛灰可以為水泥行業(yè)節(jié)省天然原料，減排二氧化碳，并降低飛灰的處置和運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)廢物資源化和無(wú)害化的高度統(tǒng)一。由于我國(guó)垃圾焚燒飛灰的氯含量高，會(huì)導(dǎo)致水泥窯結(jié)皮堵塞，影響產(chǎn)品質(zhì)量并增加重金屬揮發(fā)，經(jīng)水泥窯煅燒處置時(shí)需要經(jīng)過(guò)必要的預(yù)處理才能兼顧環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。我們之前提交的發(fā)明"生活垃圾焚燒飛灰水泥窯煅燒資源化的方法"(申請(qǐng)?zhí)枮?00710177811.9)提供了一種生活垃圾焚燒飛灰水泥窯煅燒資源化的方法，包括水洗_碳酸化預(yù)處理和水泥窯煅燒兩個(gè)階段，針對(duì)水洗液中pH較高，重金屬溶出難以達(dá)標(biāo)的特性，該專(zhuān)利中采用C02中和堿性并沉淀重金屬，但在實(shí)際應(yīng)用中，利用窯尾廢氣建設(shè)工程量大，投資高，并且實(shí)際運(yùn)行中pH難以控制，重金屬沉淀效果不穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)采用C02中和堿性并沉淀重金屬，但在實(shí)際應(yīng)用中，利用窯尾廢氣建設(shè)工程量大，投資高，并且實(shí)際運(yùn)行中pH難以控制，重金屬沉淀效果不穩(wěn)定的不足而提出一種回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法。包括飛灰水洗去氯、水洗灰脫水、水洗液處理、進(jìn)窯煅燒四個(gè)階段，其特征在于，具體內(nèi)容如下(1)飛灰水洗脫氯先將飛灰加入水混合攪拌5-10分鐘，脫氯，然后將混合漿液整體轉(zhuǎn)移至脫水設(shè)備；(2)水洗灰脫水水洗飛灰的混合漿液含水率超過(guò)80wt%，并且水中含有大量的氯，混合漿液經(jīng)脫水設(shè)備進(jìn)行固液分離處理，即用選用板框壓濾脫水或真空帶式脫水設(shè)備以機(jī)械脫水方法降低水洗飛灰的含水率，得到脫水濾餅和脫出液；脫水濾餅送入預(yù)均化庫(kù)，再進(jìn)入窯內(nèi)煅燒；脫出液回流至步驟(1)水洗設(shè)備，按與新水比例控制在10-20wt^回用；該步目的是對(duì)水洗灰進(jìn)行脫水，降低水含量及氯含量，克服含過(guò)多水分的飛灰入窯煅燒帶來(lái)的不利影響，同時(shí)，過(guò)多的水分也將加大煅燒的燃耗，增加飛灰處置成本；(3)水洗液處理飛灰水洗后的脫出液pH會(huì)超過(guò)12，超出污水排放指標(biāo)，并且水洗過(guò)程中，飛灰中重金屬會(huì)部分溶出，導(dǎo)致脫出液中重金屬含量超標(biāo)；同時(shí)考慮傳統(tǒng)的在脫出液中加入磷酸或通入C02進(jìn)行碳酸化，均能達(dá)到中和pH并沉淀重金屬的目的，但是在水泥行業(yè)里，磷同樣是維持水泥窯正常工況需要控制的元素，？205對(duì)熟料的強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間都存在不利影響，對(duì)于焚燒飛灰水泥窯協(xié)同處置而言磷的引入不合適；而通入窯尾廢氣，用C02中和pH難于控制，并且重金屬沉淀效果不穩(wěn)定，實(shí)際工程量大，建設(shè)投入高的缺陷，采用在脫出液中加入硫酸中和，使pH到6-9范圍；為確保重金屬離子的沉淀效果，依次加入二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物重金屬螯合劑及絮凝劑，靜止沉淀后經(jīng)過(guò)濾池過(guò)濾，檢測(cè)水洗液是否滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》的排放指標(biāo)，若滿足則排入污水排放系統(tǒng)，否則回流至步驟(l)，沉淀的重金屬定期清理送入脫水設(shè)備脫水，得到濾餅；(4)水泥窯煅燒脫水濾餅送入預(yù)均化庫(kù)，與水泥原料配比均勻后進(jìn)入水泥窯中煅燒，不用改變水泥窯的生產(chǎn)條件，最終生成水泥熟料；所述脫出液回流至步驟(1)回用不得超過(guò)五次，因?yàn)楫?dāng)脫出液回用超過(guò)五次后，會(huì)影響飛灰中氯的脫除效果，水洗灰中氯含量將升到3%以上，故脫出液回用5次后必須進(jìn)入水洗液處理步驟進(jìn)行處理，然后達(dá)標(biāo)排放。所述步驟3中的二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物重金屬螯合劑加入量為0.8-2wt^飛灰質(zhì)量，及聚丙烯酰胺絮凝劑的加入量維持濃度為0.l-2ppm，則能保證處理后上清液中重金屬濃度滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入污水排放系統(tǒng)，若不達(dá)標(biāo)可回流至上清液處理工序再進(jìn)行處理；對(duì)于經(jīng)螯合、絮凝產(chǎn)生的重金屬沉淀則定期清理送到脫水設(shè)施進(jìn)行脫水。所述脫水濾餅的含水率為2545wt%。所述水洗飛灰中含氯量降至2wt^以下。5所述脫水濾餅與水泥原料配比的摻加量為5wt^以下。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、水洗液用硫酸中和，用螯合劑和絮凝劑沉淀洗出重金屬，能保證水洗液達(dá)標(biāo)排放，可有效地避免預(yù)處理工藝產(chǎn)生的二次污染。2、根據(jù)待處理飛灰性質(zhì)通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定螯合劑及絮凝劑加入量，在實(shí)際工程中將中和、螯合、絮凝、沉淀處理過(guò)程在一個(gè)設(shè)施內(nèi)進(jìn)行，通過(guò)間隔時(shí)間來(lái)控制流程，可有效節(jié)省占地。3、脫除濾液回流至水洗設(shè)施循環(huán)回用5次，循環(huán)回用時(shí)新水比例控制在10%_20%，可極大的節(jié)約用水。4、本技術(shù)流程節(jié)省占地，節(jié)約用水，節(jié)約投資，運(yùn)行可靠，水洗灰和水洗液處理效果穩(wěn)定。圖1是生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同處置的預(yù)處理流程圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法。下面結(jié)合圖1和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明方法采用的工藝設(shè)備可以分為四個(gè)處理單元水洗單元、脫水單元、水洗液處理單元和水泥窯煅燒單元。各單元的設(shè)備及工藝過(guò)程分別說(shuō)明如下如圖1所示回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理流程圖。(1)水洗單元本單元主體是水洗塔。將水和來(lái)自飛灰儲(chǔ)罐的焚燒飛灰按照重量比15:l，在水洗塔內(nèi)混合，充分?jǐn)嚢?10分鐘后，無(wú)需靜置直接將混合漿液整體轉(zhuǎn)移至脫水機(jī)。本單元中，水除自來(lái)水外，還接收脫水單元產(chǎn)生的脫出液和不能達(dá)標(biāo)排放的水洗液，以實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。(2)脫水單元本單元主體是脫水機(jī)采用板框壓濾機(jī)或真空帶式壓濾機(jī)對(duì)水洗飛灰和重金屬沉淀進(jìn)行壓濾以降低含水率，脫出液回流至水洗單元或水洗液處理單元，而濾餅進(jìn)入水泥窯煅燒單元。(3)水洗液處理單元本單元主體是中和反應(yīng)池和過(guò)濾池。水洗液轉(zhuǎn)移至中和反應(yīng)池，控制流速將稀釋濃度為20%的工業(yè)硫酸緩慢加入中和反應(yīng)池，實(shí)時(shí)監(jiān)控pH，使上清液pH維持在6-9之間。pH達(dá)標(biāo)之后，根據(jù)水洗液中重金屬濃度檢測(cè)結(jié)果加相當(dāng)于飛灰質(zhì)量0.8-2X的DTC類(lèi)螯合劑(二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物)并快速攪拌5分鐘去除溶液中重金屬，然后加適量絮凝劑聚丙烯酰胺慢速攪拌5-10分鐘，加速沉淀溶液中重金屬，然后將混合液轉(zhuǎn)移至過(guò)濾池，過(guò)濾沉淀，檢測(cè)上清液若能滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，則排放至城市污水排放系統(tǒng)，否則回流至水洗塔。過(guò)濾池沉淀定期清理送入脫水設(shè)備脫水。(4)水泥窯煅燒單元本單元主體是水泥窯脫水濾餅作為水泥的原料之一在預(yù)均化庫(kù)與水泥原料生料混合均勻后投入水泥窯煅燒，脫水濾餅與水泥原料配比的摻加量為5wt^以下，運(yùn)行工況與正常生產(chǎn)情況一致。利用水泥窯協(xié)同處置飛灰，水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度高達(dá)145(TC，氣體溫度則高達(dá)175(TC左右，能徹底分解二噁英，焚燒飛灰水泥窯共處置的產(chǎn)物為水泥，沒(méi)有廢渣產(chǎn)生。重金屬在協(xié)同處置中經(jīng)過(guò)煅燒和水化，有效地得到固定，降低了其遷移性和毒性。6實(shí)施實(shí)例某城市生活垃圾焚燒廠的焚燒飛灰，其含水量為1.67wt%，Cl元素含量為19.66wt%，Zn元素含量為0.48wt%，Pb元素含量為0.19wt%，Sn元素含量為0.16wt%，Cu元素含量為0.10wt%，Cr元素含量為0.10wt%。將水和焚燒飛灰按照水灰=is:i的重量比在水洗設(shè)備中混合，攪拌io分鐘，整體轉(zhuǎn)移至真空帶式壓濾機(jī)上，壓濾濾餅含水量降為20.2wt^，含氯量降為1.03wt^，可和生料混合后直接進(jìn)窯煅燒。壓濾液回流至水洗塔回用，回用5次后導(dǎo)入中和反應(yīng)池，緩慢加入濃度為20wt%的工業(yè)硫酸，邊加邊攪拌，pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)控控制硫酸滴加量。pH達(dá)到6-9后，開(kāi)始投加相當(dāng)于飛灰質(zhì)量lwt%的DTC螯合劑原液，邊加邊快速攪拌，攪拌15分鐘之后，開(kāi)始投加0.2ppm的聚丙烯酰胺，并將攪拌速度降低，慢速攪拌5分鐘后靜止半個(gè)鐘頭然后轉(zhuǎn)移至濾池過(guò)濾。水洗飛灰經(jīng)真空帶式壓濾后其氯含量由19.66wt^降至lwt^左右，脫出液經(jīng)酸化、螯合、絮凝沉淀后重金屬濃度分別降為Zn:101.0卯b，Pb:73.2卯b，Sn:0.9卯b，Cu:40.5卯b，Cr:138卯b，重金屬含量和pH值均能達(dá)到污水綜合排放一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。水洗飛灰和重金屬沉淀物脫水后以2%摻加量進(jìn)入水泥窯煅燒，由于脫水濾餅相對(duì)其它生料投加量很低，水泥生產(chǎn)工況和水泥產(chǎn)品質(zhì)量不受影響，飛灰重金屬被良好固定，飛灰中二惡英被有效破壞。權(quán)利要求一種回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法。包括飛灰水洗去氯、水洗灰脫水、水洗液處理、進(jìn)窯煅燒四個(gè)階段，其特征在于，具體內(nèi)容如下(1)飛灰水洗脫氯先將飛灰加入水混合攪拌5-10分鐘，脫氯，然后將混合漿液整體轉(zhuǎn)移至脫水設(shè)備；(2)水洗灰脫水水洗飛灰的混合漿液含水率超過(guò)80wt％，并且水中含有大量的氯，混合漿液經(jīng)脫水設(shè)備進(jìn)行固液分離處理，即用選用板框壓濾脫水或真空帶式脫水設(shè)備以機(jī)械脫水方法降低水洗飛灰的含水率，得到脫水濾餅和脫出液；脫水濾餅送入預(yù)均化庫(kù)，再進(jìn)入窯內(nèi)煅燒；脫出液回流至步驟(1)水洗設(shè)備，按與新水比例控制在10-20wt％回用；該步目的是對(duì)水洗灰進(jìn)行脫水，降低水含量及氯含量，克服含過(guò)多水分的飛灰入窯煅燒帶來(lái)的不利影響，同時(shí)，過(guò)多的水分也將加大煅燒的燃耗，增加飛灰處置成本；(3)水洗液處理飛灰水洗后的脫出液pH會(huì)超過(guò)12，超出污水排放指標(biāo)，并且水洗過(guò)程中，飛灰中重金屬會(huì)部分溶出，導(dǎo)致脫出液中重金屬含量超標(biāo)；同時(shí)考慮傳統(tǒng)的在脫出液中加入磷酸或通入CO2進(jìn)行碳酸化，均能達(dá)到中和pH并沉淀重金屬的目的，但是在水泥行業(yè)里，磷同樣是維持水泥窯正常工況需要控制的元素，P2O5對(duì)熟料的強(qiáng)度和凝結(jié)時(shí)間都存在不利影響，對(duì)于焚燒飛灰水泥窯協(xié)同處置而言磷的引入不合適；而通入窯尾廢氣，用CO2中和pH難于控制，并且重金屬沉淀效果不穩(wěn)定，實(shí)際工程量大，建設(shè)投入高的缺陷，采用在脫出液中加入硫酸中和，使pH到6-9范圍；為確保重金屬離子的沉淀效果，依次加入二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物重金屬螯合劑及絮凝劑，靜止沉淀后經(jīng)過(guò)濾池過(guò)濾，檢測(cè)水洗液是否滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》的排放指標(biāo)，若滿足則排入污水排放系統(tǒng)，否則回流至步驟(1)，沉淀的重金屬定期清理送入脫水設(shè)備脫水，得到濾餅；(4)水泥窯煅燒脫水濾餅送入預(yù)均化庫(kù)，摻加量低于5％，與水泥原料配比均勻后進(jìn)入水泥窯中煅燒，不用改變水泥窯的生產(chǎn)條件，最終生成水泥熟料；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法，其特征在于，所述脫水濾餅含水率為2545wt%.。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法，其特征在于，所述脫出液回流至步驟(1)回用不得超過(guò)五次，因?yàn)楫?dāng)脫出液回用超過(guò)五次后，會(huì)影響飛灰中氯的脫除效果，水洗灰中氯含量將升到3wt^以上，故脫出液回用5次后必須進(jìn)入水洗液處理步驟進(jìn)行處理，然后達(dá)標(biāo)排放。脫出液回用時(shí)新補(bǔ)給水比例控制在10-20wt%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法，其特征在于，所述步驟3中的二硫代胺基甲酸鹽類(lèi)衍生物重金屬螯合劑加入量為0.8-2wt%飛灰質(zhì)量，及聚丙烯酰胺絮凝劑的加入量O.l-2卯m，則能保證處理后上清液中重金屬濃度滿足《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入污水排放系統(tǒng)，若不達(dá)標(biāo)可回流至上清液處理工序再進(jìn)行處理；對(duì)于經(jīng)螯合、絮凝產(chǎn)生的重金屬沉淀則定期清理送到脫水設(shè)施進(jìn)行脫水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法，其特征在于，所述脫水濾餅的含水率為2545wt%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法，其特征在于，所述水洗飛灰中含氯量降至2wt^以下。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法，其特征在于，所述脫水濾餅與水泥原料配比的摻加量為5wt^以下。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了屬于固體廢物處理、處置
技術(shù)領(lǐng)域：
的一種回流脫出液的生活垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同預(yù)處理的方法。包括飛灰水洗去氯、水洗液處理、水洗灰脫水、進(jìn)窯煅燒四個(gè)階段，將飛灰水洗除氯，對(duì)于水洗過(guò)程中洗出重金屬進(jìn)行螯合、絮凝沉淀，然后與水洗灰一起壓濾再進(jìn)窯。對(duì)洗出液進(jìn)行中和及重金屬沉淀處理，確保水洗液能達(dá)標(biāo)排放。利用該發(fā)明處理飛灰，即能節(jié)省水泥工業(yè)原材料，又能有效固定重金屬，徹底焚毀二噁英，能安全、經(jīng)濟(jì)、便捷的處置飛灰，大大提高環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本發(fā)明所述方法節(jié)省占地，節(jié)約用水，節(jié)約投資，運(yùn)行可靠，水洗灰和水洗液處理效果穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生二次污染物。文檔編號(hào)C02F1/62GK101773924SQ20101010416公開(kāi)日2010年7月14日申請(qǐng)日期2010年1月29日優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日發(fā)明者凌永生,張俊麗,李歡,王雷,聶永豐,金宜英申請(qǐng)人:清華大學(xué)