專利名稱：：一種垃圾焚燒飛灰處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種環(huán)境污染治理方法，特別涉及一種垃圾焚燒飛灰的處理方法。
背景技術(shù)：
：醫(yī)療垃圾是頭號(hào)危險(xiǎn)廢物，尤其近年來，席卷全球的非典、禽流感、甲流感等烈性傳染疾病的出現(xiàn)，使醫(yī)療垃圾無害化處理問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。焚燒處理是這些醫(yī)療垃圾處置的主要方法，國內(nèi)現(xiàn)有醫(yī)療垃圾焚燒設(shè)施的年處置能力已超過58萬噸。醫(yī)療垃圾經(jīng)焚燒后將產(chǎn)生約3%5%的飛灰，這些焚燒飛灰中含有相當(dāng)量的重金屬、二惡英(PCDD/Fs)等毒性物以及氯化物等，我國已將其列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》。根據(jù)國標(biāo)GB18484-2001，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰應(yīng)送危廢填埋場進(jìn)行安全填埋處置，但因處理費(fèi)用太高，極少城市和焚燒廠能夠承受，有些焚燒廠甚至裝袋堆積儲(chǔ)存。同時(shí)，在布袋除塵器前吸附二惡英及重金屬后的大量活性炭，以及從焚燒爐帶出的少量未完全燃燒的殘?zhí)级歼M(jìn)入飛灰中，導(dǎo)致醫(yī)療垃圾焚燒飛灰熱灼減率通常高達(dá)30%以上。正是因?yàn)轱w灰中大量疏松多孔的活性炭的存在，致使安全填埋場的安全隱患升高，飛灰體積龐大，嚴(yán)重危及有限的危險(xiǎn)廢物填埋場容量。因此，亟需尋找醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的安全有效處理方法，以解決我國醫(yī)療垃圾焚燒飛灰難處置這一燃眉之急。新出臺(tái)的《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB16889-2008)中規(guī)定垃圾焚燒飛灰經(jīng)過穩(wěn)定化、固化后可進(jìn)入生活垃圾填埋場處置，為飛灰的合理安全處置開辟了可行之路。但常規(guī)的生活垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)如水泥固化、化學(xué)穩(wěn)定、溶劑提取、熔融等很難適用于高氯、高碳特點(diǎn)的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰。水泥固化是最廣泛和便宜的方法，但醫(yī)療垃圾焚燒飛灰中含有高濃度的氯鹽和硫酸鹽，在水泥固化過程中明顯阻礙水泥的水化作用，且飛灰中高含量活性碳在水泥固化過程中易引起凝結(jié)時(shí)間延長、抗壓強(qiáng)度降低以及重金屬遷移性增強(qiáng)等諸多問題。采用化學(xué)藥劑穩(wěn)定化可以有效地降低飛灰中重金屬的浸出濃度，但化學(xué)藥劑對(duì)于飛灰中高含量的二惡英等有機(jī)污染物基本無固化作用，經(jīng)過藥劑穩(wěn)定化處理后的飛灰仍需送往填埋場進(jìn)行最終處置，其中的有機(jī)污染物將進(jìn)入填埋場的滲濾液中，污染土壤和地下水。酸/堿溶劑提取通常主要針對(duì)熔融后二次飛灰進(jìn)行重金屬回收。飛灰熔融能分解二惡英并將重金屬穩(wěn)定在網(wǎng)格中，玻璃熔渣還可作為玻璃陶瓷建材，但是熔融技術(shù)能耗很大且設(shè)備費(fèi)用昂貴，不適合醫(yī)療垃圾焚燒處理量小的特點(diǎn)。而且熔融過程中，氯化物易高溫?fù)]發(fā)不能固定在玻璃質(zhì)產(chǎn)物中而引起二次污染。因此有必要針對(duì)高氯、高碳的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰開發(fā)安全有效且經(jīng)濟(jì)可行的處理方法。浮選法作為常用的礦物分離方法，在粉煤灰脫碳方面有著廣泛的應(yīng)用，醫(yī)療垃圾焚燒飛灰的碳組分與粉煤灰中未燃碳類似，且屬于細(xì)灰級(jí)，符合浮選工藝對(duì)浮選粒度的基本要求。另外，由于二惡英無極性、難溶于水、可溶于大部分有機(jī)溶劑，在浮選過程中二惡英極易與碳組分一道被輕質(zhì)油類捕收劑捕捉分離。另外，二惡英理論上的破壞溫度是700°C，且在1000°C、停留時(shí)間Is條件下，95%的二惡英能夠分解，而醫(yī)療垃圾焚燒爐的二燃室溫度通常為10001150°C，煙氣在二燃室停留時(shí)間大于2s，且二燃室大多采用柴油助燃，完全具備分解二惡英的條件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種安全有效且經(jīng)濟(jì)可行的垃圾焚燒飛灰的處理方法，該方法能夠?qū)︼w灰中的氯離子、碳組分、二惡英和重金屬進(jìn)行有效地分離和回收，低成本地對(duì)分離產(chǎn)物進(jìn)行無害化及資源化處置，處理后剩下的尾灰體積小、廢液毒性小，易處理。本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種垃圾焚燒飛灰處理方法，包括如下步驟(1)將垃圾焚燒飛灰與水混合配制成灰漿，在灰漿中加入酸提取劑、捕收劑和起泡劑調(diào)和成漿液；(2)對(duì)步驟(1)中的漿液進(jìn)行泡沫浮選處理，分離得到精灰和殘漿；(3)將步驟⑵得到的精灰送入垃圾焚燒爐的二燃室助燃，精灰中富集的碳組分被燃料化利用，精灰中的二惡英被高溫分解；(4)將步驟(2)得到的殘漿進(jìn)行過濾處理，分離得到尾灰和濾液，尾灰送入生活垃圾填埋場填埋；(5)在步驟(4)得到的濾液中加入重金屬沉淀劑再過濾，分離得到重金屬沉淀鹽和廢液，廢液經(jīng)污水處理后排放。所述酸提取劑加入的體積為所述灰漿體積的10%20%。所述酸提取劑是鹽酸或醋酸。在所述步驟(1)制得的漿液中加入活化劑。所述步驟(1)制得的灰漿中垃圾焚燒飛灰的濃度為10g/l200g/l。所述捕收劑為柴油或煤油，其質(zhì)量為所述飛灰質(zhì)量的0.005%0.3%。所述起泡劑為松醇油、甲酚酸、混合脂肪醇、異構(gòu)的己醇、異構(gòu)的辛醇和醚醇中的任意一種；其加入質(zhì)量為所述飛灰質(zhì)量的0.005%0.05%。所述活化劑為油酸或植物油，其質(zhì)量為所述飛灰質(zhì)量的0.005%0.1%。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是針對(duì)垃圾焚燒飛灰中碳組分(活性炭和殘?zhí)?含量高、氯離子含量且富集二惡英的特征，采用浮選法將飛灰中活性炭、殘?zhí)?、氯離子和二惡英同時(shí)分離，并將其中的活性炭、殘?zhí)加米骼贌隣t二燃室輔助燃料，在將飛灰中碳組分燃料化利用的同時(shí)徹底分解二惡英；溶于殘漿中的Pb、Zn等重金屬可進(jìn)行提取回收；飛灰處理后剩下毒性很小且體積很小的尾灰直接送生活垃圾填埋場填埋處置，產(chǎn)生的廢液可進(jìn)入廠內(nèi)廢水系統(tǒng)，經(jīng)污水處理后排放。因此本發(fā)明能很好地對(duì)高碳、高氯垃圾焚燒飛灰中碳組分、氯離子、二惡英和重金屬同時(shí)進(jìn)行有效地分離和回收；并可結(jié)合垃圾焚燒廠的現(xiàn)有設(shè)施低成本地對(duì)分離產(chǎn)物進(jìn)行無害化及資源化處置，剩余尾灰體積和毒性得到極大降低，為后續(xù)填埋處理創(chuàng)造有利條件，限值減少了飛灰的后續(xù)處理費(fèi)用。圖1是本發(fā)明實(shí)施例的流程圖；圖2是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的處理系統(tǒng)示意圖。圖中1、配漿槽；2、進(jìn)漿泵；3、浮選柱；4、氣體分配器；5、出漿泵；6、氣體流量計(jì)；7、空壓機(jī)。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>具體實(shí)施例方式為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的
發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下請參見圖1和圖2。實(shí)施例1某醫(yī)療垃圾焚燒飛灰熱灼減率、重金屬、二惡英及氯含量見表1。將200g醫(yī)療垃圾焚燒飛灰和4升去離子水同時(shí)加入到配漿槽中，攪拌灰漿5min，使飛灰徹底濕潤，在此期間，向灰漿中添加400ml鹽酸作為酸提取劑，并加入0.2克柴油和0.05克油酸，攪拌數(shù)分鐘調(diào)和該漿液，在此期間，向灰漿中添加0.05g松醇油，攪拌數(shù)分鐘調(diào)和該漿液。表1實(shí)施例1中醫(yī)療垃圾焚燒飛灰熱灼減率、重金屬、二惡英及氯含量熱灼S金屬mg/kg二惡英氯含呈減率CuPbZnCdCrNi31.2%898.51147.110761.247.1110.31427.512ngTEQ/g12.31%將上述漿液經(jīng)進(jìn)漿泵2從浮選柱3上部送入，同時(shí)由空壓機(jī)7提供的空氣經(jīng)流量計(jì)6和氣體分配器4從浮選柱3的下部進(jìn)入，在充氣作用下，漿液中產(chǎn)生大量大小不等的氣泡，漿液中疏水的碳組分(活性炭和殘?zhí)?和二惡英由于吸著捕收劑柴油而附著在氣泡上，被氣泡帶到上面聚集成泡沫層，采用噴淋水破泡后得到富集碳組分(活性炭和殘?zhí)?和二惡英的精灰，將精灰送入醫(yī)療垃圾焚燒爐二燃室火焰附近的高溫區(qū)(10001150°C)焚燒，精灰中二惡英等有機(jī)污染物被高溫分解，富集的活性炭、殘?zhí)嫉缺蝗剂匣?。在浮選時(shí)出漿泵5從浮選柱3底部抽出殘漿，飛灰中可溶性氯鹽溶解在殘漿中，難溶的無機(jī)鹽大部分也留在殘漿中，殘漿過濾后得到尾灰和濾液。漿液中加入的酸提取劑使得大部分Pb、Zn等重金屬存在于濾液中，在濾液中加入NaHS或Na2S等重金屬沉淀劑，再過濾，得到兩種產(chǎn)物，一種是廢液，一種是Pb、Zn等重金屬鹽的沉淀物，將Pb、Zn等重金屬回收，廢液經(jīng)污水處理達(dá)標(biāo)后排放。對(duì)上述浮選分離產(chǎn)物精灰、尾灰、沉淀鹽脫水干燥后進(jìn)行分析，其結(jié)果見表2，尾灰中二惡英含量滿足GB16889-2008要求的二惡英限值(<3ngTEQ/g)。同時(shí)，將干燥后的尾灰按HJ/T300進(jìn)行重金屬浸出濃度測試，測試結(jié)果見表3，浸出液中危害濃度低于GB16889-2008中重金屬污染物濃度限值，上述數(shù)據(jù)表明該尾灰可直接進(jìn)生活垃圾填埋場填埋。表2實(shí)施例1中浮選分離產(chǎn)物的熱灼減率、重金屬、二惡英及氯含量及重金屬回收CuIZnIPbICdNiCr“2.8539.2I0.230.090.352.10上述廢液中重金屬和二惡英含量見表4，從表4可以看出廢液中各重金屬含量均低于GB8978-1996所規(guī)定的控制排放濃度，二惡英含量低于日本規(guī)定的限制標(biāo)準(zhǔn)(IngTEQ/m3)，可以排放到焚燒廠廢水處理系統(tǒng)。表4實(shí)施例1中廢液產(chǎn)物的重金屬及二惡英含量重金屬，量tng/1二惡英含量總鎘總鉻總鉛六價(jià)鉻總鎳總砷總汞總銅ngTEQ/m30.070.250.410.090.280.130.020.030.12活化劑起著增強(qiáng)飛灰中碳組分可浮性的作用，也可以不添加。實(shí)施例2采用的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰樣與實(shí)施例1相同，向灰漿中添加的鹽酸量為800ml，加入的藥劑(捕收劑、活化劑和起泡劑)和其它參數(shù)均同實(shí)施例1。對(duì)上述浮選分離產(chǎn)物(精灰、尾灰、沉淀鹽)脫水干燥后進(jìn)行分析，其結(jié)果見表5，尾灰中二惡英含量滿足GB16889-2008要求的二惡英限值(<3ngTEQ/g)。同時(shí)，將干燥后的尾灰按HJ/T300進(jìn)行重金屬浸出濃度測試，測試結(jié)果見表6，浸出液中危害濃度低于GB16889-2008中重金屬污染物濃度限值，表明該尾灰可直接進(jìn)生活垃圾填埋場填埋。表5實(shí)施例2中浮選分離產(chǎn)物的熱灼減率、重金屬、二惡英及氯含量及重金屬回收精灰__尾灰,__沉淀鹽中重金屬回收率熱灼減率碳冋收率熱灼減率二惡英氯含量Pb__Zn65.7%89.7%4.8%2.2ngTEQ/g0.4%__76%83%表6實(shí)施例2中尾灰產(chǎn)物的重金屬浸出濃度mg/1CuIZnIPbICdNiCr“1.2514.4I0.180.110.301.95上述廢液中重金屬和二惡英含量見表7。從表7可以看出廢液中各重金屬含量均低于GB8978-1996所規(guī)定的控制排放濃度，二惡英含量低于日本規(guī)定的限制標(biāo)準(zhǔn)(IngTEQ/m3)，可以排放到焚燒廠廢水處理系統(tǒng)。表7實(shí)施例2中廢液產(chǎn)物的重金屬及二惡英含量___重金屬含Mmg/1____二惡英含量總鎘總鉻總鉛六價(jià)鉻總鎳總砷總汞總銅ngTEQ/m:!0.040.210.380.110.320.080.010.040.11實(shí)施例3采用的醫(yī)療垃圾焚燒飛灰樣與實(shí)施例1相同，向灰漿中添加的鹽酸量為600ml，加入的藥劑(捕收劑、活化劑和起泡劑)和其它參數(shù)均同實(shí)施例1.按照上述條件，對(duì)浮選分離產(chǎn)物(精灰、尾灰、沉淀鹽)脫水干燥后進(jìn)行分析，其結(jié)果見表8，尾灰中二惡英含量滿足GB16889-2008要求的二惡英限值(<3ngTEQ/g)。同時(shí)，將干燥后的尾灰按HJ/T300進(jìn)行重金屬浸出濃度測試，測試結(jié)果見表9，浸出液中危害濃度低于GB16889-2008中重金屬污染物濃度限值，表明該尾灰可直接進(jìn)生活垃圾填埋場填埋。表8實(shí)施例3中浮選分離產(chǎn)物的熱灼減率、重金屬、二惡英及氯含量及重金屬回收<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表9實(shí)施例3中尾灰產(chǎn)物的重金屬浸出濃度mg/1<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述廢液中重金屬和二惡英含量見表10。從表10可以看出廢液中各重金屬含量均低于GB8978-1996所規(guī)定的控制排放濃度，二惡英含量低于日本規(guī)定的限制標(biāo)準(zhǔn)(IngTEQ/m3)，可以排放到焚燒廠廢水處理系統(tǒng)。表10實(shí)施例3中廢液產(chǎn)物的重金屬及二惡英含量<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>上述實(shí)施例是以鹽酸為例，本發(fā)明中若用醋酸作為酸提取劑替代鹽酸，且加入濃度為所述灰漿的10%20%，也能達(dá)到上述結(jié)果，本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。參照公知的粉煤灰浮選脫碳技術(shù)，垃圾焚燒飛灰與水配制的灰漿濃度范圍可為10g/l200g/l。捕收劑加入質(zhì)量為飛灰質(zhì)量的0.005%0.3%，可為柴油或煤油；起泡劑加入質(zhì)量為飛灰質(zhì)量的0.005%0.05%，可為松醇油、甲酚酸、混合脂肪醇、異構(gòu)的己醇、異構(gòu)的辛醇和醚醇中的任意一種；活化劑加入質(zhì)量為飛灰質(zhì)量的0.005%0.1%，可為油酸或植物油。上述實(shí)施例闡述的是醫(yī)療垃圾焚燒飛灰無害化處理及資源化利用新工藝，本發(fā)明并不局限于醫(yī)療垃圾焚燒飛灰，還適用于含碳量高的生活垃圾焚燒飛灰。浮選機(jī)不限于浮選柱，還可以是用于煤及粉煤灰的浮選設(shè)備。盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求一種垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，包括如下步驟(1)將垃圾焚燒飛灰與水混合配制成灰漿，在灰漿中加入酸提取劑、捕收劑和起泡劑調(diào)和成漿液；(2)對(duì)步驟(1)中的漿液進(jìn)行泡沫浮選處理，分離得到精灰和殘漿；(3)將步驟(2)得到的精灰送入垃圾焚燒爐的二燃室助燃，精灰中富集的碳組分被燃料化利用，精灰中的二惡英被高溫分解；(4)將步驟(2)得到的殘漿進(jìn)行過濾處理，分離得到尾灰和濾液，尾灰送入生活垃圾填埋場填埋；(5)在步驟(4)得到的濾液中加入重金屬沉淀劑再過濾，分離得到重金屬沉淀鹽和廢液，廢液經(jīng)污水處理后排放。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，所述酸提取劑加入的體積為所述灰漿體積的10%20%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，所述酸提取劑是鹽酸或醋酸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，在所述步驟(1)制得的漿液中加入活化劑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，所述步驟(1)制得的灰漿中垃圾焚燒飛灰的濃度為10g/l200g/l。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，所述捕收劑為柴油或煤油，其質(zhì)量為所述飛灰質(zhì)量的0.005%0.3%。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，所述起泡劑為松醇油、甲酚酸、混合脂肪醇、異構(gòu)的己醇、異構(gòu)的辛醇和醚醇中的任意一種；其加入質(zhì)量為所述飛灰質(zhì)量的0.005%0.05%。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的垃圾焚燒飛灰處理方法，其特征在于，所述活化劑為油酸或植物油，其質(zhì)量為所述飛灰質(zhì)量的0.005%0.1%。全文摘要本發(fā)明公開了一種垃圾焚燒飛灰處理方法，包括如下步驟(1)將垃圾焚燒飛灰與水混合配制成灰漿，在灰漿中加入酸提取劑、捕收劑和起泡劑調(diào)和成漿液；(2)對(duì)漿液進(jìn)行泡沫浮選處理，分離得到精灰和殘漿；(3)將精灰送入垃圾焚燒爐的二燃室助燃，精灰中富集的碳組分被燃料化利用，精灰中的二惡英被高溫分解；(4)將殘漿進(jìn)行過濾處理，分離得到尾灰和濾液，尾灰送入生活垃圾填埋場填埋；(5)在濾液中加入重金屬沉淀劑再過濾，分離得到重金屬沉淀鹽和廢液，廢液經(jīng)污水處理后排放。本發(fā)明能很好地對(duì)高碳、高氯垃圾焚燒飛灰中碳組分、氯離子、二惡英和重金屬同時(shí)進(jìn)行有效地分離和回收。文檔編號(hào)B09B3/00GK101797575SQ201010120219公開日2010年8月11日申請日期2010年3月9日優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日發(fā)明者劉漢橋,魏國俠申請人:天津城市建設(shè)學(xué)院