CN106746124A - 垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于固体废物处理及处置技术领域，具体涉及一种垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统。包括：依次连通的飞灰输送单元、飞灰处置系统、废水处理系统和水泥窑处置单元；飞灰输送单元，用于将飞灰输送到飞灰处理系统；飞灰处理系统，用于脱除飞灰中的氯离子及重金属；废水处理系统，用于处理飞灰洗涤废水使其达标回用，同时提取具有应用价值的工业盐；水泥窑处置单元，用于将处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分，同时产生用于制作水泥的熟料。缓解了现有技术中飞灰作为水泥的生产原料时，飞灰中氯离子及重金属会对水泥窑产生破坏的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于固体废物处理及处置技术领域，具体涉及垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统。
背景技术
随着中国社会经济的快速发展、城市化进程的加快以及人民生活水平的提高，我国城市生活垃圾的排放量也随之不断的增加，基本以年均8％～10％的速度递增，生活垃圾的急剧产生严重影响了人类的生存环境以及城市的可持续发展，而焚烧技术已经成为生活垃圾处置的最有效手段，因此垃圾焚烧所产生的垃圾飞灰也因此增多。由于垃圾焚烧飞灰含有能被水易于浸出的较高浓度的Cd、Pb、Zn以及Cr等多种有害重金属物质和可溶性盐类，同时二噁英和呋喃等有机污染物也将在飞灰载体中富集存在，这些物质的存在使飞灰具有一定的污染特性，《国家危险废物名录》已将垃圾焚烧飞灰规定为编号为HW18的危险废物，这些物质的存在使飞灰具有一定的污染特性。
随着生活垃圾焚烧飞灰的量持续增加，而常规的的处置方法包括固化、填埋、药剂稳定化处理等技术存在潜在的环境危害性、占地面积大等缺点，均不能达到资源化的最终处置。环保部对《关于城市生活垃圾焚烧飞灰处置有关问题的复函》(环办函【2014】122号)中提到鼓励利用国家鼓励危险废物在满足相关标准的前提下综合利用，利用过程必须在保障生态、健康、环境安全的前提下实施，且符合各利用行业产品用途及质量、安全标准要求，不宜一概而论。飞灰在目前没有相关综合利用标准的情况下，不得采用送建材公司加水泥、河沙做标砖等方式进行综合利用，只能按照《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)要求，利用水泥窑协同处置等方式进行综合利用。
由于生活垃圾焚烧飞灰中的主要成份基本相似，均由Ca、Si、Al、Fe、Mg、Na、K、Cl、S、P等元素组成，且焚烧飞灰中的CaO、SiO2、Al2O3较高，因此可以利用飞灰取代部分水泥生产所需的原料来生产水泥，目前，利用水泥窑协同处置技术将飞灰生产水泥产品的资源化利用方式已成为国内外研究的热点，从环境安全角度考虑，水泥窑协同处置技术是指将焚烧飞灰从新型干法水泥回转窑的窑头或窑尾投入到水泥窑的高温段，利用水泥窑内的高温煅烧过程使飞灰中的二噁英彻底分解，飞灰中无机成分可替代部分水泥熟料生产原料而最终成为水泥熟料产品的一部分，飞灰中的重金属被固定在水泥熟料产品的晶格中，阻碍了其向环境的释放。但是由于飞灰中含有较高浓度的重金属和氯化物，在水泥窑的高温阶段重金属易挥发，氯化物容易分解，造成水泥生产设备的结皮腐蚀和尾气中重金属的二次污染，因此在考虑把焚烧飞灰作为水泥的生产原料时，要对焚烧飞灰进行必要的预处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，缓解了现有技术中飞灰作为水泥的生产原料时，飞灰中氯离子及重金属会对水泥窑产生破坏的技术问题。
本发明提供的一种垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，包括：依次连通的飞灰输送单元、飞灰处置系统、废水处理系统、水泥窑处置单元；飞灰输送单元，用于将飞灰输送到飞灰处理系统；飞灰处理系统，用于脱除飞灰中的氯离子及重金属；废水处理系统，用于处理飞灰洗涤废水使其达标回用，同时提取具有应用价值的工业盐；水泥窑处置单元，用于将处理后的飞灰进行高温煅烧以解决飞灰中的二噁英及重金属等有害成分，同时产生用于制作水泥的熟料。
进一步地，所述飞灰处理系统包括：括飞灰水洗单元和飞灰脱水单元；
所述灰水洗单元包括一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池；
所述飞灰脱水单元包括飞灰脱水单元包括第一卧螺离心机、第二卧螺离心机和板框压滤机；
所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池与所述第一卧螺离心机、第二卧螺离心机和板框压滤机依次交错设置，所述一级水洗池与所述飞灰输送单元连通，所述板框压滤机与所述水泥窑处置单元连通。
进一步地，所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池均设置有机械搅拌器和防止废气溢出的玻璃钢盖板，且所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池还均与废气处理单元连通。
进一步地，所述水泥窑处置单元包括烘干破碎机、料仓、喂料机、水泥回转窑和布袋除尘器；
所述烘干破碎机的入口与所述板框压滤机压滤出的合格泥饼出口连接，所述烘干破碎机的出口与所述料仓的进口连接；所述料仓的入料口与所述烘干破碎机的出口连接，所述料仓的出料口与所述喂料机的入口连接；所述水泥回转窑的入料口通过管道与所述喂料机的出口连接，所述水泥回转窑的尾气出口与所述布袋除尘器的出口连接，所述水泥回转窑的出料口即为水泥熟料产品用于生产水泥；所述布袋除尘器的出料口与烘干破碎机的余热入口连接，处理后的尾气达标排放。
进一步地，所述飞灰输送单元包括：飞灰储存仓、定量给料机和水力制浆器；
所述飞灰储存仓的出口与所述定量给料机的入口连接；所述定量给料机的出口与所述水力制浆器的入口连接；所述水力制浆器的出口与所述飞灰水洗单元上的一级水洗池的浆液入口连接。
进一步地，还包括废水处理系统；
所述废水处理系统包括：依次连通的脱钙反应单元、重金属脱除单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元、蒸发结晶单元和离心脱水单元；
所述脱钙反应单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元和蒸发结晶单元分别与所述飞灰处理系统连通。
进一步地，还包括废气处理单元；
所述废气处理单元包括引风机、循环泵、废气吸收塔、废液储槽，所述引风机入口通过管道分别与所述一级水洗池、二级水洗池、三级水洗池的废气出口连接；所述废气吸收塔底部设有吸收液储槽；所述废气吸收塔上设有废气入口、吸收液喷淋头、尾气出口、吸收液出口，所述废气入口通过管道与所述引风机出口连接，所述吸收液喷淋头通过管道与所述循环泵出口连接，所述尾气出口通过管道与排气筒连接排入大气，所述吸收液出口通过管道与所述循环泵入口连接；所述废液储槽入口通过管道与吸收液储槽连接。
进一步地，所述脱钙反应单元包括一级反应池和一级沉淀池；所述重金属脱除单元包括二级反应池、二级沉淀池和中和反应池；所述杂质过滤单元包括砂滤罐、超滤膜装置和集水池；
所述一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、中和反应池、砂滤罐、超滤膜装置和集水池依次连通，
所述一级反应池和二级反应池的底部设置有鼓泡装置，所述一级反应池、二级反应池上和中和反应池均设置有加药口分别用于将滤液中的钙去除和重金属去除，所述一级沉淀池和二级沉淀池均设有与所述三级水洗池沉渣入口连通的沉渣出口；
所述砂滤罐、超滤膜装置和集水池上均设置有第一反冲水洗入口、第二反冲水洗入口和出口以用于将装置中的杂质进行冲洗。
进一步地，所述废水浓缩单元包括电渗析装置；所述蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器、压缩机和结晶分离器；所述离心脱水单元包括离心机、母液罐和干燥器；
所述电渗析装置、所述蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器、压缩机、结晶分离器、离心机、母液罐和干燥器依次连通；
所述电渗析装置设置有与所述一级水洗池上的反冲洗水入口连通的第三反冲洗水出口且所述所述电渗析装置还设置有所述三级水洗池连通的出口；
所述蒸发器的冷凝水粗口与所述三级水洗池的冷凝水入口连通。
本发明提供的一种垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，包括：依次连通的飞灰输送单元、飞灰处置系统、废水处理系统和水泥窑处置单元；飞灰输送单元，用于将飞灰输送到飞灰处理系统；飞灰处理系统，用于脱除飞灰中的氯离子及重金属；废水处理系统，用于处理飞灰洗涤废水使其达标回用，同时提取具有应用价值的工业盐；水泥窑处置单元，用于将处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分，同时产生用于制作水泥的熟料。缓解现有技术中飞灰作为水泥的生产原料时，飞灰中氯离子及重金属会对水泥窑产生破坏的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的主流程图；
图2为本发明实施例提供的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的飞灰处理系统和水泥窑处置系统的流程图；
图3为本发明实施例提供的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的废水处理系统的流程图；
图4为本发明实施例提供的的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的废气处理单元的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
图1为本发明实施例提供的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的主流程图；如图1所示，本发明提供的一种垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，包括：依次连通的飞灰输送单元、飞灰处置系统、废水处理系统、水泥窑处置单元；飞灰输送单元，用于将飞灰输送到飞灰处理系统；飞灰处理系统，用于脱除飞灰中的氯离子及重金属；废水处理系统，用于处理飞灰洗涤废水使其达标回用，同时提取具有应用价值的工业盐；水泥窑处置单元，用于将处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分，同时产生用于制作水泥的熟料。
其中，飞灰处理系统采用密封，废气经引风机引至吸收塔处理后达标排放，整个运行过程中无废气废水排放。
本实施例中，包括：依次连通的飞灰输送单元、飞灰处置系统、废水处理系统、水泥窑处置单元；飞灰输送单元，用于将飞灰输送到飞灰处理系统；飞灰处理系统，用于脱除飞灰中的氯离子及重金属；废水处理系统，用于处理飞灰洗涤废水使其达标回用，同时提取具有应用价值的工业盐；水泥窑处置单元，用于将处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分，同时产生用于制作水泥的熟料。缓解现有技术中飞灰作为水泥的生产原料时，飞灰中氯离子及重金属会对水泥窑产生破坏的技术问题。
图2为本发明实施例提供的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的飞灰处理系统和水泥窑处置系统的流程图；如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，所述飞灰处理系统包括：括飞灰水洗单元和飞灰脱水单元；
所述灰水洗单元包括一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池；
所述飞灰脱水单元包括飞灰脱水单元包括第一卧螺离心机、第二卧螺离心机和板框压滤机；
所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池与所述第一卧螺离心机、第二卧螺离心机和板框压滤机依次交错设置，所述一级水洗池与所述飞灰输送单元连通，所述板框压滤机与所述水泥窑处置单元连通。
其中，板框压滤机为隔膜式的板框压滤机。
其中，水洗池为圆柱形罐体，容积为30-60m3，罐体材质为不锈钢材质或钢筋混凝土。
本实施例中，飞灰输送单元通过定量给料机可以控制原始飞氯离子的投加量，保证了废水水洗单元及废水处理单元的稳定性，同时采用湿法输送方式，通过水力制浆器在密闭管道内进行输送，避免了飞灰的扬尘所带来的二次污染。飞灰水洗单元采用了三级逆流水洗工艺及三次脱水工艺，不仅实现了清洗废水的循环利用，同时有效降低了高氯飞灰的氯离子含量，其氯离子可降低至0.5％以下，保障了水泥窑的原料质量，且有效增加了水泥窑的处置量。通过飞灰水洗单元和飞灰脱水单元将飞灰中的重金属和氯化物溶解在水中，并进行脱除，以使得飞灰中对水泥窑处置单元的危害物减少，增加水泥窑处置单元的使用寿命和处置量。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池均设置有机械搅拌器和防止废气溢出的玻璃钢盖板，且所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池还均与废气处理单元连通。
其中，机械搅拌器为框式搅拌器，材质为316或304不锈钢，功率为11-15kw，转速为17转/min。
本实施例中，一级水洗池顶部设置有防止废气逸出的玻璃钢盖板，一级水洗池上部设置有浆液入口、滤液入口、反冲洗水入口以及废气出口，浆液入口通过管道与飞灰输送单元上的水力制浆器的出口连接，一级水洗的滤液入口通过管道与飞灰脱水单元上的第二卧螺离心机滤液出口连接，一级水洗的反冲洗水入口通过管道与杂质过滤单元上的砂滤罐及超滤膜装置的反冲洗水出口连接，废气出口通过管道与废气处理单元连接；一级水洗池下部设置有浆液出口，浆液出口通过污泥泵及管道与飞灰脱水单元上的第一卧螺离心机进料口连接。
二级水洗池顶部设置有防止废气逸出的玻璃钢盖板，二级水洗池上部设置有灰渣入口、滤液入口以及废气出口，二级水洗池的灰渣入口通过溜槽与飞灰脱水单元上的第一卧螺离心机的出渣口连接，滤液入口通过管道与飞灰脱水单元上的板框压滤机的滤液出口连接，二级水洗池的废气出口通过管道废气处理单元连接；二级水洗池下部设置有浆液出口，浆液出口通过污泥泵及管道与飞灰脱水单元上的第二卧螺离心机进料口连接。
三级水洗池顶部设置有防止废气逸出的玻璃钢盖板，三级水洗池上设置有灰渣入口、沉渣入口、自来水入口、脱盐水入口、冷凝水入口以及废气出口，灰渣入口通过溜槽与飞灰脱水单元上的第二卧螺离心机出渣口连接，沉渣入口通过管道与一级沉淀池及二级沉淀池的沉渣出口连接，自来水入口通过管道与自来水管连接，脱盐水入口通过管道与废水浓缩单元上的脱盐水出口连接，冷凝水入口通过管道与蒸发结晶单元上的冷凝水出口连接，废气出口通过管道与废气处理单元连接；三级水洗池下部设置有浆液出口，浆液出口通过污泥泵及管道与所述的飞灰脱水单元上的板框压滤机进料口连接。
第一卧螺离心机进料口通过管道与飞灰水洗单元上的一级水洗池的浆液出口连接，第一卧螺离心机灰渣出口通过溜槽与飞灰水洗单元上的二级水洗池的灰渣入口连接；第一卧螺离心机滤液出口通过管道与脱钙反应单元上的反应池的滤液入口连接；第二卧螺离心机的进料口通过管道与飞灰水洗单元上的二级水洗池的浆液出口连接，第二卧螺离心机灰渣出口通过溜槽与飞灰水洗单元上的三级水洗池的灰渣入口连接；第二卧螺离心机滤液出口通过管道与飞灰水洗单元上的一级水洗池的滤液入口连接；板框压滤机的进料口通过管道与飞灰水洗单元上的三级水洗池的浆液出口连接，板框压滤机灰渣出口通过皮带输送机与水泥窑处置单元上的烘干破碎机的灰料入口连接；板框压滤机滤液出口通过管道与飞灰水洗单元上的二级水洗池的滤液入口连接。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述水泥窑处置单元包括烘干破碎机、料仓、喂料机、水泥回转窑和布袋除尘器；
所述烘干破碎机的入口与所述板框压滤机压滤出的合格泥饼出口连接，所述烘干破碎机的出口与所述料仓的进口连接；所述料仓的入料口与所述烘干破碎机的出口连接，所述料仓的出料口与所述喂料机的入口连接；所述水泥回转窑的入料口通过管道与所述喂料机的出口连接，所述水泥回转窑的尾气出口与所述布袋除尘器的出口连接，所述水泥回转窑的出料口即为水泥熟料产品用于生产水泥；所述布袋除尘器的出料口与烘干破碎机的预热入口连接，处理后的尾气达标排放。
本实施例中，合格泥饼进入到烘干破碎机中进行破碎，之后，进入到料仓中在进入到喂料机中，水泥回转窑的尾气出口与所述布袋除尘器的出口连接，水泥回转窑的出料口即为水泥熟料产品用于生产水泥；布袋除尘器的出料口与烘干破碎机的预热入口连接，处理后的尾气达标排放，减小对空气的污染，经过预处理的飞灰经水泥窑处置单元，飞灰中的重金属可有效固定在水泥中，二噁英被彻底分解，生产出的水泥达到水泥质量标准，真正意义上实现了飞灰的无害化及资源化。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述飞灰输送单元包括：飞灰储存仓、定量给料机和水力制浆器；
所述飞灰储存仓的出口与所述定量给料机的入口连接；所述定量给料机的出口与所述水力制浆器的入口连接；所述水力制浆器的出口与所述飞灰水洗单元上的一级水洗池的浆液入口连接。
本实施例中，飞灰通过定量给料机可以控制原始飞灰氯离子的投加量，保证了废水水洗单元及废水处理单元的稳定性，同时采用湿法输送方式，通过水力制浆器在密闭管道内进行输送，避免了飞灰的扬尘所带来的二次污染。
图3为本发明实施例提供的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的废水处理系统的流程图；如图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，还包括废水处理系统；
所述废水处理系统包括：依次连通的脱钙反应单元、重金属脱除单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元、蒸发结晶单元和离心脱水单元；
所述脱钙反应单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元和蒸发结晶单元分别与所述飞灰处理系统连通。
本实施例中，废水依次通过脱钙反应单元、重金属脱除单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元、蒸发结晶单元和离心脱水单元以将滤液中的一些有害物质进行去除，同时提取具有应用价值的工业盐氯化钠，使废水达标并进行回用，以减少水资源的浪费。
图4为本发明实施例提供的的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统的废气处理单元的流程图。如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，还包括废气处理单元；
所述废气处理单元包括引风机、循环泵、废气吸收塔、废液储槽，所述引风机入口通过管道分别与所述一级水洗池、二级水洗池、三级水洗池的废气出口连接；所述废气吸收塔底部设有吸收液储槽；所述废气吸收塔上设有废气入口、吸收液喷淋头、尾气出口、吸收液出口，所述废气入口通过管道与所述引风机出口连接，所述吸收液喷淋头通过管道与所述循环泵出口连接，所述尾气出口通过管道与排气筒连接排入大气，所述吸收液出口通过管道与所述循环泵入口连接；所述废液储槽入口通过管道与吸收液储槽连接。
本实施例中，废气处理单元包括引风机、循环泵、废气吸收塔、废液储槽，所述引风机入口通过管道分别与所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池的废气出口连接；通过废气处理单元将一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池中的废气都进行处理，以减小对空气的污染。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述脱钙反应单元包括一级反应池和一级沉淀池；所述重金属脱除单元包括二级沉淀池和中和反应池；所述杂质过滤单元包括砂滤罐、超滤膜装置和集水池；
所述一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、中和反应池、砂滤罐、超滤膜装置和集水池依次连通，
所述一级反应池和二级反应池的底部设置有鼓泡装置，所述一级反应池、二级反应池上和中和反应池均设置有加药口分别用于将滤液中的钙去除和重金属去除，所述一级沉淀池和二级沉淀池均设有与所述三级水洗池沉渣入口连通的沉渣出口；
所述砂滤罐、超滤膜装置和集水池上均设置有第一反冲水洗入口和第二反冲水洗入口和出口以用于将装置中的杂质进行冲洗。
其中，砂滤罐为全自动砂滤罐，滤料为粒径0.5-1.2mm的石英砂；超滤膜装置为中空纤维超滤膜，孔内径为0.3-1.4mm，材质为PVDF。
本实施例中，脱钙反应单元包括一级反应池和一级沉淀池，反应池底部装有鼓泡装置，一级反应池上部设有滤液入口、加药入口及反应液出口，滤液入口通过管道与第一卧螺离心机滤液出口连接，加药入口通过管道与药剂泵、药剂桶连接，反应液出口与一级沉淀池反应液入口连接；一级沉淀池上部设有上清液出口，上清液出口与通过管道与重金属脱除单元上的二级反应池的上清液入口连接；一级沉淀池下部设有沉渣出口，沉渣出口通过管道与三级水洗池的沉渣入口连接。
重金属脱除单元包括二级反应池、二级沉淀池和中和反应池，反应池底部装有鼓泡装置，二级反应池上部设有上清液入口、3个加药入口及反应液出口，上清液入口通过管道与一级沉淀池的上清液出口连接，加药入口分别通过管道与药剂泵和药剂桶连接，反应液出口与二级沉淀池反应液入口连接；二级沉淀池上部设有上清液出口，上清液出口与通过管道与中和池上的上清液入口连接；二级沉淀池下部设有沉渣出口，沉渣出口通过管道与三级水洗池的沉渣入口连接。中和反应池池上部设有上清液入口、加药入口和中和反应液出口，上清液入口通过管道与二级沉淀池上清液出口连接，加药入口通过管道与药剂泵和盐酸罐连接，中和反应液出口通过管道与杂质过滤单元连接。反应池通过加入药剂在鼓泡装置的搅动下进行反应，并流入沉淀池进行静置沉淀，沉淀下来的沉渣通过污泥泵打入三级水洗池与浆液一同进入板框压滤机。
杂质过滤单元包括砂滤罐、超滤膜装置、集水池，砂滤罐上设有中和反应液入口、第一反冲洗水入口、第一过滤液出口和第一反冲洗水出口，中和反应液入口通过管道与中和反应池上的中和反应液出口连接，第一反冲洗水入口通过管道及反冲洗泵与集水池反冲洗出水口连接，过滤液出口通过管道与超滤膜装置上的过滤液入口连接，第一反冲洗水出口通过管道与一级水洗池上的反冲洗水入口连接；超滤膜装置上设有第二过滤液入口、第二反冲洗水入口、第二过滤液出口和第二反冲洗水出口，第二过滤液入口通过管道与砂滤罐上的第一过滤滤液出口连接，第二反冲洗水入口通过管道及反冲洗泵与集水池反冲洗出水口连接，第二过滤液出口通过管道与集水池上的过滤液入口连接，第二反冲洗水出口通过管道与一级水洗池上的反冲洗水入口连接；集水池上设有过滤液入口、3个反冲洗水出口、出水口，3个反冲洗水出口通过管道及反冲洗泵与所述的第一反冲洗水入口、第二反冲洗水入口和第三反冲洗水入口连接，过滤液入口与超滤膜装置上的第二过滤液出口连接，出水口通过管道及提升泵与所述的电渗析装置连接。将废水中的杂质进行过滤去除，解决了后续废水处理结垢、堵塞、水质差等问题，保证了后续废水处理的稳定性和出水水质。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述废水浓缩单元包括电渗析装置；所述蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器、压缩机和结晶分离器；所述离心脱水单元包括离心机、母液罐和干燥器；
所述蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器、压缩机、结晶分离器、离心机、母液罐和干燥器依次连通；
所述电渗析装置设置有与所述一级水洗池上的反冲洗水入口连通的第四反冲洗水出口且所述所述电渗析装置还设置有所述三级水洗池连通的出口；
所述蒸发器的冷凝水粗口与所述三级水洗池的冷凝水入口连通。
其中，废水浓缩单元中采用的电渗析可将水洗液中氯含量为2-4％浓缩至8-10％，降低了后续蒸发结晶单元的处理量及运行成本，且淡水可回用至水洗工艺中。
其中，蒸发结晶单元采用先进的机械式蒸汽再压缩(MVR)蒸发器，使蒸汽可以循环利用，极大降低能耗及运行成本。
其中，电渗析装置电极材质为石墨电极，阳离子交换膜为磺酸阳膜，阴离子交换膜为季氨氯型阴膜。
本实施例中，电渗析装置上设有原液入口、第三反冲洗入口、浓缩液出口、脱盐液出口、第三反冲洗水出口，原液入口通过管道及提升泵与集水池出水口连接，第三反冲洗水入口通过通过管道及反冲洗泵与集水池反冲洗出水口连接，浓缩液出口通过管道及提升泵与所结晶单元连接，脱盐液出口与三级水洗池上的脱盐液入口连接，第三反冲洗水出口通过管道与一级水洗池上的反冲洗水入口连接。
蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器和结晶分离器，预热器上设有浓缩液入口、蒸汽入口、预热水出口、蒸汽冷凝水出口，浓缩液入口通过管道及提升泵与电渗析装置浓缩液出口连接，蒸汽入口通过管道与的蒸发器的蒸汽出口连接，预热水出口通过管道与蒸发器上的预热水入口连接，蒸汽冷凝水出口通过管道与三级水洗池上的冷凝水入口连接；蒸发器上设有鲜蒸汽入口、压缩蒸汽入口、预热水入口、母液入口、蒸汽出口及蒸发浓缩液出口，鲜蒸汽入口通过管道与供热蒸汽管道连接，压缩蒸汽入口通过管道与压缩机上的压缩蒸汽出口连接，预热水入口通过管道与预热器上的预热水出口连接，母液入口通过管道及提升泵与离心脱水单元连接，蒸汽出口通过管道与压缩机的蒸汽入口连接，蒸发浓缩液出口通过管道与结晶器上的蒸发浓缩液入口连接；结晶分离器上设有蒸发浓缩液入口和结晶液出口，蒸发浓缩液入口通过管道与蒸发器上的蒸发浓缩液出口连接，结晶液出口通过管道与离心脱水单元连接。
离心脱水单元包括离心机、母液罐和干燥器，离心机上设有结晶液入口、母液出口及结晶盐出口，结晶液入口通过管道与结晶分离器上的结晶液出口连接，母液出口通过管道与母液罐入口连接，结晶盐出口通过皮带输送机送入干燥器内并进行包装；母液罐上设有出口通过管道及提升泵与所述的蒸发器上的母液入口连接。
本发明的工作原理如下：
城市垃圾焚烧飞灰经过定量给料机及水力制浆器输送至一级水洗池，然后按照灰与水的重量比1:2-1:6加入第二卧螺离心机离心出的滤液、砂滤罐及反冲洗水，通过机械搅拌器搅拌30-45min后，浆液通过管道及污泥泵与第一卧螺离心机进料口连接，脱水后的灰渣通过溜槽落至二级水洗池，滤液通过管道自流至废水处理系统；然后向二级水洗池按照灰与水的重量比1：2-1：6加入压滤机压滤出的滤液，二级水洗池通过机械搅拌器搅拌30-45min后，浆液通过管道及污泥泵与第二卧螺离心机进料口连接，脱水后的灰渣通过溜槽落至三级水洗池，滤液通过管道自流至一级水洗池；然后向三级水洗池按照灰与水的重量比1：2-1：6加入自来水、脱盐水、冷凝水，通过机械搅拌器搅拌30-45min后，浆液通过管道及污泥泵与压滤机进料口连接，脱水后的泥饼为合格飞灰，含水率为30％-35％，滤液通过管道自流至二级水洗池；合格的飞灰通过皮带输送机输送至烘干机内，并利用回转窑的尾气预热进行烘干，烘干后的飞灰通过皮带输送机输送至料仓贮存，料仓中的飞灰通过喂料机输送至水泥回转窑进行处置，处置后的飞灰即为水泥熟料可进一步与其他原辅料混合生产水泥，回转窑的尾气通过布袋除尘器进行净化排放；一级水洗池浆液通过第一卧螺离心机离心出的滤液通过管道自流至一级反应池，滤液在鼓泡装置的搅动下与化学药剂反应，反应时间为20-40min，所投加的药剂为碳酸钠，每吨滤液用量为30-60kg；反应完毕后反应液通过管道自流至一级沉淀池，沉淀时间为30-60min，沉渣通过管道与污泥泵输送到三级水池与浆液进行混合，并进入压滤机进行脱水，上清液通过管道自流至二级反应池；上清液在鼓泡装置的搅动下与化学药剂反应，反应时间为20-40min，所投加的药剂为重金属捕捉剂有机硫TMT、PAC、PAM，每吨滤液中有机硫TMT用量为40-100g，PAC用量为150-500g，PAM用量为2-10g，反应完毕后反应液通过管道自流至二级沉淀池，沉淀时间为30-60min，沉渣通过管道与污泥泵输送到三级水池与浆液进行混合，并进入压滤机进行脱水，上清液通过管道自流至中和池；滤液在鼓泡装置的搅动下与盐酸进行中和反应，pH控制在7-8，反应时间为20-40min；中和后的水自流至砂滤罐，过滤水中杂质，当过滤趋于饱和，开启反冲洗泵进行冲洗；过后的水通过提升泵输送至超滤膜装置，进一步过滤细小杂质，出水自流至集水池，当趋于饱和后，开启反冲洗泵进行冲洗；集水池的水通过提升泵输送至电渗析装置进行浓缩处理，可浓缩2-3倍，当趋于饱和后，开启反冲洗泵进行冲洗；浓缩液通过提升本输送至预热器，同时蒸发器蒸发出的蒸汽进入预热器，通过蒸汽预热与水进行间接热交换，水温可升至60-80℃，蒸汽则冷却为冷凝水；升温后的水通过管道及提升泵输送至蒸发器，同时通入被压缩机压缩蒸发提高热能的二次蒸汽，对水进行蒸发浓缩；当浓缩液趋于饱和时进入结晶分离器进行结晶分离；析出的晶体通过脱水离心机进行脱水，脱水产生的母液贮存在母液罐中，并通过提升泵输送至蒸发器进行再蒸发；脱水后的工业盐再通过干燥器烘干其残余的水分，干燥后的工业盐达到相关工业盐标准，可作为工业用途；一级水洗池、二级水洗池、三级水洗池中所产生的废气经过引风机抽送至吸收塔中，吸收液通过循环泵进行循环喷淋，使吸收液与废气进行充分接触，废气中的有害物质被吸收液吸收至溶液中，当吸收液趋于饱和后，通过提升泵输送至废液槽内贮存，并定期排至反应池内进行处理。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，包括：依次连通的飞灰输送单元、飞灰处置系统、废水处理系统和水泥窑处置单元；
飞灰输送单元，用于将飞灰输送到飞灰处理单元；
飞灰处理系统，用于脱除飞灰中的氯离子及重金属；
废水处理系统，用于处理飞灰洗涤废水使其达标回用，同时提取具有应用价值的工业盐；
水泥窑处置单元，用于将处理后的飞灰进行高温煅烧以分解飞灰中的二噁英及稳定重金属等有害成分，同时产生用于制作水泥的熟料。
2.根据权利要求1所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述飞灰处理系统包括：括飞灰水洗单元和飞灰脱水单元；
所述灰水洗单元包括一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池；
所述飞灰脱水单元包括第一卧螺离心机、第二卧螺离心机和板框压滤机；
所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池与所述第一卧螺离心机、第二卧螺离心机和板框压滤机依次交错设置，所述一级水洗池与所述飞灰输送单元连通，所述板框压滤机与所述水泥窑处置单元连通。
3.根据权利要求2所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池均设置有机械搅拌器和防止废气溢出的玻璃钢盖板，且所述一级水洗池、二级水洗池和三级水洗池还均与废气处理单元连通。
4.根据权利要求3所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述水泥窑处置单元包括烘干破碎机、料仓、喂料机、水泥回转窑和布袋除尘器；
所述烘干破碎机的入口与所述板框压滤机压滤出的合格泥饼出口连接，所述烘干破碎机的出口与所述料仓的进口连接；所述料仓的入料口与所述烘干破碎机的出口连接，所述料仓的出料口与所述喂料机的入口连接；所述水泥回转窑的入料口通过管道与所述喂料机的出口连接，所述水泥回转窑的尾气出口与所述布袋除尘器的出口连接，所述水泥回转窑的出料口即为水泥熟料产品用于生产水泥；所述布袋除尘器的出料口与烘干破碎机的余热入口连接，处理后的尾气达标排放。
5.根据权利要求4所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述飞灰输送单元包括：飞灰储存仓、定量给料机和水力制浆器；
所述飞灰储存仓的出口与所述定量给料机的入口连接；所述定量给料机的出口与所述水力制浆器的入口连接；所述水力制浆器的出口与所述飞灰水洗单元上的一级水洗池的浆液入口连接。
6.根据权利要求5所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，还包括废水处理系统；
所述废水处理系统包括：依次连通的脱钙反应单元、重金属脱除单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元、蒸发结晶单元和离心脱水单元；
所述脱钙反应单元、杂质过滤单元、废水浓缩单元和蒸发结晶单元分别与所述飞灰处理系统连通。
7.根据权利要求6所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，还包括废气处理单元；
所述废气处理单元包括引风机、循环泵、废气吸收塔、废液储槽，所述引风机入口通过管道分别与所述一级水洗池、二级水洗池、三级水洗池的废气出口连接；所述废气吸收塔底部设有吸收液储槽；所述废气吸收塔上设有废气入口、吸收液喷淋头、尾气出口、吸收液出口，所述废气入口通过管道与所述引风机出口连接，所述吸收液喷淋头通过管道与所述循环泵出口连接，所述尾气出口通过管道与排气筒连接排入大气，所述吸收液出口通过管道与所述循环泵入口连接；所述废液储槽入口通过管道与吸收液储槽连接。
8.根据权利要求7所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述脱钙反应单元包括一级反应池和一级沉淀池；所述重金属脱除单元包括二级反应池、二级沉淀池和中和反应池；所述杂质过滤单元包括砂滤罐、超滤膜装置和集水池；
所述一级反应池、一级沉淀池、二级反应池、二级沉淀池、中和反应池、砂滤罐、超滤膜装置和集水池依次连通，
所述一级反应池和二级反应池的底部设置有鼓泡装置，所述一级反应池、二级反应池上和中和反应池均设置有加药口分别用于将滤液中的钙离子去除、重金属去除以及调节pH至中性，所述一级沉淀池和二级沉淀池均设有与所述三级水洗池沉渣入口连通的沉渣出口；
所述砂滤罐、超滤膜装置和集水池上均设置有第一反冲水洗入口、第二反冲水洗入口和第三反冲水洗入口和出口以用于将滤液中的杂质充分过滤。
9.根据权利要求8所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述废水浓缩单元包括电渗析装置；所述蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器、压缩机和结晶分离器；所述离心脱水单元包括离心机、母液罐和干燥器；
所述废水浓缩单元包括电渗析装置；所述蒸发结晶单元包括预热器、蒸发器、压缩机、结晶分离器、离心机、母液罐和干燥器依次连通。
10.根据权利要求9所述的垃圾飞灰水洗预处理及水泥窑协同资源化处置系统，其特征在于，所述电渗析装置设置有与所述一级水洗池上的反冲洗水入口连通的第三反冲洗水出口且所述电渗析装置还设置有所述三级水洗池连通的出口；
所述蒸发器的冷凝水出口与所述三级水洗池的冷凝水入口连通。
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