CN107626714A - 一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法 - Google Patents

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曹祎男
季喆
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Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,本发明利用垃圾焚烧过程本身产生的HCl和SO2等酸性气体,将其收集并转化为酸性溶液用于酸洗飞灰,使飞灰中重金属浸出,到达飞灰无害化处理和净化垃圾焚烧烟气的目的;利用活性炭富集酸洗液中的重金属,实现净化酸洗液的目的。

Description

一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法
技术领域
[0001] 本发明属于垃圾处理技术领域,具体涉及一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法。
背景技术
[0002] 生活垃圾处置方式主要有填埋、焚烧和堆肥这三种。与填埋和堆肥相比,焚烧的优 点较为突出,该法处理量大、高减量化及能量再利用等优点。处理时间短并且减容性好。而 填埋和堆肥方法都耗时较长,并且会占用大量的土地,堆肥法还会受到季节影响。因此垃圾 焚烧法是目前应用最广泛的市政固体废弃物(MSW)处理方法。然而,市政固体废弃物成分繁 杂,其中的重金属成分经过高温焚烧富集于炉渣、飞灰等燃烧残留物中,尤其是垃圾焚烧飞 灰,相比于市政固体废弃物的体积减少了几十倍,但其重金属含量往往是固体焚烧残留物 的几倍,具有很高的重金属浸出毒性,与有机污染物不同,重金属如铬,镉,铜和铅等,由于 其致癌性和持久性,成为了淡水的主要污染物。飞灰中重金属的大量浸出,会对土壤健康、 水体质量以及大气环境产生负面作用,也会对人类和动植物造成危害。参照中国环保部发 布的GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的相关标准,已被列为危险废弃 物,其处理方法只能按照《危险废物填埋污染控制标准》进行填埋,处理成本高昂,环境危害 很大。
[0003] 其余飞灰常见的处理方法有固化、热处理、化学处理、提取、生物淋滤处理方法等。 其中固化法石灰固化体增容比较大,水泥耗费量大,该固体容易被酸性介质侵蚀,其表面需 要被涂覆,而且未脱除飞灰中的二噁英。热处理法产物中铝和铬具有更强的浸出性,能耗和 成本高,飞灰中重金属元素易挥发,形成二次飞灰等。化学处理法很难找到一种普遍适用的 化学药剂,而且对二噁英及溶解盐的稳定性较弱。生物淋滤法需要进行微生物的培养,成本 比较高。
[0004] 在垃圾焚烧过程中,会产生一定量的HCl和SO2等酸性气体,直接排放到大气中会 造成空气污染,其中HCl是无色气体,极易溶于水,水溶液为无色透明液体。在空气中氯化氢 冒烟,有刺激性气味。HCl对于上呼吸道具有强烈的刺激性,并能腐蚀眼睛、皮肤和黏膜。其 所形成的酸能中和组织里的碱性物质,并由于咽喉水中或痉挛以及上呼吸道发炎而造成严 重伤害。SO2是导致酸雨的主要原因,酸雨对树木、建筑和作物等损害严重。二氧化硫可引起 目艮、鼻、黏膜刺激症状,严重时产生喉头痉挛、喉头水肿、支气管痉挛,大量吸入可引起肺水 月中、窒息、昏迷甚至死亡。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术缺陷,提供一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方 法。
[0006] 本发明的技术方案如下:
[0007] —种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,包括如下步骤:
[0008] (1)将市政垃圾送入焚烧炉进行焚烧;
[0009] (2)将步骤⑴产生的烟尘依次送入换热器和喷淋塔,经喷淋塔所得的酸液送入储 酸池,其余烟尘送入布袋除尘器后得到飞灰;
[0010] (3)将步骤(2)所得的飞灰进行清洗后,所得液体送入废水处理池,该清洗包括用 工业用水进行水洗和用上述储酸池中的酸液进行酸洗,该酸洗的酸灰比为35〜45L: lkg,酸 洗的时间为1.5〜2.5h;
[0011] (4)用活性炭吸附废水处理池中的废液中的重金属,所述活性炭包括果壳类活性 炭、秸杆类活性炭、煤基活性炭和兽骨类活性炭。
[0012] 在本发明的一个优选实施方案中,所述果壳类活性炭的来源包括椰子、核桃和桃 壳,所述秸杆类活性炭的来源包括高粱、玉米、大豆、棉花和谷子,所述兽骨类活性炭的来源 包括牡蛎壳。
[0013] 在本发明的一个优选实施方案中,所述步骤(3)的清洗为依次用工业用水进行水 洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该水洗的水灰比为8〜12L: Ikg,水洗的时间为8 〜12min〇
[0014] 进一步优选的,所述水洗的水灰比为l〇L: lkg,水洗的时间为lOmin。
[0015] 在本发明的一个优选实施方案中,所述步骤(3)的清洗为依次用工业用水进行一 次水洗、二次水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该一次水洗的水灰比为1.5〜 2.5L: Ikg,一次水洗的时间为8〜12min,该二次水洗的水灰比为7〜9L: Ikg,二次水洗的时 间为8〜12min。
[0016] 进一步优选的,所述一次水洗的水灰比为2L: Ikg,一次水洗的时间为IOmin,所述 二次水洗的水灰比为8L: I kg,二次水洗的时间为I Omin。
[0017] 在本发明的一个优选实施方案中,所述步骤⑶的清洗为依次用石灰石配制的0.3 〜0.4mol/L的碱性溶液进行碱洗、用工业用水进行水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行 酸洗,该碱洗的碱灰比为35〜45L: Ikg,碱洗的时间为1.5〜2.5h,该水洗的水灰比为8〜12L :lkg,水洗的时间为8〜12min。
[0018] 进一步优选的,所述碱洗的碱灰比为40L: lkg,碱洗的时间为2h,所述水洗的水灰 比为10L:lkg,水洗的时间为lOmin。
[0019] 在本发明的一个优选实施方案中,所述酸洗的酸灰比为40L: lkg,酸洗的时间为 2h〇
[0020] 本发明的有益效果:本发明利用垃圾焚烧过程本身产生的HCl和SO2等酸性气体, 将其收集并转化为酸性溶液用于酸洗飞灰,使飞灰中重金属浸出,到达飞灰无害化处理和 净化垃圾焚烧烟气的目的;利用活性炭富集酸洗液中的重金属,实现净化酸洗液的目的。
附图说明
[0021] 图1为本发明实施例1的工艺流程图。
[0022] 图2为本发明实施例2的工艺流程图。
[0023] 图3为本发明实施例3的工艺流程图。
具体实施方式
[0024] 以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0025] 下述实施例中,储酸池中的酸液是利用垃圾焚烧过程本身产生的HCl和SO2等酸性 气体,将其收集并溶于水制成酸洗液;
[0026] 酸灰比为:酸洗池中的酸液的体积(L):飞灰的固体重量(kg)
[0027] 水灰比为:工业用水的体积(L):飞灰的固体重量(kg)
[0028] 碱灰比为:用石灰石配制的0.4mol/L的碱性溶液的体积(L):飞灰的固体重量(kg)
[0029] 实施例1
[0030] 如图1所示,一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,包括如下步骤:
[0031] (1)将市政垃圾送入焚烧炉进行焚烧;
[0032] (2)将步骤(1)产生的烟尘依次送入换热器和喷淋塔,经喷淋塔所得的酸液送入储 酸池,其余烟尘送入布袋除尘器后得到飞灰;按照中国环保部发布的GB 5085.3-2007《危险 废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的相关标准,进行毒性浸出实验,测定飞灰中超标重金属。以 GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求为标准,测定飞灰超过国家 规定标准浓度的重金属类别,结果显示,该飞灰中〇、〇1、211)8和?13超标范围在68 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求的一倍以内;
[0033] (3)将步骤(2)所得的飞灰进行清洗后,所得液体送入废水处理池,该清洗为依次 用工业用水进行水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该水洗的水灰比为IOL: I kg, 水洗的时间为I Omin,该酸洗的酸灰比为40L: I kg,酸洗的时间为2h;处理后的飞灰中的重金 属含量得到有效降低,达到GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求;
[0034] (4)用活性炭吸附废水处理池中的废液中的重金属,上述活性炭包含椰子、核桃、 桃壳等果壳类活性炭;高粱、玉米、大豆、棉花、谷子等秸杆类活性炭;煤基活性炭和牡蛎壳 等兽骨类活性炭等具有较大比表面积的炭质材料。
[0035] 实施例2
[0036] 如图2所示,一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,包括如下步骤:
[0037] (1)将市政垃圾送入焚烧炉进行焚烧;
[0038] (2)将步骤⑴产生的烟尘依次送入换热器和喷淋塔,经喷淋塔所得的酸液送入储 酸池,其余烟尘送入布袋除尘器后得到飞灰;按照中国环保部发布的GB 5085.3-2007《危险 废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的相关标准,进行毒性浸出实验,测定飞灰中超标重金属。以 GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求为标准,测定飞灰超过国家 规定标准浓度的重金属类别,结果显示,该飞灰中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb超标范围在GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求的一倍到两倍;
[0039] (3)将步骤(2)所得的飞灰进行清洗后,所得液体送入废水处理池,该清洗为依次 用工业用水进行一次水洗、二次水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该一次水洗 的水灰比为2L: Ikg,一次水洗的时间为IOmin,该二次水洗的水灰比为8L: Ikg,二次水洗的 时间为l〇min,该酸洗的酸灰比为40L: lkg,酸洗的时间为2h;处理后的飞灰中的重金属含量 得到有效降低,达到GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求;
[0040] (4)用活性炭吸附废水处理池中的废液中的重金属,上述活性炭包含椰子、核桃、 桃壳等果壳类活性炭;高粱、玉米、大豆、棉花、谷子等秸杆类活性炭;煤基活性炭和牡蛎壳 等兽骨类活性炭等具有较大比表面积的炭质材料。
[0041] 实施例3
[0042] 如图3所示,一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,包括如下步骤:
[0043] (1)将市政垃圾送入焚烧炉进行焚烧;
[0044] (2)将步骤⑴产生的烟尘依次送入换热器和喷淋塔,经喷淋塔所得的酸液送入储 酸池,其余烟尘送入布袋除尘器后得到飞灰;按照中国环保部发布的GB 5085.3-2007《危险 废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的相关标准,进行毒性浸出实验,测定飞灰中超标重金属。以 GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求为标准,测定飞灰超过国家 规定标准浓度的重金属类别,结果显示,该飞灰中Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb超标范围在GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关要求的两倍以上;
[0045] (3)将步骤(2)所得的飞灰进行清洗后,所得液体送入废水处理池,该清洗为依次 用石灰石配制的〇.4mol/L的碱性溶液进行碱洗、用工业用水进行水洗和用上述所述储酸池 中的酸液进行酸洗,该碱洗的碱灰比为40L: I kg,碱洗的时间为2h,该水洗的水灰比为IOL: lkg,水洗的时间为lOmin,该酸洗的酸灰比为40L: lkg,酸洗的时间为2h;处理后的飞灰中的 重金属含量得到有效降低,达到GB 16889-2008《生活垃圾填埋场污染控制标准》中的相关 要求;
[0046] (4)用活性炭吸附废水处理池中的废液中的重金属,上述活性炭包含椰子、核桃、 桃壳等果壳类活性炭;高粱、玉米、大豆、棉花、谷子等秸杆类活性炭;煤基活性炭和牡蛎壳 等兽骨类活性炭等具有较大比表面积的炭质材料。
[0047] 实施例4
[0048] 采集三处生活垃圾焚烧发电厂所产生的三种飞灰样品标记为飞灰1、飞灰2、飞灰 3,依次采用上述实施例1至3的方法进行处理,对处理前后的飞灰样品按照HJ/T300-2007醋 酸缓冲溶液法进行毒性浸出实验,进行重金属毒性分析,处理结果如下表1至6所示。
[0049] 表1飞灰1处理前后浓度对比
[0050]
Figure CN107626714AD00061
[0051] 表2飞灰2处理前后浓度对比
[0052]
Figure CN107626714AD00062
[0053] 表3飞灰3处理前后浓度对比
[0054]
Figure CN107626714AD00071
[0055] 各方法重金属去除率比较:
[0056] 表4实施例1处理后各样品中重金属去除率/%
[0057]
Figure CN107626714AD00072
[0058] 表5实施例2处理后各样品中重金属去除率/%
[0059]
Figure CN107626714AD00073
[0060] 表6实施例3处理后各样品中重金属去除率/%
[0061]
Figure CN107626714AD00074
[0062] 本领域普通技术人员可知,本发明的技术方案在下述范围内变化时,仍然能够得 到与上述实施例相同或相近的技术效果,仍然属于本发明的保护范围:
[0063] 一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,包括如下步骤:
[0064] (1)将市政垃圾送入焚烧炉进行焚烧;
[0065] (2)将步骤⑴产生的烟尘依次送入换热器和喷淋塔,经喷淋塔所得的酸液送入储 酸池,其余烟尘送入布袋除尘器后得到飞灰;
[0066] (3)将步骤(2)所得的飞灰进行清洗后,所得液体送入废水处理池,该清洗包括用 工业用水进行水洗和用上述储酸池中的酸液进行酸洗,该酸洗的酸灰比为35〜45L: lkg,酸 洗的时间为1.5〜2.5h;
[0067] (4)用活性炭(上述活性炭包含椰子、核桃、桃壳等果壳类活性炭;高粱、玉米、大 豆、棉花、谷子等秸杆类活性炭;煤基活性炭和牡蛎壳等兽骨类活性炭等具有较大比表面积 的炭质材料)吸附废水处理池中的废液中的重金属。
[0068] 优选的,所述步骤(3)的清洗为依次用工业用水进行水洗和用上述所述储酸池中 的酸液进行酸洗,该水洗的水灰比为8〜12L: I kg,水洗的时间为8〜12min。
[0069] 优选的,所述步骤(3)的清洗为依次用工业用水进行一次水洗、二次水洗和用上述 所述储酸池中的酸液进行酸洗,该一次水洗的水灰比为1.5〜2.5L: lkg,一次水洗的时间为 8〜12min,该二次水洗的水灰比为7〜9L:lkg,二次水洗的时间为8〜12min。
[0070] 优选的,所述步骤⑶的清洗为依次用石灰石配制的0.3〜0.4mol/L的碱性溶液进 行碱洗、用工业用水进行水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该碱洗的碱灰比为 3 5〜45L: I kg,碱洗的时间为1.5〜2.5h,该水洗的水灰比为8〜12L: I kg,水洗的时间为8〜 12min〇
[0071] 以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,故不能依此限定本发明实施的范围,即 依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰,皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1. 一种垃圾焚烧飞灰的资源化处理方法,其特征在于:包括如下步骤: (1) 将市政垃圾送入焚烧炉进行焚烧; (2) 将步骤(1)产生的烟尘依次送入换热器和喷淋塔,经喷淋塔所得的酸液送入储酸 池,其余烟尘送入布袋除尘器后得到飞灰; (3) 将步骤(2)所得的飞灰进行清洗后,所得液体送入废水处理池,该清洗包括用工业 用水进行水洗和用上述储酸池中的酸液进行酸洗,该酸洗的酸灰比为35〜45L: lkg,酸洗的 时间为1.5〜2.5h; ⑷用活性炭吸附废水处理池废液中的重金属,所述活性炭包括果壳类活性炭、秸杆类 活性炭、煤基活性炭和兽骨类活性炭。
2. 如权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于:所述果壳类活性炭的来源包括椰 子、核桃和桃壳,所述秸杆类活性炭的来源包括高粱、玉米、大豆、棉花和谷子,所述兽骨类 活性炭的来源包括牡蛎壳。
3. 如权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于:所述步骤(3)的清洗为依次用工 业用水进行水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该水洗的水灰比为8〜12L: Ikg, 水洗的时间为8〜12min。
4. 如权利要求3所述的资源化处理方法,其特征在于:所述水洗的水灰比为10L: lkg,水 洗的时间为lOmin。
5. 如权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于:所述步骤(3)的清洗为依次用工 业用水进行一次水洗、二次水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行酸洗,该一次水洗的水 灰比为1.5〜2.5L: I kg,一次水洗的时间为8〜12min,该二次水洗的水灰比为7〜9L: I kg,二 次水洗的时间为8〜12min。
6. 如权利要求5所述的资源化处理方法,其特征在于:所述一次水洗的水灰比为2L: I kg,一次水洗的时间为I Omin,所述二次水洗的水灰比为8L: I kg,二次水洗的时间为I Omin。
7. 如权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于:所述步骤(3)的清洗为依次用0.3 〜0.4mol/L的碱性溶液进行碱洗、用工业用水进行水洗和用上述所述储酸池中的酸液进行 酸洗,该碱洗的碱灰比为35〜45L: Ikg,碱洗的时间为1.5〜2.5h,该水洗的水灰比为8〜12L :lkg,水洗的时间为8〜12min。
8. 如权利要求7所述的资源化处理方法,其特征在于:所述碱洗的碱灰比为40L: lkg,碱 洗的时间为2h,所述水洗的水灰比为IOL: I kg,水洗的时间为I Omin。
9. 如权利要求1至8中任一权利要求所述的资源化处理方法,其特征在于:所述酸洗的 酸灰比为40L: I kg,酸洗的时间为2h。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180126

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