CN108971206A - Pds高效飞灰稳定化处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PDS高效飞灰稳定化处理系统，包括用于混合原料的搅拌设备，搅拌设备与用于向搅拌设备供料的供料系统相连，供料系统包括飞灰供料系统，螯合剂供料系统，供水系统，缓凝剂供料系统，通过缓凝剂供料系统能够向搅拌设备中加入有机类缓凝剂以使搅拌设备的出料为液态浆液；所述飞灰稳定化处理系统还包括和与搅拌设备相连的用于为原料搅拌后形成的液态浆液脱水的过滤设备。本发明的优点是：1)降低产物浸出液污染物浓度，提高处理后飞灰的合格率；2)工作环境得到很好的改善；3)搅拌后的产物为液态浆液，能够进行过滤处理；4)飞灰稳定化处理系统结构简单，使用常见的工业设备即可满足生产要求。

Description

PDS高效飞灰稳定化处理系统

技术领域

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰处理设备，尤其是一种飞灰稳定化填埋处理设备。

背景技术

随着生活垃圾焚烧发电技术在中国城市生活垃圾处理中的推广，对垃圾焚烧产生飞灰的处理、处置已成为困扰人们生产生活的重要问题之一。

由环境保护部联合国家发展和改革委员会、公安部修订发布的《国家危险废物名录》(2016版)(以下简称《名录》)自2016年8月1日开始施行。飞灰不但入选《名录》，还同时入列《名录》的《危险废物豁免管理清单》而豁免条件是进行处置，飞灰在达到标准之后就可以合理进入生活垃圾场填埋处理，这就为飞灰的螯合处理打开了市场空间。

飞灰稳定化工艺是指通过螯合剂与垃圾焚烧飞灰中易渗滤的重金属反应，生成难溶、稳定、低毒性物质，从而达到国家关于安全填埋的标准。飞灰稳定化技术工艺简单、稳定效果好、处理成本低，在垃圾焚烧飞灰无害化处理中应用越来越普遍。

目前飞灰稳定化处理的典型做法是：将干飞灰与螯合剂按一定比例混合后，均匀搅拌，制成稳定的胶黏状固体基质，然后方可进行保存或填埋。其处理系统主要包括依次设置的搅拌装置、输送装置和包装装置。

为满足国家相关规定，经过处理后的飞灰的含水率必须低于30％，因此稳定化处理过程中需要控制液态螯合剂的添加量，或者是后期对胶黏状固体基质进行干燥处理。因此也有少部分飞灰稳定化处理系统配置有用于控制胶黏状固体基质含水量的干燥器。

目前飞灰稳定化工艺最大的问题是检测合格率偏低，即飞灰处理后不易满足GB16889-2008中关于生活垃圾焚烧飞灰浸出液污染物浓度限值的规定，检测合格率通常在60％左右。其次是生产过程中易产生大量的扬尘，使得现场工作环境极其恶劣，并且会腐蚀设备。另外，由于在垃圾焚烧后的烟气处理过程中需要添加氨水或尿素，飞灰中的氨在螯合及输送过程中会大量逃逸，导致飞灰固化车间都有非常浓重的氨味，对操作工人眼睛、皮肤、呼吸器官造成伤害。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种PDS高效飞灰稳定化处理系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：PDS高效飞灰稳定化处理系统，包括用于混合原料的搅拌设备，所述搅拌设备与用于向搅拌设备供料的供料系统相连，所述供料系统包括飞灰供料系统，螯合剂供料系统，供水系统，缓凝剂供料系统；通过缓凝剂供料系统能够向搅拌设备中加入有机类缓凝剂以使搅拌设备的出料为液态浆液；所述飞灰稳定化处理系统还包括和与搅拌设备相连的用于为原料搅拌后形成的液态浆液脱水的过滤设备。

发明人提出，导致目前飞灰固化产物检测合格率偏低的原因主要是飞灰、螯合剂和水在搅拌的过程中，加入的水量较少(国标对产物含水率有相关要求)以及原有搅拌机设备固有缺陷，同时会发生固化现象，即形成胶黏状固体基质，导致飞灰中的重金属离子难以和螯合剂充分接触。搅拌后的物料，在下料装袋过程中是一次性从二楼搅拌机中靠重力落入一楼吨袋中，因加入水量不足，从而产生大量扬尘。另外，飞灰中逃逸的氨只有少量溶于水，大部分充斥在空气中。

发明人试图采用加入大量的水来改善上述现象，最后再通过过滤去除过量的水分，但实验证明即便是加入大量的水，飞灰、螯合剂、水的混合物在长时间的搅拌、输送、过滤过程中仍然会发生凝固，导致堵塞管道和过滤装置，生产难以继续，最终只能将堵塞物清理出来进行干燥，成本高昂生产周期长对环境污染大难以在产业上实施。

发明人认为飞灰固化现象主要是由于飞灰中含有硅酸盐和其它大量的氯类无机盐导致搅拌过程中形成水化物晶核，随搅拌和输送时间的延长晶核快速生长形成结晶体最终以胶黏状固体基质的形式呈现，发明人通过在控制一定的含水率的前提下加入有机类缓凝剂，阻止胶黏状固体基质在搅拌过程中生成，实验证明能够达到我们预期的效果。这样通过搅拌后形成的物料为均匀的液态浆液，使得重金属离子能够与螯合剂充分接触，提高了处理后飞灰的合格率，由于更易混合均匀，螯合剂用量也能有一定程度的减少。同时飞灰在浆液状态下搅拌不会产生扬尘，浆液的特性以及较高的含水率能有效防止氨的逃逸，工作环境得到很好的改善。

本发明中有机类缓凝剂的类型可以选择市面上常见的有机物类缓凝剂，比如羟基羧酸及其盐类缓凝剂，糖类(葡萄糖，蔗糖等)缓凝剂，多元醇及其衍生物(如甘油，聚乙烯醇等)缓凝剂。实验证明有机物类缓凝剂对液态浆液具有优异的缓凝效果，发明人认为其原因可能是由于有机类缓凝剂中具有羟基，多羟基，它们具有很強的极性，能被吸附在搅拌形成的水化物的晶核上，从而阻碍了结晶体的继续形成，达到水化物结晶转化过程的延缓和推迟的效果。

同时，由于得到的液态浆液含水率较高，不宜再进行干燥处理，而均匀的浆液更适合进行过滤处理，从而将多余的水分除去，得到污染物浓度均匀的泥饼。本发明中所述的PDS即指的是Pulping(制浆)Dehydration(脱水)Solidifying(固化)，为本发明工艺流程的简称。最后，将泥饼养护一定时间以确保含水率达到国家标准(低于30％)。养护的具体方式可采用自然蒸发或烘干的方式。

本领域技术人员应当能够理解，本发明中设置缓凝剂供料系统的作用即是向搅拌设备提供有机类缓凝剂，因此所述缓凝剂供料系统可以是技术人员所能够了解的任何能够实现该功能的结构形式。例如所述缓凝剂供料系统可以是通过进料管直接与搅拌设备连接的缓凝剂储存容器；也可以是和螯合剂制备容器连接的缓凝剂储存容器，先制备成含有缓凝剂的螯合剂，再一起通入搅拌设备中；或者是直接与供水管连接，通过供水管的水流带入缓凝剂等等形式。

此外在实验中我们发现，要使搅拌出料为液态浆液且在过滤前不固化，液态浆液的含水率有一定的要求，因此供水量需要高于常规的处理方法，通过发明人在此进行的说明，技术人员只需要通过常规实验调节供水量即可实现，无需再进行过多说明。发明人测定的数据是液态浆液的含水率需要控制在100％～200％。

作为该系统的进一步改进，可在搅拌设备和过滤设备之间增加连接双桶制浆机，所述双桶制浆机包括通过一级出料口连通的制浆桶和储料桶；设置在储料桶上的二级出料口与过滤设备相连。使用双桶制浆机的目的主要是实现连续生产以及实现更充分的混合，例如可以和橡胶带式真空过滤机等连续过滤设备配合使用。工作时，来自搅拌设备的液态浆液流入制浆桶中，并在制浆桶中继续搅拌，使得重金属与螯合剂实现二次混合，搅拌时浆液不断通过一级出料口进入储料桶，并不断被储料桶的桨叶推送至二级出料口位置，保证浆液持续均匀流出送至橡胶带式真空过滤机。浆液在布料器的作用下均匀分布在橡胶带式真空过滤机的滤布上，浆液中的水分被真空机抽走，脱水后得到片状泥饼。泥饼随着滤布不断向前运行，到达橡胶带式真空过滤机末端时被刮板刮下。在本方案中，浆液在制浆桶和储料桶中的二次搅拌和流动，保证了螯合剂与重金属离子的接触，而由于本申请的技术方案保证了较高的含水率以及加入了有机类缓凝剂，因此使得长时间的二次搅拌和流动也不会导致浆液凝固。

另一方面，由于过滤设备产生的滤出水以及过滤设备滤布的清洗水不满足GB8978-1996的排放标准，为避免二次污染，发明人设置了与过滤设备的滤液出口相连的复用水槽，用于将上述污水进行收集，然后将装有污水的复用水槽作为供料系统的一部分将污水返回用于给系统补水，例如可以返回螯合剂制备容器用于稀释螯合剂，或者直接返回搅拌设备作为供水的一部分为系统供水等，避免外排同时减少工艺耗水量。

为便于泥饼的运输和存储，本系统可增加设置用于处理脱水后产生的泥饼的传输设备和装袋设备。

本发明的有益效果是：1)通过使用本系统使得重金属离子能够与螯合剂充分接触，降低产物浸出液污染物浓度，提高了处理后飞灰的合格率；2)通过使用本系统使得飞灰在浆液状态下搅拌，不会产生扬尘，浆液的特性以及较高的含水率能有效防止氨的逃逸，工作环境得到很好的改善；3)通过使用本系统使得搅拌后的产物为液态浆液，从而能够进行过滤处理；4)飞灰稳定化处理系统结构简单，使用常见的工业设备即可满足生产要求。

附图说明

图1是本发明的PDS高效飞灰稳定化处理系统的结构示意图。

图2是双桶制浆机的结构示意图。

图中标记为：1-搅拌设备，2-双桶制浆机，201-制浆桶，202-储料桶，203-一级出料口，204-二级出料口，3-过滤设备，4-传输设备，5-装袋设备，6-复用水槽，701-灰仓，702-刮板机，703-药水储存罐，704-螯合剂制备罐，705-螯合剂储存罐，706-缓凝剂储存罐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：

如图1、图2所示的PDS高效飞灰稳定化处理系统，包括用于混合原料的搅拌设备1，所述搅拌设备1与用于向搅拌设备1供料的供料系统相连，所述供料系统包括飞灰供料系统，螯合剂供料系统，供水系统，缓凝剂供料系统。

所述飞灰供料系统包括灰仓701和刮板机702；所述螯合剂供料系统包括依次相连的药水储存罐703，螯合剂制备罐704，螯合剂储存罐705；所述供水系统为供水管线，所述供水管线与螯合剂制备罐704和搅拌设备1相连；所述缓凝剂供料系统包括缓凝剂储存罐706，所述缓凝剂储存罐706与螯合剂制备罐704相连。

所述飞灰稳定化处理系统还包括双桶制浆机2，用于为原料搅拌后形成的液态浆液脱水的过滤设备3，用于处理脱水后产生的泥饼的传输设备4和装袋设备5。所述过滤设备3为橡胶带式真空过滤机。所述双桶制浆机2包括通过一级出料口203连通的制浆桶201和储料桶202；设置在储料桶202上的二级出料口204与过滤设备3相连。

所述供料系统还包括与过滤设备3的滤液出口相连的复用水槽6。

工作时，将干飞灰，螯合剂，葡萄糖缓凝剂，水按照比例分别计量后注入搅拌设备1中，物料在旋转桨叶的作用下相互混合，被制成液态浆液，控制水量使液态浆液的含水率在100～200％。

将上一步骤中得到的液态浆液通过重力落入双桶制浆机2的制浆桶201，并在制浆桶201中继续搅拌，使得重金属与螯合剂实现二次混合，搅拌时浆液不断通过一级出料口203进入储料桶202，并不断被储料桶202的桨叶推至二级出料口204位置，保证浆液持续均匀流出送至橡胶带式真空过滤机。

为满足GB 16889-2008中对于生活垃圾焚烧飞灰进入填埋场关于含水率的规定，本发明采用橡胶带式真空过滤机作为过滤设备。浆液在布料器的作用下均匀分布在橡胶带式真空过滤机的滤布上，浆液中的水分被真空机抽走，脱水后得到片状泥饼。泥饼随着滤布不断向前运行，到达橡胶带式真空过滤机末端时被刮板刮下。在有机类缓凝剂以及适宜的含水率的共同作用下，浆液不会发生固化，保证过滤设备不被堵塞。

将泥饼装入吨袋以方便储存和运输。袋装泥饼需养护一段时间，至泥饼(稳定化后飞灰)含水率为低于30％后即可送填埋场进行填埋。

由于脱水工序产生的滤出水以及过滤设备滤布的清洗水不满足GB 8978-1996的排放标准，为避免二次污染，将上述污水收集至复用水槽6，然后抽入螯合剂制备罐704用以稀释螯合剂或直接送入搅拌设备1作为系统供水，避免外排同时减少工艺耗水量。

Claims (5)

1.PDS高效飞灰稳定化处理系统，包括用于混合原料的搅拌设备(1)，所述搅拌设备(1)与用于向搅拌设备(1)供料的供料系统相连，所述供料系统包括飞灰供料系统，螯合剂供料系统，供水系统；其特征在于：所述供料系统还包括缓凝剂供料系统，通过缓凝剂供料系统能够向搅拌设备(1)中加入有机类缓凝剂以使搅拌设备(1)的出料为液态浆液；所述飞灰稳定化处理系统还包括和与搅拌设备(1)相连的用于为原料搅拌后形成的液态浆液脱水的过滤设备(3)。

2.根据权利要求1所述的PDS高效飞灰稳定化处理系统，其特征在于：所述搅拌设备(1)和过滤设备(3)之间还设置有双桶制浆机(2)，所述双桶制浆机(2)包括通过一级出料口(203)连通的制浆桶(201)和储料桶(202)；设置在储料桶(202)上的二级出料口(204)与过滤设备(3)相连。

3.根据权利要求2所述的PDS高效飞灰稳定化处理系统，其特征在于：所述过滤设备(3)为橡胶带式真空过滤机。

4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的PDS高效飞灰稳定化处理系统，其特征在于：所述供料系统还包括与过滤设备(3)的滤液出口相连的复用水槽(6)。

5.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的PDS高效飞灰稳定化处理系统，其特征在于：还包括用于处理脱水后产生的泥饼的传输设备(4)和装袋设备(5)。