CN109368866A - 一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及脱钙方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及脱钙方法，该飞灰水洗液脱钙系统包括：用于接收飞灰的水洗预混罐；用于接收从水洗预混罐排出溶液的一级水洗罐；用于接收从一级水洗罐排出溶液的沉淀池；用于接收从水洗预混罐溢流溶液的一级脱钙反应器；用于接收从一级脱钙反应器排出溶液的絮凝池；用于接收从絮凝池排出溶液的一级固液分离器；用于接收从飞灰水洗液池排出溶液的二级脱钙反应器。本发明的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，大大解决了现有飞灰脱钙所使用的的设备和处理水池都较多，占地面积大且投资成本和运营成本较大、只对溶液进行了一次的脱钙处理，处理效果不完全以及未对溶液投加PAM溶液沉淀絮凝，重金属去除率不高等问题。

Description

一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及脱钙方法

技术领域

本发明涉及垃圾飞灰处理技术领域，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及脱钙方法。

背景技术

生活垃圾焚烧处理技术近年来得到快速推广应用，然而产的产生的生活垃圾焚烧后的飞灰也与日俱增。飞灰中含有大量二恶英、重金属等有毒有害物。

水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰是目前处置飞灰的有效途径，但在飞灰入窑之前需要先对飞灰进行水洗预处理。飞灰中含有大量的氯离子，如果不脱除其中大部分的氯会影响水泥的品质。目前去除高浓度氯离子的方法主要是将飞灰进行水洗，水洗可以有效脱除飞灰中的氯离子，氯离子被转移至液体中，再对水洗液进一步的脱钙、过滤中和等处理使其达到MVR蒸发设备的入水要求，由于水洗液中还含有大量的钙镁离子，水中的硬度达到20000mg/L以氧化钙计以上，所以还需对水洗液进行脱钙处理。

北京中科国润环保有限公司运用的垃圾焚烧飞灰水洗软化系统CN204607794U和垃圾焚烧飞灰水洗软化工艺CN104803537A公开了一种垃圾焚烧水洗软化工艺，将飞灰进行一次水洗、离心、脱钙、过滤等操作去除水洗液中的氯离子和钙镁离子等污染物质；其脱钙软化工段使用了三台离心机对水洗液进行脱钙分离处理，所使用的设备和处理水池都较多，占地面积大且投资成本和运营成本较大。上海晶宇环境工程股份有限公司运用的飞灰水洗液处理工艺及其专用设备CN107827303A中预处理过程中，首选加入碱，使废水的pH控制在8～12之间，此时，废水中的铅、铬、镉、铜、锌、镍、钙、镁等金属生成沉淀，沉淀污泥进入污泥处理系统进行处理；只是对溶液进行了一次的脱钙处理，处理效果不完全也未对溶液投加PAM溶液沉淀絮凝，重金属去除率也不高。

综上，现有飞灰脱钙工艺普遍存在以下问题：1.所使用的设备和处理水池都较多，占地面积大且投资成本和运营成本较大；2.只对溶液进行了一次的脱钙处理，处理效果不完全；3.未对溶液投加PAM溶液沉淀絮凝，重金属去除率不高。

因此，针对现有飞灰脱钙所使用的设备和处理水池都较多，占地面积大且投资成本和运营成本较大、只对溶液进行了一次的脱钙处理，处理效果不完全以及未对溶液投加PAM溶液沉淀絮凝，重金属去除率不高等问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明为解决现有飞灰脱钙所使用的设备和处理水池都较多，占地面积大且投资成本和运营成本较大、只对溶液进行了一次的脱钙处理，处理效果不完全以及未对溶液投加PAM溶液沉淀絮凝，重金属去除率不高等问题，提供了垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及脱钙方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供了一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，包括：

用于接收从飞灰料仓输出的飞灰并将所述飞灰与水进行预混合的水洗预混罐；

用于接收从所述水洗预混罐排出溶液的一级水洗罐；

用于接收从所述一级水洗罐排出溶液并对溶液进行固液分离的沉淀池；

用于接收从所述水洗预混罐溢流溶液并对溶液进行脱钙搅拌处理的一级脱钙反应器；

用于将碱性固体与溶剂进行预搅拌的一级碱液预搅拌池，所述一级碱液预搅拌池搅拌后得到碱液流入所述一级脱钙反应器；

用于接收从所述一级脱钙反应器排出溶液并对溶液进行絮凝沉降的絮凝池，所述絮凝池与PAM加药仓连接；

用于接收从所述絮凝池排出溶液并对溶液进行固液分离的一级固液分离器，所述一级固液分离器所分离出的固相输送至二级水洗模块，所述一级固液分离器7所分离出的液相输送至飞灰水洗液池；

用于接收从所述飞灰水洗液池排出溶液并对溶液进行脱钙搅拌处理的二级脱钙反应器；

用于将碱性固体与溶剂进行预搅拌的二级碱液预搅拌池，所述二级碱液预搅拌池搅拌后得到碱液流入所述二级脱钙反应器；

用于接收从所述二级脱钙反应器排出溶液的中间水池；以及

用于接收从所述中间水池排出溶液并对溶液进行过滤处理的第一过滤器和第二过滤器，所述第一过滤器和第二过滤器所分离出的固相输送至所述一级水洗罐，所述第一过滤器和第二过滤器所分离出的液相输送至水处理模块。

进一步地，所述飞灰料仓内的飞灰通过气泵输送至所述水洗预混罐，所述水洗预混罐内的溶液通过污泥泵和计量泵输送至所述一级水洗罐。

进一步地，所述沉淀池内的溶液通过溢流的方式输送至所述一级脱钙反应器，所述一级脱钙反应器内溶液通过污泥泵输送至所述絮凝池。

进一步地，所述絮凝池内的溶液通过计量泵输送至所述一级固液分离器。

进一步地，所述二级脱钙反应器内的溶液通过污泥泵输送至所述中间水池。

进一步地，所述中间水池内的溶液通过化工离心泵输送至所述第一过滤器和第二过滤器。

进一步地，所述第一过滤器和第二过滤器所分离出的固相通过污泥泵输送至所述一级水洗罐。

本发明的第二个方面是提供了一种基于所述脱钙系统的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙方法，包括以下步骤：

步骤一、将飞灰料仓内的飞灰通过泵输送至水洗预混罐与水进行预混合；

步骤二、将所述水洗预混罐中的液体通过泵输送至一级水洗罐中，充分搅拌水洗；

步骤三、将水洗完后的液体由所述一级水洗罐直流到沉淀池的中部；

步骤四、将液体在输送至所述沉淀池经过充分沉淀后上层清液自所述沉淀池上方溢流至一级脱钙搅拌器，同时向所述一级脱钙搅拌器的液体中加入饱和碳酸钠溶液进行第一次硬度粗调，液体在所述一级脱钙搅拌器充分搅拌反应后由泵送至絮凝池；

步骤五、向所述絮凝池的液体中投加PAM溶液；

步骤六、液体在所述絮凝池絮凝完成后由泵将液体输送至一级固液分离器进行离心脱水；

步骤七、将所述一级固液分离器分离出的泥饼进入二级水洗模块，将所述一级固液分离器分离出的液体自流至二级脱钙反应器，向所述二级脱钙反应器中的液体中加入饱和碳酸钠溶液，液体在输送至所述二级脱钙搅拌器经过充分搅拌反应后由泵送入中间水池；

步骤八、将液体在所述中间水池通过搅拌机进行充分搅拌，防止液体内悬浮颗粒物沉积在池底；

步骤九、将所述中间水池充分搅拌均匀后的液体由泵排入第一过滤器和第二过滤器，经过所述第一过滤器和第二过滤器过滤后，液体继续进入水处理模块，所述第一过滤器和第二过滤器分离出固相和液相混合后再由泵输送至所述沉淀池进行循环处理。

进一步地，步骤二中所述一级水洗罐中控制水灰比比例为3:1-5:1。

进一步地，步骤五中所述PAM溶液的投入量与步骤一中所述飞灰的投入量的质量比为0.1-0.2Kg/t。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及脱钙方法，在第一次投加饱和碳酸钠溶液脱钙后再投加PAM溶液对水洗液进行絮凝再一并用一台离心机进行离心过滤减少设备的占地面积，只使用了一台离心机节约了设备成本并减少了功耗；工艺采用二级脱钙，第一次对水洗液硬度粗调，第二次再对水洗液微调，使最终液体硬度控制在200ppm，药剂投加量控制更精确；飞灰水洗液在经过滤器过滤出的沉淀和反冲洗过滤器的水经混合再次排入到脱钙工艺段的沉淀池，达到了废液的零排放。

附图说明

图1为本发明垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统的结构示意图；

其中，各附图标记为：

1-飞灰料仓，2-水洗预混罐，3-沉淀池，4-一级脱钙反应器，5-絮凝池，6-PAM加药仓，7-一级固液分离器，8-二级水洗模块，9-飞灰水洗液池，10-二级脱钙反应器，11-二级碱液预搅拌池，12-中间水池，13-第一过滤器，14-第二过滤器，15-水处理模块，16-一级水洗罐，17-一级碱液预搅拌池。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，包括：

用于接收从飞灰料仓1输出的飞灰并将飞灰与水进行预混合的水洗预混罐2；

用于接收从水洗预混罐2排出溶液的一级水洗罐16；

用于接收从一级水洗罐16排出溶液并对溶液进行固液分离的沉淀池3；

用于接收从水洗预混罐2溢流溶液并对溶液进行脱钙搅拌处理的一级脱钙反应器4；

用于将碱性固体与溶剂进行预搅拌的一级碱液预搅拌池17，一级碱液预搅拌池17搅拌后得到碱液流入一级脱钙反应器4；

用于接收从一级脱钙反应器4排出溶液并对溶液进行絮凝沉降的絮凝池5，絮凝池5与PAM加药仓6连接；

用于接收从絮凝池5排出溶液并对溶液进行固液分离的一级固液分离器7，一级固液分离器7所分离出的固相输送至二级水洗模块8，一级固液分离器7所分离出的液相输送至飞灰水洗液池9；

用于接收从飞灰水洗液池9排出溶液并对溶液进行脱钙搅拌处理的二级脱钙反应器10；

用于将碱性固体与溶剂进行预搅拌的二级碱液预搅拌池11，二级碱液预搅拌池11搅拌后得到碱液流入二级脱钙反应器10；

用于接收从二级脱钙反应器10排出溶液的中间水池12；以及

用于接收从中间水池12排出溶液并对溶液进行过滤处理的第一过滤器13和第二过滤器14，第一过滤器13和第二过滤器14所分离出的固相输送至一级水洗罐16，第一过滤器13和第二过滤器14所分离出的液相输送至水处理模块15。

本实施例的一方面，如图1所示，飞灰料仓1内的飞灰通过气泵输送至水洗预混罐2，水洗预混罐2内的溶液通过污泥泵和计量泵输送至一级水洗罐16。

本实施例的一方面，如图1所示，沉淀池3内的溶液通过溢流的方式输送至一级脱钙反应器4，一级脱钙反应器4内溶液通过污泥泵输送至絮凝池5。

本实施例的一方面，如图1所示，絮凝池5内的溶液通过计量泵输送至一级固液分离器7。

本实施例的一方面，如图1所示，二级脱钙反应器10内的溶液通过污泥泵输送至中间水池12。

本实施例的一方面，如图1所示，中间水池12内的溶液通过化工离心泵输送至第一过滤器13和第二过滤器14。

本实施例的一方面，如图1所示，第一过滤器13和第二过滤器14所分离出的固相通过污泥泵输送至一级水洗罐16。

实施例2

本实施例根据上述垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统提供了一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙方法，包括以下步骤：

步骤一、将飞灰料仓1内的飞灰通过气泵输送至水洗预混罐2与水进行预混合；

步骤二、将水洗预混罐2中的液体通过污泥泵和流量计泵输送至一级水洗罐16中，充分搅拌水洗；

步骤三、将水洗完后的液体由一级水洗罐16直流到沉淀池3的中部；

步骤四、将液体在输送至沉淀池3经过充分沉淀后上层清液自沉淀池3上方溢流至一级脱钙搅拌器4，同时向一级脱钙搅拌器4的液体中加入饱和碳酸钠溶液进行第一次硬度粗调，液体在一级脱钙搅拌器4充分搅拌反应后由污泥泵送至絮凝池5；

步骤五、向絮凝池5的液体中投加PAM溶液；

步骤六、液体在絮凝池5絮凝完成后由计量泵将液体输送至一级固液分离器7进行离心脱水；

步骤七、将一级固液分离器7分离出的泥饼进入二级水洗模块8，将一级固液分离器7分离出的液体自流至二级脱钙反应器10，向二级脱钙反应器10中的液体中加入饱和碳酸钠溶液，液体在输送至二级脱钙搅拌器10经过充分搅拌反应后由污泥泵送入中间水池12；

步骤八、将液体在中间水池12通过搅拌机进行充分搅拌，防止液体内悬浮颗粒物沉积在池底；

步骤九、将中间水池12充分搅拌均匀后的液体由化工离心泵排入第一过滤器13和第二过滤器14，经过第一过滤器13和第二过滤器14过滤后，液体继续进入水处理模块15，第一过滤器13和第二过滤器14分离出固相和液相混合后再由污泥泵输送至沉淀池3进行循环处理。

本实施例的一方面，步骤二中一级水洗罐16中控制水灰比比例为3:1-5:1；优选为3:1。

本实施例的一方面，步骤五中PAM溶液的投入量与步骤一中飞灰的投入量的质量比为0.1-0.2Kg/t。

本发明实施例提供了飞灰水经过本发明脱钙工艺前后水中离子浓度的数据对比表，其中水的处理量为0.5t/h，碱液的投加量为6.7kg/h，pH调节的酸液用量为4.1kg/h，表1为飞灰水在未经过本发明脱钙工艺前各离子浓度及pH值表，表2为飞灰水在经过本发明脱钙工艺后各离子浓度及pH值表。

表1

指标	Ca<sup>2+</sup>	Mg<sup>2+</sup>
			枣庄飞灰水洗液	1.9万—2.0万mg/L	100mg/L

表2

指标	Ca<sup>2+</sup>	Mg<sup>2+</sup>
			枣庄飞灰水洗液	1000mg/L左右	未测出

通过表1和表2中数据的对比分析可清楚得知，本发明工艺处理后的飞灰水中Ca²⁺和Mg²⁺浓度下降效果显著。

本发明针对现有飞灰脱钙所使用的设备和处理水池都较多，占地面积大且投资成本和运营成本较大、只对溶液进行了一次的脱钙处理，处理效果不完全以及未对溶液投加PAM溶液沉淀絮凝，重金属去除率不高等问题，本发明在第一次投加饱和碳酸钠溶液脱钙后再投加PAM溶液对水洗液进行絮凝再一并用一台离心机进行离心过滤减少设备的占地面积，只使用了一台离心机节约了设备成本并减少了功耗；工艺采用二级脱钙，第一次对水洗液硬度粗调，第二次再对水洗液微调，使最终液体硬度控制在200ppm，药剂投加量控制更精确；飞灰水洗液在经过滤器过滤出的沉淀和反冲洗过滤器的水经混合再次排入到脱钙工艺段的沉淀池，达到了废液的零排放。

以上对本发明垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统及方法的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，包括：

用于接收从飞灰料仓(1)输出的飞灰并将所述飞灰与水进行预混合的水洗预混罐(2)；

用于接收从所述水洗预混罐(2)排出溶液的一级水洗罐(16)；

用于接收从所述一级水洗罐(16)排出溶液并对溶液进行固液分离的沉淀池(3)；

用于接收从所述水洗预混罐(2)溢流溶液并对所述溶液进行脱钙搅拌处理的一级脱钙反应器(4)；

用于将碱性固体与溶剂进行预搅拌的一级碱液预搅拌池(17)，所述一级碱液预搅拌池(17)搅拌后得到碱液流入所述一级脱钙反应器(4)；

用于接收从所述一级脱钙反应器(4)排出溶液并对溶液进行絮凝沉降的絮凝池(5)，所述絮凝池(5)与PAM加药仓(6)连接；

用于接收从所述絮凝池(5)排出溶液并对溶液进行固液分离的一级固液分离器(7)，所述一级固液分离器(7)所分离出的固相输送至二级水洗模块(8)，所述一级固液分离器(7)所分离出的液相输送至飞灰水洗液池(9)；

用于接收从所述飞灰水洗液池(9)排出溶液并对溶液进行脱钙搅拌处理的二级脱钙反应器(10)；

用于将碱性固体与溶剂进行预搅拌的二级碱液预搅拌池(11)，所述二级碱液预搅拌池(11)搅拌后得到碱液流入所述二级脱钙反应器(10)；

用于接收从所述二级脱钙反应器(10)排出溶液的中间水池(12)；以及

用于接收从所述中间水池(12)排出溶液并对溶液进行过滤处理的第一过滤器(13)和第二过滤器(14)，所述第一过滤器(13)和第二过滤器(14)所分离出的固相输送至所述一级水洗罐(16)，所述第一过滤器(13)和第二过滤器(14)所分离出的液相输送至水处理模块(15)。

2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，所述飞灰料仓(1)内的飞灰通过气泵输送至所述水洗预混罐(2)，所述水洗预混罐(2)内的溶液通过污泥泵和计量泵输送至所述一级水洗罐(16)。

3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，所述沉淀池(3)内的溶液通过溢流的方式输送至所述一级脱钙反应器(4)，所述一级脱钙反应器(4)内溶液通过污泥泵输送至所述絮凝池(5)。

4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，所述絮凝池(5)内的溶液通过计量泵输送至所述一级固液分离器(7)。

5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，所述二级脱钙反应器(10)内的溶液通过污泥泵输送至所述中间水池(12)。

6.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，所述中间水池(12)内的溶液通过化工离心泵输送至所述第一过滤器(13)和第二过滤器(14)。

7.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙系统，其特征在于，所述第一过滤器(13)和第二过滤器(14)所分离出的固相通过污泥泵输送至所述一级水洗罐(16)。

8.一种如权利要求1-8任一项所述脱钙系统的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将飞灰料仓(1)内的飞灰通过泵输送至水洗预混罐(2)与水进行预混合；

步骤二、将所述水洗预混罐(2)中的液体通过泵输送至一级水洗罐(16)中，充分搅拌水洗；

步骤三、将水洗完后的液体由所述一级水洗罐(16)直流到沉淀池(3)的中部；

步骤四、将液体在输送至所述沉淀池(3)经过充分沉淀后上层清液自所述沉淀池(3)上方溢流至一级脱钙搅拌器(4)，同时向所述一级脱钙搅拌器(4)的液体中加入饱和碳酸钠溶液进行第一次硬度粗调，液体在所述一级脱钙搅拌器(4)充分搅拌反应后由泵送至絮凝池(5)；

步骤五、向所述絮凝池(5)的液体中投加PAM溶液；

步骤六、液体在所述絮凝池(5)絮凝完成后由泵将液体输送至一级固液分离器(7)进行离心脱水；

步骤七、将所述一级固液分离器(7)分离出的泥饼进入二级水洗模块(8)，将所述一级固液分离器(7)分离出的液体自流至二级脱钙反应器(10)，向所述二级脱钙反应器(10)中的液体中加入饱和碳酸钠溶液，液体在输送至所述二级脱钙搅拌器(10)经过充分搅拌反应后由泵送入中间水池(12)；

步骤八、将液体在所述中间水池(12)通过搅拌机进行充分搅拌，防止液体内悬浮颗粒物沉积在池底；

步骤九、将所述中间水池(12)充分搅拌均匀后的液体由泵排入第一过滤器(13)和第二过滤器(14)，经过所述第一过滤器(13)和第二过滤器(14)过滤后，液体继续进入水处理模块(15)，所述第一过滤器(13)和第二过滤器(14)分离出固相和液相混合后再由泵输送至所述沉淀池(3)进行循环处理。

9.根据权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙方法，其特征在于，步骤二中所述一级水洗罐(16)中控制水灰比比例为3:1-5:1。

10.根据权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰水洗液脱钙方法，其特征在于，步骤五中所述PAM溶液的投入量与步骤一中所述飞灰的投入量的质量比为0.1-0.2Kg/t。