CN110947529B - 一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统及使用方法，包括以下步骤：1)制浆：飞灰储存仓通过卸料器给料到制浆罐，与下一步骤水力洗脱的出水混合，制备成浆液；2)水力洗脱：包括不少于4级串联的水力旋流分离系统，水力旋流分离系统包括水力旋流分离器和缓存池，第一级水力旋流分离器出水进入到水处理回用系统；3)隔膜压滤脱水：采用隔膜压滤机对最后一级水力旋流分离器的泥水进行压滤，滤饼进入水泥窑协同处置。本方法适合于任何含量含氯的垃圾焚烧飞灰的水洗预处理，具有显著的经济效益。

Description

一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统及使用方法

(一)技术领域

本发明涉及一种用于生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯的资源化预处理方法。

(二)背景技术

随着城市化进程的不断推进，人口规模越来越大，生活垃圾产生量剧增，由于城市土地的有限，焚烧成为生活垃圾处置的一种有效方法。垃圾在焚烧过程中会产生大量的飞灰，其产生量约占到入炉垃圾量的2～5％。垃圾焚烧飞灰中含有二氧化硅、氧化铝、氯化物、重金属、二噁英等，其中重金属和二噁英是国家严格控制的危险废物，未经特定的处置方法处理不可以进入环境中，因此，垃圾焚烧飞灰及时安全处置成为一项非常重要的任务。

对于这种氯含量较高的垃圾焚烧飞灰的再处理，会存在一定的安全隐患。现有的垃圾焚烧飞灰处置技术如水泥固化法、药剂处理法等都无法对飞灰进行资源化利用，存在环境安全风险，而且需要较大占地面积。

我们国家政策鼓励满足相关标准前提下综合利用危险废物，垃圾焚烧飞灰可以按照《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方式进行综合利用，因此垃圾焚烧飞灰可以作为水泥生产的一种原料。但是垃圾焚烧飞灰不能够直接作为生产水泥的原料，限制垃圾焚烧飞灰直接进入水泥窑的一个主要因素是其中的含氯量。开发一种降低垃圾焚烧飞灰中的含盐量的系统方法不仅可以使得垃圾焚烧飞灰资源化利用，同时可以回收其中有价值的组分。

投资及运行费用决定了一种技术的创新性，垃圾焚烧飞灰水洗脱氯的工艺决定了其投资成本和日常处理费用，影响的主要因素或难题有：1、水洗的水灰比例；2、投入的关键设备费用；3、运行维护的可操作性；4、设备运行过程的能耗。

常规的垃圾焚烧飞灰水洗脱氯是采用水和飞灰混合反应后，再通过卧螺离心机和压滤机进行脱水分离，一般进行三次以上的反应和脱水分离，该类方法存在如下不足：1、水灰比高；2、卧螺离心机昂贵同时容易出现故障；3、压滤机设备昂贵，脱水操作过程导致该类水洗方案为间歇式操作，操作管理困难；4、设备出现故障率高，设备维护要求高；5、运行能耗高。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种连续运行、脱氯效果好、水灰比低的低投资及低运行费用的垃圾焚烧飞灰脱氯系统和使用方法，实现了垃圾焚烧飞灰连续水洗操作，大幅度减少了离心脱水设备，显著降低水灰比。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，包括飞灰储存仓、卸料器、制浆罐、水力旋流分离器装置、隔膜压滤机、水处理回用装置和药剂罐；所述飞灰储存仓底部设有卸料器；所述制浆罐内部设有搅拌装置，顶部设有进水口、底部设有浆液出口；所述隔膜压滤机设有料液进口和滤液出口；所述水处理回用装置设有进水口和出水口；所述水力旋流分离器装置由多级水力旋流分离器单元串联组成，所述水力旋流分离器单元除最后一级外均由水力旋流分离器和缓存池连通构成，最后一级水力旋流分离器单元只有水力旋流分离器不设置缓存池；所述水力旋流分离器侧面均设有进料口、进水口和出水口，底部设有出料口，最后一级水力旋流分离器顶部还设有回收水入口；所述缓存池均设有进口和浆液出口；所述飞灰储存仓的卸料器与制浆罐连通，所述第一级水力旋流分离器的进水口与第二级水力旋流分离器的出水口连通，第一级水力旋流分离器出水口与制浆罐的进水口及水处理回用装置连通；所述第一级水力旋流分离器的进料口通过输送设备与制浆罐料液出口连通，所述第一级水力旋流分离器出料口与第一级储存池连通，第一级缓存池的出料口通过输送设备与第二级水力旋流分离器进料口连通，依此类推，上一级水力旋流分离器进水口与下一级水力旋流分离器出水口连通，上一级缓存池浆液出口与下一级水力旋流分离器进料口连接，所述最后一级水力旋流分离器的回收水出口与水处理回用装置连通，所述最后一级水力旋流分离器的进水口与隔膜压滤机滤液出口连通，最后一级水力旋流分离器出水口与倒数第二级水力旋流分离器进水口连通，最后一级水力旋流分离器进料口与倒数第二级水力旋流分离器单元中缓存池的浆液出口通过输送设备连通，所述最后一级水力旋流分离器出料口通过输送设备与隔膜压滤机进料口连通。

进一步，所述第一级水力旋流分离器和第二级水力旋流分离器顶部还设有药剂进口，并通过设有流量计的管路与药剂罐连通。

进一步，所述水力旋流分离器装置由不少于4级的水力旋流分离器单元串联组成，优选5级，且第5级单元只有水力旋流分离器不设缓存池；所述水力旋流分离器单元中水力旋流分离器的料液通过阀门控制流量重力自流进入缓存池，缓存池中的浆液通过输送设备进入下一级水力旋流分离器，水力旋流分离器出水通过溢流进入上一级水力旋流分离器。

进一步，所述水力旋流分离器高径比均为3～12：1。

进一步，所述每一级的水力旋流分离器和缓存池的高度差为4～15m，多级水力旋流分离器高度依次形成后一级出水口的出水可以溢流进上一级水力旋流分离器的进水口。

进一步，所述水力旋流分离器的进料从侧面中上端进入，分离后的水和泥分别从顶部和底部排出，水力旋流分离器的进料可以有1～4个进料口。

进一步，所述水处理回用装置可以采用通用的水处理系统，水处理方法包括重金属沉淀吸附、中和、吸附、过滤和蒸发结晶工艺，本发明优选重金属沉淀-中和-吸附-过滤和蒸发结晶组合工艺。

进一步，本发明所述水力旋流分离器装置为5级水力旋流器单元，具体为：

所述第一级水力旋流分离器单元由第一级水力旋流分离器与第一级缓存池组成，所述第一级水力旋流分离器侧面设有第一进料口、第一进水口和第一出水口，顶部设有第一药剂进口，底部设有第一出料口；所述第一级缓存池设有第一进口和第一浆液出口，所述第一级水力旋流分离器第一出料口与第一级缓存池第一进口连通；所述第一级水力旋流分离器的第一进料口通过第一输送设备与制浆罐的浆液出口连通，所述第一级水力旋流分离器的第一出水口与制浆罐的进水口和水处理回用装置连通；第一级水力旋流分离器的第一药剂进口通过流量计与药剂罐连通；所述第二级水力旋流分离器单元由第二级水力旋流分离器与第二级缓存池组成，所述第二级水力旋流分离器侧面设有第二进料口、第二进水口和第二出水口，底部设有第二出料口，顶部设有第二药剂进口，所述第二级缓存池设有第二出口和第二浆液出口，所述第二级水力旋流分离器第二出料口与第二级缓存池第二进口连通；所述第二级水力旋流分离器的第二进料口通过第二输送设备与第一级缓存池的第一浆液出口连通，所述第二级水力旋流分离器的第二出水口与第一级水力旋流分离器的第一进水口连接，第二药剂进口通过流量计与药剂罐连通；所述第三级水力旋流分离器单元由第三级水力旋流分离器与第三级缓存池组成，所述第三级水力旋流分离器侧面设有第三进料口、第三进水口和第三出水口，底部设有第三出料口；所述第三级缓存池设有第三进口和第三浆液出口，所述第三级水力旋流器第三出料口与第三级缓存池第三进口连通；所述第三级水力旋流分离器的第三进料口通过第三输送设备与第二级缓存池的第二浆液出口连通，所述第三级水力旋流分离器的第三出水口与第二级水力旋流分离器的第二进水口连接；所述第四级水力旋流分离器单元由第四级水力旋流分离器与第四级缓存池组成，所述第四级水力旋流分离器侧面设有第四进料口、第四进水口和第四出水口，底部设有第四出料口；所述第四级缓存池设有第四进口和第四浆液出口，所述第四级水力旋流分离器第四出料口与第四级缓存池第四进口连通；所述第四级水力旋流器的第四进料口通过第四输送设备与第三级缓存池的第三浆液出口连通，所述第四级水力旋流分离器的第四出水口与第三级水力旋流分离器的第三进水口连接；所述第五级水力旋流分离器单元为第五级水力旋流分离器，所述第五级水力旋流分离器设有第五进水口、第五出水口和第五进料口，顶部设有回用水出口，底部设有第五出料口，所述第五出水口与第四级水力旋流分离器的第四进水口连接，所述第五级水力旋流分离器的第五进料口通过第五输送设备与第四级缓存池的第五浆液出口连接，所述第五级水力旋流分离器的回用水出口与水回用处理装置连接；所述隔膜压滤机的料液进口通过第六输送设备与所述第五级水力旋流分离器的第五出料口连接，所述隔膜压滤机的滤液出口与第五级水力旋流分离器的第五进水口连接。

本发明还提供一种所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统的脱氯方法所述方法为：

将垃圾焚烧飞灰送入到飞灰储存仓，通过卸料器进入到制浆罐中，制浆罐中浆液通过第一输送设备进入第一级水力旋流器；第一级水力旋流分离器的部分出水通过流量计进入到制浆罐中与飞灰混合制浆，剩下部分出水经重力溢流自流进入到水处理回用装置，第一级水力旋流分离器的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第一级缓存池中，再经过第二输送设备送入到第二级水力旋流分离器；第二级水力旋流分离器的出水溢流自流进入到第一级水力旋流分离器，第二级水力旋流分离器的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第二级缓存池中，依此类推，下一级水力旋流分离器出水通过溢流进入上一级水力旋流分离器，上一级缓存池中泥水通过输送设备进入下一级水力旋流分离器；最后一级水力旋流分离器出水部分进入上一级水力旋流分离器且部分进入水回用处理装置，最后一级水力旋流器的泥浆通过输送设备进入隔膜压滤机，隔膜压滤机脱水后的滤液仍然回到最后一级水力旋流分离器，收集滤饼，即为脱氯处理后的飞灰。

具体，本发明所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统的使用方法为：

垃圾焚烧飞灰送入到飞灰储存仓1储存，飞灰储存仓1中的飞灰通过卸料器2进入到制浆罐3中，制浆罐3中浆液通过第一输送设备4进入第一级水力旋流器5，同时药剂罐21中的药剂通过流量计22加入到第一级水力旋流器5；第一级水力旋流分离器5的部分出水通过流量计控制其流量使制浆罐中飞灰与水质量比为1:0.8～1.5，进入到制浆罐3中与飞灰混合制浆，第一级水力旋流分离器5的剩下部分出水经重力溢流自流进入到水处理回用装置20，第一级水力旋流分离器5的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第一级缓存池6中，再经过第二输送设备7送入到第二级水力旋流分离器8，同时药剂罐21中的药剂通过流量计22加入到第二级水力旋流分离器8；第二级水力旋流分离器8的出水溢流自流进入到第一级水力旋流分离器5，第二级水力旋流分离器8的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第二级缓存池9中，再经过第三输送设备10送入到第三级水力旋流分离器11；第三级水力旋流分离器11的出水溢流进入到第二级水力旋流分离器8，第三级水力旋流分离器11的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第三级缓存池12中，再经过第四输送设备13送入到第四级水力旋流分离器14；第四级水力旋流分离器14的出水溢流进入到第三级水力旋流分离器11，第四级水力旋流分离器14的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第四级缓存池15中，再经过第五输送设备16送入到第五级水力旋流分离器17，同时，水处理回用装置20的出水也进入第五级水力旋流分离器17；第五级水力旋流分离器17的出水溢流进入到第四级水力旋流分离器14，第五级水力旋流分离器17的泥浆经过第六输送设备18直接送入到隔膜压滤机19，隔膜压滤机脱水后的滤液仍然回到第五级水力旋流分离器17，收集滤饼，即为脱水滤饼。

所述飞灰储存仓中飞灰氯质量含量为3～22％，所述制浆罐中飞灰与第一级水力旋流分离器出水的质量比通过流量计控制在1:0.8～1.5，制浆罐搅拌功率0.55kW，制浆反应时间为5～60min，制浆搅拌器转速不低于30rpm，优选45-60rpm。

进一步，所述卸料器转速15rpm、功率0.15kW、卸料量10kg～50kg/h。

进一步，隔膜压滤机采用过滤压力大于8Mpa，优选为8～10Mpa，过滤面积10m²，经隔膜压滤机处理后滤饼含水率小于36％，氯含量小于0.9％，优选滤饼含水率为33～35％，氯含量为0.3～0.9％。

进一步，所述第一级水力旋流器和第二级水力旋流分离器连接有药剂罐，所述药剂罐中加入聚丙烯酰胺水溶液；聚丙烯酰胺(PAM)分子量为10-500万；所述PAM质量与第一级水力旋流分离器或第二级水力旋流分离器中飞灰的质量比例均为1～10:10000，优选4:10000；所述聚丙烯酰胺水溶液质量浓度优选为0.5％。

本发明生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统的使用方法包括(1)制浆处理：飞灰储存仓通过卸料器给料到制浆罐，与第一级水力旋流分离器的出水混合，制备成浆液；通过调节卸料器运转速率和第一级水力旋流分离器的出水水量，控制制浆的水灰比。(2)水力洗脱处理：制浆后的浆液通过输送设备输送到第一级水力旋流分离器，第一级水流旋流分离器部分出水自流进入到水处理回用系统，实现零废水外排，部分水到制浆罐制浆，底部泥水进入到配套缓存池，其中泥水通过输送设备输送到第二级水力旋流分离器，第二级水流旋流分离器顶部出水自流进入到第一级水流旋流分离器，底部泥水进入到配套缓存池，其中泥水通过输送设备输送到第三级水力旋流分离器，第三级水流旋流分离器顶部出水自流进入到第二级水流旋流分离器，底部泥水进入到配套缓存池，其中泥水通过输送设备输送到第四级水力旋流分离器，以此类推。(3)隔膜压滤脱水处理：最后一级水力旋流分离器的泥水通过隔膜压滤机进行压滤脱水，滤饼进入水泥窑协同处置，脱水后的滤液进入上一级水力旋流分离器。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：通过水力旋流分离器实现连续的泥水分离，因此本发明具有工艺简单，设备通用，用水省，能耗低等优点，利用本发明水洗处理垃圾焚烧飞灰后的滤饼含水率小于36％，氯含量小于0.9％，灰水比1:0.8～1.5(已有技术水洗后的飞灰氯含量1～2％、灰水比为1:2或更低，见参考文献：(李忠锋，左磊，安君，周月红，程章，焦明明，杨月.一种垃圾焚烧飞灰或窑灰的水洗脱盐系统及方法.发明专利,申请号CN201810110244.)和(李忠锋，左磊，安君，周月红，程章，焦明明，杨月.一种垃圾焚烧飞灰或窑灰的水洗脱盐系统.发明专利,申请号CN201820202511.)。

(四)附图说明

图1为本发明所述的生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯系统示意图，其中1-飞灰储存仓，2-卸料器，3-制浆罐，31-搅拌装置，32-进水口，33-浆液出口，4-第一输送设备，5-第一级水力旋流分离器，51-第一进料口，52-第一出水口，53-第一进水口，54-第一出料口，55-第一药剂进口，6-第一级缓存池，61-第一进口，62-第一浆液出口，7-第二输送设备，8-第二级水力旋流分离器，81-第二进料口，82-第二出水口，83-第二进水口，84-第二出料口，85-第二药剂进口，9-第二级缓存池，91-第二进口，92-第二浆液出口，10-第三输送设备，11-第三级水力旋流分离器，111-第三进料口，112-第三出水口，113-第三进水口，114-第三出料口，12-第三级缓存池，121-第三进口，122-第三浆液出口，13-第四输送设备，14-第四级水力旋流分离器，141-第四进料口，142-第四出水口，143-第四进水口，144-第四出料口，15-第四级缓存池，151-第四进口，152-第四浆液出口，16-第五输送设备，17-第五级水力旋流分离器，171-第五进料口，172-第五出水口，173-第五进水口，174-第五出料口，175-回用水出口，18-第六输送设备，19-隔膜压滤机，191-料液进口，192-滤液出口，20-水处理回用装置，21-药剂罐，22-药剂泵及流量计。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1：

参照图1，一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，包括飞灰储存仓1、卸料器2、制浆罐3、水力旋流分离器装置、隔膜压滤机19、药剂罐21和水处理回用装置20；所述飞灰储存仓1底部设有卸料器2，所述卸料器2与制浆罐3连通，所述制浆罐内部设有搅拌装置31，顶部设有进水口32、底部设有浆液出口33；所述隔膜压滤机19设有料液进口191和滤液出口192；所述水力旋流分离器装置由五级水力旋流分离器单元串联组成，所述水力旋流分离器单元除最后一级外均由水力旋流分离器和缓存池连通构成，最后一级水力旋流分离器单元仅为水力旋流分离器，不设缓存池；所述水力旋流分离器侧面均设有进料口、进水口和出水口，底部设有出料口；所述缓存池均设有进口和浆液出口；所述第一级水力旋流分离器单元由第一级水利旋流分离器的出料口与第一级缓存池进口连通构成，所述第一级水力旋流分离器的进料口通过第一输送设备(规格为：蠕动泵，流量为100L/h)与制浆罐浆液出口连通，第一级水力旋流分离器的出水口通过管路与制浆罐的进水口和水处理回用装置连通，所述第一级水力旋流分离器的进水口与第二级水力旋流分离器的出水口连通，第一级缓存池的浆液出口通过第二输送设备与第二级水力旋流分离器进料口连通，依此类推，上一级水力旋流分离器进水口与下一级水力旋流分离器出水口连通，上一级缓存池的浆液出口与下一级水力旋流分离器进料口连通，最后一级水力旋流分离器顶部还设有回收水出口，所述回收水出口与水处理回用装置连通，所述最后一级水力旋流分离器出料口通过输送设备与隔膜压滤机料液进口连通，隔膜压滤机滤液出口与最后一级水力旋流分离器的进水口连通；所述第一级水力旋流分离器和第二级水力旋流分离器顶部还设有药剂进口，并通过管路和输送设备与药剂罐连通；

本实施例设置了5级水力旋流器单元，具体为：

所述水力旋流分离器单元由第一级水力旋流分离器到第五级水力旋流分离器组成，第一级到第四级水力旋流分离器单元均由水力旋流分离器和缓存池组成，第五级水力旋流分离器单元仅为水力旋流分离器；第一级、第二、第三、第四和第五级水力旋流分离器高度依次形成后一级的出水口的出水可以溢流进上一级水力旋流分离器的进水口。

所述第一级水力旋流分离器单元由第一级水力旋流分离器5与第一级缓存池6组成，所述第一级水力旋流分离器5侧面设有第一进料口51、第一进水口53和第一出水口52，顶部设有第一药剂进口55，底部设有第一出料口54；所述第一级缓存池6设有第一进口61和第一浆液出口62，所述第一级水力旋流分离器5的第一出料口54与第一级缓存池6的第一进口61连通；所述第一级水力旋流分离器5的第一进料口51通过第一输送设备4与制浆罐3的浆液出口33连通，所述第一级水力旋流分离器5的第一出水口52与制浆罐3的进水口32和水处理回用装置20连通；第一级水力旋流分离器5的第一药剂进口55通过流量计22与药剂罐21连通；

所述第二级水力旋流分离器单元由第二级水力旋流分离器8与第二级缓存池9组成，所述第二级水力旋流分离器8侧面设有第二进料口81、第二进水口83和第二出水口82，底部设有第二出料口84，顶部设有第二药剂进口85，所述第二级缓存池9设有第二进口91和第二浆液出口92，所述第二级水力旋流分离器8的第二出料口84与第二级缓存池9的第二进口91连通；所述第二级水力旋流分离器8的第二进料口81通过第二输送设备7与第一级缓存池6的第一浆液出口62连通，所述第二级水力旋流分离器8的第二出水口82与第一级水力旋流分离器5的第一进水口53连通，第二药剂进口85通过流量计22与药剂罐21连通；

所述第三级水力旋流分离器单元由第三级水力旋流分离器11与第三级缓存池12组成，所述第三级水力旋流分离器11侧面设有第三进料口111、第三进水口113和第三出水口112，底部设有第三出料口114；所述第三级缓存池12设有第三进口121和第三浆液出口122，所述第三级水力旋流分离器11的第三出料口114与第三级缓存池12的第三进口121连通；所述第三级水力旋流分离器11的第三进料口111通过第三输送设备10与第二级缓存池9的第二浆液出口92连通，所述第三级水力旋流分离器11的第三出水口112与第二级水力旋流分离器8的第二进水口83连接；

所述第四级水力旋流分离器单元由第四级水力旋流分离器14与第四级缓存池15组成，所述第四级水力旋流分离器14侧面设有第四进料口141、第四进水口143和第四出水口142，底部设有第四出料口144；所述第四级缓存池15设有第四进口151和第四浆液出口152；所述第四出料口144与第四进口151连通；所述第四进料口141通过第四输送设备13与第三浆液出口122连通，所述第四出水口142与第三级水力旋流分离器11的第三进水口113连接；

所述第五级水力旋流分离器单元为第五级水力旋流分离器17，所述第五级水力旋流分离器17设有第五进水口173、第五出水口172和第五进料口171，顶部设有回用水出口175，底部设有第五出料口174，所述第五出水口172与第四级水力旋流分离器14的第四进水口143连接，所述第五进料口171通过第五输送设备16与第四级缓存池15的第四浆液出口152连接，所述回用水出口175与水回用处理装置20连接；所述第五出料口174通过第六输送设备18与隔膜压滤机19的料液进口191连接，所述第五进水口173与隔膜压滤机19的滤液出口192连接。

飞灰储存仓规格：φ1m×1.5m；卸料器转速15rpm、功率0.15kW、卸料量10kg～50kg/h；制浆罐规格：φ0.4m×0.5m，搅拌功率0.55kW；五级水力旋流分离器规格都是φ0.5m×1.5m、缓存池规格均为φ0.5m×1.0m；药剂罐规格：φ0.4m×0.5m。

所述飞灰储存仓中飞灰氯质量含量为18.2％和8.6％(表1和表2)，所述制浆罐中飞灰与第一级水力旋流分离器出水的质量比例控制在1:1，制浆反应时间为40min，制浆搅拌器转速45rpm。

药剂罐中加入质量浓度0.5％聚丙烯酰胺(PAM，分子量为10-500万)水溶液；通过流量计控制药剂与水力旋流分离器中飞灰质量比为4：10000；隔膜压滤机采用过滤压力为8～10Mpa，过滤面积10m²。

本发明生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱氯方法为：

垃圾焚烧飞灰送入到飞灰储存仓1储存，飞灰储存仓1中的飞灰通过卸料器2进入到制浆罐3中，制浆罐3中浆液通过第一输送设备4进入第一级水力旋流分离器5，同时药剂罐21中的药剂(质量浓度0.5％聚丙烯酰胺水溶液)通过流量计22以100ml/h的速度加入到第一级水力旋流分离器5；第一级水力旋流分离器5的部分出水通过阀门控制进入到制浆罐3中与飞灰混合制浆，第一级水力旋流分离器5的剩下部分出水通过阀门控制重力自流进入到水处理回用装置20；第一级水力旋流分离器5的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第一级缓存池6中，再经过第二输送设备7送入到第二级水力旋流分离器8，同时药剂罐21中的药剂通过流量计22加入到第二级水力旋流分离器8；第二级水力旋流分离器8的出水溢流自流进入到第一级水力旋流分离器5，第二级水力旋流分离器8的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第二级缓存池9中，再经过第三输送设备10送入到第三级水力旋流分离器11；第三级水力旋流分离器11的出水溢流自流进入到第二级水力旋流分离器8，第三级水力旋流分离器11的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第三级缓存池12中，再经过第四输送设备13送入到第四级水力旋流分离器14；第四级水力旋流分离器14的出水溢流自流进入到第三级水力旋流分离器11，第四级水力旋流分离器14的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第四级缓存池15中，再经过第五输送设备16送入到第五级水力旋流分离器17，同时，水处理回用装置20的出水通过流量计控制进入第五级水力旋流器17；第五级水力旋流分离器17的出水溢流自流进入到第四级水力旋流分离器14，第五级水力旋流分离器17的泥浆经过第六输送设备18直接送入到隔膜压滤机19，隔膜压滤机脱水后的滤液仍然回到第五级水力旋流分离器17，收集滤饼，即为脱水滤饼。

表1实施应用测试数据1

表2实施应用测试数据2

实验结论表明，当飞灰中氯含量为8～19％之间时，控制灰水质量比为1，可以使得水洗后的飞灰中氯含量小于0.9％。

Claims (10)

1.一种生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，其特征在于，所述脱氯系统包括：飞灰储存仓、卸料器、制浆罐、水力旋流分离器装置、隔膜压滤机、水处理回用装置和药剂罐；所述飞灰储存仓底部设有卸料器；所述制浆罐内部设有搅拌装置，顶部设有进水口、底部设有浆液出口；所述隔膜压滤机设有料液进口和滤液出口；所述水处理回用装置设有进水口和出水口；所述水力旋流分离器装置由多级水力旋流分离器单元串联组成，所述水力旋流分离器单元除最后一级外均由水力旋流分离器和缓存池连通构成，最后一级水力旋流分离器单元只有水力旋流分离器不设置缓存池；所述水力旋流分离器侧面均设有进料口、进水口和出水口，底部设有出料口，最后一级水力旋流分离器顶部还设有回收水入口；所述缓存池均设有进口和浆液出口；所述飞灰储存仓的卸料器与制浆罐连通，第一级水力旋流分离器的进水口与第二级水力旋流分离器的出水口连通，第一级水力旋流分离器出水口与制浆罐的进水口及水处理回用装置连通；所述第一级水力旋流分离器的进料口通过输送设备与制浆罐料液出口连通，所述第一级水力旋流分离器出料口与第一级储存池连通，第一级缓存池的出料口通过输送设备与第二级水力旋流分离器进料口连通，依此类推，上一级水力旋流分离器进水口与下一级水力旋流分离器出水口连通，上一级缓存池浆液出口与下一级水力旋流分离器进料口连接，所述最后一级水力旋流分离器的回收水出口与水处理回用装置连通，所述最后一级水力旋流分离器的进水口与隔膜压滤机滤液出口连通，最后一级水力旋流分离器出水口与倒数第二级水力旋流分离器进水口连通，最后一级水力旋流分离器进料口与倒数第二级水力旋流分离器单元中缓存池的浆液出口通过输送设备连通，所述最后一级水力旋流分离器出料口通过输送设备与隔膜压滤机进料口连通；所述水处理回用装置采用通用的水处理系统，水处理方法包括重金属沉淀、中和、吸附、过滤和蒸发结晶工艺；所述水处理回用装置的出水通过流量计控制进入最后一级水力旋流分离器。

2.如权利要求1所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，其特征在于，所述第一级水力旋流分离器和第二级水力旋流分离器顶部还设有药剂进口，并通过设有流量计的管路与药剂罐连通。

3.如权利要求1所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，其特征在于，所述水力旋流分离器装置由不少于4级的水力旋流分离器单元串联组成。

4.如权利要求1所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，其特征在于，所述水力旋流分离器高径比均为3~12：1。

5.如权利要求1所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统，其特征在于，每一级的水力旋流分离器和缓存池的高度差为4~15m，多级水力旋流分离器高度依次形成后一级出水口的出水溢流进上一级水力旋流分离器的进水口。

6.一种如权利要求1所述生活垃圾焚烧飞灰水洗脱氯系统的脱氯方法，其特征在于，所述脱氯方法为：

将垃圾焚烧飞灰送入到飞灰储存仓，通过卸料器进入到制浆罐中，制浆罐中浆液通过第一输送设备进入第一级水力旋流器；第一级水力旋流分离器的部分出水通过流量计进入到制浆罐中与飞灰混合制浆，剩下部分出水经重力溢流自流进入到水处理回用装置，第一级水力旋流分离器的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第一级缓存池中，再经过第二输送设备送入到第二级水力旋流分离器；第二级水力旋流分离器的出水溢流自流进入到第一级水力旋流分离器，第二级水力旋流分离器的泥浆通过阀门控制流量重力自流进入到第二级缓存池中，依此类推，下一级水力旋流分离器出水通过溢流进入上一级水力旋流分离器，上一级缓存池中泥水通过输送设备进入下一级水力旋流分离器；最后一级水力旋流分离器出水部分进入上一级水力旋流分离器且部分进入水回用处理装置，所述水处理回用装置采用通用的水处理系统，水处理方法包括重金属沉淀、中和、吸附、过滤和蒸发结晶工艺；所述水处理回用装置的出水通过流量计控制进入最后一级水力旋流分离器；最后一级水力旋流器泥浆通过输送设备进入隔膜压滤机，隔膜压滤机脱水后的滤液仍然回到最后一级水力旋流分离器，收集滤饼，即为脱氯处理后的飞灰。

7.如权利要求6所述的脱氯方法，其特征在于，所述飞灰储存仓中飞灰氯质量含量为3~22％；所述制浆罐搅拌功率0.55kW，制浆反应时间为5~60min，制浆搅拌器转速不低于30rpm，所述制浆罐中飞灰与第一级水力旋流分离器出水的质量比1:0.8~1.5。

8.如权利要求6所述的脱氯方法，其特征在于，所述卸料器转速15rpm、功率0.15kW、卸料量10~50kg/h。

9.如权利要求6所述的脱氯方法，其特征在于，第一级水力旋流器和第二级水力旋流分离器连接有药剂罐，所述药剂罐中加入聚丙烯酰胺水溶液；所述聚丙烯酰胺质量加入量与第一级水力旋流分离器或第二级水力旋流分离器中飞灰的质量比均为1~10:10000。

10.如权利要求6所述的脱氯方法，其特征在于，隔膜压滤机过滤压力为8~10Mpa，过滤面积10m²。

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