CN112797419B - 一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺 - Google Patents

一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺。本发明通过杂质分离飞灰中的金属、塑料、粒径大于0.5mm的不溶物，从而确保废水漂洗、板框压滤、废水处理、蒸发结晶过程中运行的稳定性，系统能够长期稳定运行而不因为原料成分影响导致停机检修，飞灰水洗后氯离子含量小于0.8％，满足进入水泥窑的要求，蒸发器也不会因为杂质影响而堵塞。同时本发明方法通过不同氯离子含量飞灰来源采用自动化仓储系统调配，同时采用二级杂质分离系统，提升了后续处理过程中飞灰性质的稳定性，是高效、经济的生活生活垃圾飞灰水洗预处理工艺。

Description

一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺
技术领域
本发明涉及一种生活生活垃圾飞灰资源化预处理工艺，具体涉及一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺，属于固体废弃物资源化领域。
背景技术
随着生活生活垃圾处理主流从卫生填埋逐步向生活垃圾焚烧转移，生活生活垃圾焚烧飞灰成为重要的污染物。生活生活垃圾焚烧飞灰指生活生活垃圾焚烧发电厂在烟气净化系统收集而得的残余物，含有苯系物、二噁英等有机污染物和痕量重金属Pb、Cr等。根据《生活生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)规定：“生活生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。
传统的生活生活垃圾废水采用三级水洗工艺，也仅仅能够将生活生活垃圾飞灰中的氯含量降低至1.5％以下，从而增加了后续水泥窑的负荷，对成品水泥来说，水泥中的氯含量需要小于0.06％，同时过高的氯含量对水泥窑腐蚀比较严重腐蚀高炉回转窑，因此需要控制飞灰中的氯离子含量小于1％，确保水泥品质的基础上，最大限度的减少飞灰对环境的影响，然而现有的处理技术鲜有对飞灰水洗自动仓储系统及杂质分离预处理的描述。
中国文献采用氢氧化钙、铝酸盐等药剂处理方式对飞灰中的氯离子进行络合去除，主要原理包括Ca2+、Al3+与飞灰水洗液中的Cl-反应生成不溶性钙铝氯化合物Ca2Al(OH)6Cl，以去除水洗液中的Cl-，反应方程式如下:2Ca(OH)2+NaCl+NaAlO2+2H2O+Ca2Al(OH)6Cl↓+2NaOH，通过投加Ca:Al:Cl＝2:1:1(摩尔比)，能够降低水溶液中的氯离子，然而水体中的单质金属、杂质都会影响降低溶液中氯离子的效率。[王旭,陆胜勇,陈志良,等.生活生活垃圾焚烧飞灰水洗液中氯离子的去除研究[J].环境科学学报,37(6):2218-2222]
中国发明专利201810388415.9公开了一种生活垃圾飞灰处理系统及处理工艺，该工艺采用三级漂洗，一级漂洗废水进入后续废水处理系统，同时废水处理投加了絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)，PAM会黏在前期未充分截留的杂质上，导致处理效率下降。
中国文献研究了炉排生活垃圾焚烧废水二级逆流水洗特性，也是通过分析水洗固液比和时间对飞灰中的氯质量浓度、残渣中氯质量分数的模型推算，水洗时间20min、液固比为6：1时，氯盐溶出质量达到稳定，缺乏对水洗预处理的描述，从而影响了正常的氯离子溶出过程[王雨婷,汤明慧,宗达等.炉排生活垃圾焚烧飞灰二级逆流水洗特性[J].浙江大学学报(工学版),53(5)，2019:981-987]。
中国发明专利201910020356.4介绍了一种飞灰水洗预处理过程中捕集重金属的方法，通过硫化钠和硫酸亚铁进行重金属捕集。其采用硫酸亚铁引入硫酸盐，导致结晶盐中含有大量硫酸钠/硫酸钾。未经过预处理的废水水洗后的主要重金属包括碱性条件下可溶性的两性金属，硫化钠的投加超量导致污泥中含有硫化亚铁，属于危险废弃物，增加了企业的处理成本。
中国发明专利202010233283.X提供了一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，通过钙离子和偏铝酸盐进行氯离子去除，需要投加大量的外加药剂，与王旭等人的研究论文类似，在实际使用过程中不具有操作性，也缺少对水洗预处理的重要性探讨。
由于生活生活垃圾焚烧场的管理能力、生活垃圾分类等因素，生活生活垃圾焚烧飞灰由于焚烧炉炉型、运输过程、管理能力，导致生活生活垃圾焚烧飞灰中的组分，除了氯离子含量差异化很大外，其组分复杂、杂质含量很多。
生活生活垃圾焚烧过程中，容易产生局部绝氧环境，导致含有大量的单质金属。单质金属在水洗过程中未能进行有效预处理，会水洗过程中产生大量的氢气，从而有爆炸的风险。单质金属水解也增加了溶液碱度和后续除重金属所需要的药剂量，并且消耗新鲜水。
玻璃、瓷片等硬颗粒未能有效分析的情况下，会导致板框压滤机滤布破损，从而导致板框压滤机出水浑浊，不仅影响水洗工段，也会影响后续的处水处理和蒸发过程。特别时热熔融物质容易导致氯离子溶出和废水处理效率大大下降。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺，该方法根据生活生活垃圾焚烧飞灰特性，通过均匀进料、一级振动筛、一级楔形网过滤系统，对水洗飞灰进行预处理，从而最大程度上维系处理工艺的稳定性，是经济可行、高效的生活生活垃圾焚烧飞灰水洗预处理工艺。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种高效生活生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺，包括以下步骤：
(1)均匀进料：原料仓库中根据不同氯离子含量进行不同原料均匀配比，通过自动配料系统，形成氯离子含量为8％～9％的均匀氯离子含量物料。
(2)筛分段：塑料、金属、玻璃等大颗粒杂质通过振动筛进行分离，振动筛的目数30～60目之间；
(3)过滤段：采用楔形网过滤器进行液相颗粒分离，确保大于0.1mm的毛发等物料不进入后续处理系统。
作为优选方案，根据后续选择三效蒸发或者MVR工艺，确保氯离子含量稳定在8～9％之间，从而保证后续蒸发器的循环量不需要根据氯离子浓度进行循环量调整。
作为优选方案，稳定的氯离子含量，优选为8.2％～8.6％的均匀氯离子含量物料，能够保证稳定的液固比，从而确保三级或者二级漂洗都具有较高的处理效率。
作为优选方案，稳定的氯离子含量，相对表示废水中的钙镁离子含量比较稳定，投加碳酸钠的质量比较稳定，保证废水系统的稳定运行。
作为优选方案，电动筛分离生产、运输、包装过程中引入的塑料、金属、玻璃等大颗粒杂质，除具有显著的经济效益外，还能够降低这些杂质对废水处理设备的影响，减少漂洗设备的磨损度，延长使用寿命。
作为优选方案，所述的电动筛分离过程为固相分离模式，通过分离杂质，减少了飞灰水洗的用水量，譬如金属单质、电石、硅酸盐等杂质都会消耗飞灰水洗。
作为楔形网过滤器采用SUS304材质，能够确保长期稳定运行。
作为优选方案，反应器顶部采用负压吸收的方式，保证产生的挥发性氯气、次氯酸能够通过负压风机采用碱喷淋稳定吸收，生成具有一定浓度次氯酸钠溶液。或者采用氢氧化钙溶液吸收，最后形成次氯酸钙结晶颗粒。为能够尽可能降低二段压滤液中的氯离子，溶液上方的负压维持在-150～-100Pa，同时电解溶液中空气搅拌强度为5～20m3/(m2·h)。
作为优选方案，蒸发器的结垢清洗采用0.5％硝酸、0.5％的盐酸、0.5％的柠檬酸按照1：1：1(体积比)混合后清洗，清洗时间为2～6h。通过合理构建清洗周期，清洗周期为20～30天，即使蒸发器产能未下降，也需要按照清洗周期进行清洗，实现稳定的处理效率。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明方法根据生活生活垃圾焚烧飞灰的含氯特性，构建二级漂洗、废水处理、蒸发浓缩结晶、冷凝液回用二级漂洗的闭路处理体系。整体工艺不受水资源、处置区域限制，具有宽泛和广阔的使用场景。
2.本发明方法工艺水灰比为1.2：1～2：1，远低于常规工艺大于3：1的水灰比。
3.本发明采用二级漂洗，中间通过降低二段漂洗压滤液的氯离子含量，从而增加了一级漂洗的脱氯效率，降低了整体用水量。
4.采用电极中温板框压滤机的飞灰过滤模式，通过将飞灰中的水分降低至25％以下能够保证漂洗过程中，减少分子间结合水对氯离子的溶解吸附作用。
5.本发明全程未采用絮凝剂，确保全流程系统的稳定运行。
6.本发明方法操作简便，适应性强，可适于不同规模、不同氯含量的飞灰处理需求。
附图说明
图1是本发明一种高效生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺的过程示意图。
具体实施方式
下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1：
浙江某水泥厂，250吨/日的生产线，采用自动氯离子含量调配系统，调配系统将氯离子浓度自动调配至8.2％～8.5％，从而保证稳定的水灰比为1.2：1～1.5：1，飞灰水洗后氯离子含量小于0.8％。
实施例2：
浙江某水泥厂，250吨/日的生产线，采用自动氯离子含量调配系统，调配系统将氯离子浓度自动调配至8.2％～8.5％，采用二级振动筛分离金属颗粒物，从而导致拌浆系统的氢气含量从2000ppm降低至200ppm以下，大大降低了运行风险。
实施例3：
浙江某水泥厂，250吨/日的生产线，采用自动氯离子含量调配系统，调配系统将氯离子浓度自动调配至8.2％～8.5％，采用二级振动筛分离金属颗粒物，采用0.1mm水切楔形网过滤器对毛发等液相杂质进行分离，从而促进板框压滤机的压滤效率提升25％。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种生活垃圾焚烧飞灰均质进料工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)均匀进料：原料仓库中根据不同氯离子含量进行不同原料均匀配比，通过自动配料系统，形成氯离子含量为8％～9％的均匀氯离子含量物料；
(2)筛分段：塑料、金属、玻璃大颗粒杂质通过振动筛进行分离，振动筛的目数30～60目之间；
(3)过滤段：采用楔形网过滤器进行液相颗粒分离，确保大于0.1mm的毛发物料不进入后续处理系统。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(1)中配比料仓为采用不同生活垃圾焚烧飞灰原料进行配比，从而获得均匀氯离子含量物料。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述步骤(2)中震动筛的目数为30～60目。
4.如权利要求1所述的工艺，拌浆后的物料采用楔形网过滤器，楔形网过滤器选择网的粒径为0.25mm，从而通过形成均质膜可以截留0.1mm的液相中杂质。
5.如权利要求4所述的工艺，所述楔形网过滤器采用蒸发器冷凝液进行反冲洗，冲洗后的固体废弃物经板框压滤后处置或者资源化。
6.如权利要求2所述的工艺，其特征在于，采用在线氯离子含量设备进行氯离子含量监测，从而根据氯离子含量进行原料调配。
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