CN113617531A - 一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法。该方法步骤如下：一、将飞灰与水按质量比1:5～1:10制浆，得到水灰浆。二、将盐酸加入到水灰浆中进行调浆；三、对高钙水灰浆进行浮选。四、对浮选液进行蒸发结晶回收氯化钙；对浮选泡沫进行漂洗、脱水和干燥，得到炭渣。五、对炭渣进行低温等离子体反应器与光催化剂耦合处理。本发明利用飞灰本身高氯盐及氧化钙含量高的特性，加入盐酸调浆进一步增强灰浆盐浓度及二价钙离子溶解量，使灰浆中离子电荷提高，达到抑制气泡聚结程度，提高泡沫稳定性的效果；从而在不添加起泡剂的情况下，保证了浮选过程中气泡效果，提高飞灰残炭捕集率。
Description
技术领域
本发明属于生活垃圾焚烧飞灰处理技术领域，具体涉及一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法。
背景技术
虽然生活垃圾焚烧无害化处理具有“减容、减量和资源化”等显著优势，但是生活垃圾焚烧过程中也存在二次污染，主要包括常规污染物(如COx、SOx、NOx、HCl、HI)，特殊污染物(重金属、挥发性有机物VOCs、多环芳烃PAHs、二噁英dioxins)和超细颗粒物等。其中二噁英因为毒性大、降解慢受到公众高度关注。
目前国内垃圾焚烧过程中广泛使用的二噁英控制技术为“活性炭喷射+布袋除尘技术”。烟气在200℃进入布袋除尘器前气相中悬浮的二噁英类一般情况下约占90％以上。活性炭因其巨大的比表面积和微孔结构，具有吸附容量大和吸附性能好的优点，可同时吸附气相悬浮的二噁英和挥发的重金属，使烟气净化后达标排放。与此同时，在烟气净化系统收集了微细颗粒物即垃圾焚烧飞灰，含有浸出毒性高的重金属和高含量的二噁英，且氯化物和氧化钙含量高达50％以上。
因飞灰中富集的重金属的物化特性与二噁英差异甚大，二噁英具有高度的疏水性和亲脂性，具有极强的非极性特性，增加了无害化处理飞灰的困难。目前，垃圾焚烧飞灰的处理方法主要有熔融/玻璃固化、水泥固化、化学稳定化、酸或其他溶剂洗提等。这些方法普遍存在能量消耗大、降低毒性单一、效率低、二次污染严重和适用性差等特点，比如提取和分离方法、化学稳定法、固化法主要针对重金属的处理，不涉及二噁英的毒性降解，同时产生大量废水需要处理；热处理方法虽然能稳定化飞灰中重金属，同时能有效降解飞灰中持久性有机污染物，但是存在处理成本昂贵、设备要求高和二次污染等问题限制该技术推广应用。
因此，本发明的目的在于提出一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，实现生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的分离及去除，该方法操作简单、经济实用，既实现飞灰中二噁英的去除，又使炭渣再生资源化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法；
本发明的具体步骤如下：
步骤一、将飞灰与水按质量比1:5～1:10制浆，得到水灰浆。
步骤二、将盐酸加入到水灰浆中进行调浆，使得飞灰中钙离子溶出，得到高钙水灰浆。
步骤三、对高钙水灰浆进行浮选。高钙水灰浆中的钙离子增加气泡表面的电排斥力，抑制气泡之间的聚结。同时，钙离子的存在压缩高钙水灰浆中的双电层，使得气泡和颗粒之间润湿膜的变薄和破裂，形成稳定的气泡-颗粒聚集体，促进微碳颗粒的浮选分离。高钙水灰浆浮选分离出浮选液、浮选尾灰和浮选泡沫。
步骤四、对浮选液进行蒸发结晶回收氯化钙；对浮选泡沫进行漂洗、脱水和干燥，得到炭渣。
步骤五、在炭渣中添加光催化剂后，置于低温等离子体反应器的放电反应区中进行放电反应。光催化剂采用锐钛矿晶相的二氧化钛。放电过程中产生的低温等离子体氧化降解炭渣中的二噁英；同时，低温等离子体反应器在放电过程中产生紫外光；紫外光激发炭渣中光催化剂，对炭渣中的二噁英进行光催化氧化。
作为优选，步骤二中，盐酸相对于飞灰的用量为0.5～0.75L/kg，盐酸的质量浓度为20％～35％。
作为优选，步骤三中，高钙水灰浆在进行浮选前投加捕收剂，并搅拌反应2～7min。
作为优选，所述的捕收剂采用柴油或煤油；捕收剂相对于高钙水灰浆的用量小于或等于0.15kg/t。
作为优选，对高钙水灰浆进行浮选的具体过程如下：将高钙水灰浆输送至浮选机中，向浮选机通入空气进行刮泡，充气量为0.07～0.12m3/h，浮选时间为6～10min，得到初次浮选液、初次浮选尾灰和初次浮选泡沫。将初次浮选尾灰进行二次电解浮选，浮选时间为3～8min，得到二次浮选液、二次浮选尾灰和二次浮选泡沫。
作为优选，初次浮选泡沫进行一级漂洗；二次浮选泡沫进行二级漂洗；一级漂洗和二级漂洗均为重复进行的2～3次漂洗。二级漂洗使用清水；一级漂洗使用二级漂洗产生的漂洗液。一级漂洗产生的漂洗液用于在步骤一中与飞灰混合制浆。
作为优选，二次电解浮选采用电解浮选槽进行浮选。电解浮选槽中的阳极采用金属氧化物涂层电极，阴极采用中超电势金属铁电极。
作为优选，步骤三所得的浮选尾灰进行多次水洗后用于陶粒烧结。
作为优选，步骤五中所述光催化剂相对于炭渣的添加量为0.01％～0.1％；
作为优选，步骤五中所述低温等离子体反应器的放电反应时间为5～15min，放电峰电压为15～20kV，放电功率为9～12W。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明利用飞灰本身高氯盐及氧化钙含量高的特性，加入盐酸调浆进一步增强灰浆盐浓度及二价钙离子溶解量，并同时溶出多种二价(Zn2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+等)和三价(Al3 +、Fe3+)的金属离子，使灰浆中离子电荷提高，达到抑制气泡聚结程度，提高泡沫稳定性的效果；从而在不添加起泡剂的情况下，保证了浮选过程中气泡效果，提高飞灰残炭捕集率；因此在浮选过程中省去了起泡剂，节省了药剂成本；此外，盐酸的加入使得飞灰中钙离子大量溶出，有利于飞灰浮选尾灰进行陶粒烧结资源化(入窑烧制限制原料成分中总钙含量小于10％)，且能够通过蒸发结晶回收氯化钙。
2、本发明将作为光催化剂的锐钛矿相二氧化钛一同加入低温等离子体反应器，利用低温等离子体反应器自然产生的紫外光激发锐钛矿相二氧化钛，从而在无独立紫外光源的情况下，实现了低温等离子体耦合光催化技术；浮选出的炭渣(活性炭)在低温等离子体与光催化的耦合作用下进行再生/活化，既使二噁英完全降解，又保留活性炭表面的多孔结构和高吸附活性。此外，本发明选用的锐钛矿相二氧化钛，具有紫外光吸收能力强的特点，将其作为活性炭活化过程中的催化活性中心，是实现无独立光源下光催化氧化的重要原因。
3、本发明中的电解浮选利用电解水获得微泡，产生的气泡尺寸可小至纳米级别，具有强载浮能力，这使得细粒炭与气泡之间的碰撞粘附概率增加，从而使细粒炭的回收率得到提高；同时电解浮选能有效降低灰浆中Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+等重金属离子含量。
4、本发明中的灰浆具有高钙高盐的特点，故具有良好的分散性；只需加入少量的捕收剂改善炭表面疏水性即可，使炭微粒与气泡黏附概率增加，提高炭浮选效率，降低捕收剂用量和浮选成本。
5、本发明中富含二噁英的炭微粒通过高效浮选几乎全部分离出来，此外，二噁英是强疏水性有机物，在浮选过程中同时被捕获随气泡向上携带去除。
具体实施方式
以下结合具体技术细节对本发明的技术方案作详细描述。
一种生活垃圾焚烧飞灰浮选脱炭除二噁英的方法，包括以下步骤：
(1)将垃圾焚烧得到的飞灰与水按质量比1:5～1:10制浆，搅拌5～10min，得到水灰浆。
(2)将盐酸加入到水灰浆中进行调浆，搅拌反应10～30min，使得飞灰中钙离子溶出，得到高钙水灰浆。调浆过程中加入的盐酸质量浓度依据不同飞灰组分、产生的气泡大小和泡沫量进行调整，本实施例中优选32％。盐酸相对于飞灰的用量为0.5L/kg。加入的盐酸量越多，飞灰中的Ca2+离子溶出越多，形成浓度更高的CaCl2盐溶液，同时也溶出了其他三价金属离子(Al3+、Fe3+)和二价金属离子(Zn2+、Cu2+、Fe2+、Mg2+等)，提高了灰浆中的离子种类电荷和盐浓度，高盐浓水会抑制气泡的聚结，随着盐溶液离子化合价的增加，该效应增加，从而减小气泡大小并增加泡沫稳定性，该过程中，产生的以钙离子为主的金属离子能够起到等效于起泡剂的作用。
(3)将捕收剂加入到高钙水灰浆中，搅拌反应2～7min，得到含捕收剂的高钙水灰浆；捕收剂采用柴油或煤油，只需加入微量的捕收剂即可。本实施例中，捕收剂相对于高钙水灰浆的用量为0～0.15kg/t。高钙高盐水溶液使飞灰具有良好分散性。捕收剂的加入能够进一步提高飞灰中微炭颗粒表面疏水性，使微炭颗粒与气泡黏附概率增强，提高炭浮选效率，捕收剂的用量以每吨飞灰量计算，消耗量极小。
(4)将含捕收剂的高钙水灰浆输送至浮选机中，向浮选机中通入空气进行刮泡，充气量为0.07～0.12m3/h，浮选时间为6～10min，得到初次浮选液、初次浮选尾灰和初次浮选泡沫。被浮选的高钙水灰浆中溶解有大量氯化钙；而氯化钙作为一种无机电解质，对水溶液中气泡聚结和界面气体转移会产生影响，电解质浓度增加会增加气泡表面的电排斥力，抑制气泡之间的聚结。气泡和颗粒两相接触会在两相间产生电势(因电荷分离引起的)。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形成双电层。双电层在盐水中的压缩增强了气泡和颗粒之间润湿膜的变薄和破裂，这是形成稳定的气泡-颗粒聚集体的关键步骤，盐存在下的浮选动力学比常规浮选更快，这是由于盐的存在压缩了双电层，促进了气泡-颗粒粘附过程。盐浓度的增加使微炭颗粒周围的水化层不稳定，进而促进了气泡和颗粒之间水膜的排出，从而使微炭颗粒更易浮选。
(5)将初次浮选尾灰进行二次电解浮选，有效回收细小颗粒炭，增强浮选脱炭效率，此过程无需加入任何药剂，浮选时间为3～8min，得到二次浮选液、二次浮选尾灰和二次浮选泡沫；二次电解浮选采用电解浮选槽进行浮选，利用电解浮选过程中电极上析出的具有强负载能力的微小气泡来上浮疏水性炭微粒和疏水性杂质。电解浮选槽中的阳极采用金属氧化物涂层电极，阴极采用中超电势金属铁电极；
(6)对初次浮选液和二次浮选液进行蒸发结晶，回收氯化钙；将初次浮选泡沫和二次浮选泡沫进行预处理，得到洁净炭渣；预处理过程包括一级漂洗、二级漂洗、脱水和干燥；一级漂洗是将初次浮选泡沫进行2～3次漂洗，得到一级漂洗液；二级漂洗是将二次浮选泡沫进行2～3次漂洗，得到二级漂洗液。清水先进入二级漂洗过程；二级漂洗液回流至一级漂洗过程；一级漂洗液回流至步骤(1)中用于制浆；从而实现了漂洗废水零排放，同时也使前端制浆调浆过程的金属离子浓度不断累积，促进浮选脱炭；漂洗结束后，通过对一级漂洗和二级漂洗所得的固相进行脱水和干燥，得到洁净炭渣。
(7)将洁净炭渣输送至二噁英降解单元进行无害化再生处置，具体过程如下：在经过预处理后呈粉状的洁净炭渣中添加光催化剂。光催化剂采用粉末态锐钛矿晶相的二氧化钛，添加量为0.01％～0.1％；然后将混合有光催化剂的洁净炭渣置于低温等离子体反应器的放电反应区中进行放电反应，放电反应时间为5～15min，放电峰电压为15～20kV，放电功率为9～12W。
放电过程中产生的低温等离子体氧化降解洁净炭渣中的二噁英；同时，低温等离子体反应器在放电过程中能够产生紫外光；紫外光激发洁净炭渣中的锐钛矿晶相的二氧化钛，对二噁英进行光催化氧化。由于锐钛矿晶相的二氧化钛对紫外光具有良好的吸收能力；故本发明中不设置独立的紫外光源，仅依靠生成低温等离子体过程中产生的紫外光即可实现对二噁英的催化氧化。由于二噁英受到低温等离子体和光催化剂的协同作用，故本发明能够更加充分快速地实现二噁英的氧化降解，以及活性炭的再生及活化。
(8)将初次浮选尾灰和二次浮选尾灰进行多次水洗后，用于陶粒烧结，实现资源化利用。
以下结合具体的垃圾焚烧飞灰案例说明本发明的技术效果：
实施例1
采用的垃圾焚烧飞灰为杭州九峰生活垃圾焚烧发电厂产出的飞灰。该飞灰具有如下成分(以质量分数计)：氯含量为17％，SiO2含量为4.5％，CaO含量为37.3％，Na2O含量为6.2％，K2O含量为4.4％。
具体操作步骤如下：(1)将100g飞灰和水按灰水比1:10制浆，搅拌5min，得到水灰浆；(2)加入50mL32％盐酸调浆，搅拌反应15min，得到高钙水灰浆；(3)将0.02kg/t的煤油捕收剂加入到高钙水灰浆中，搅拌反应6min，得到含捕收剂的高钙水灰浆；(4)将含捕收剂的高钙水灰浆由泵输送至浮选机中，浮选机中通入0.07m3/h的空气后刮泡7min，得到初次浮选尾灰和初次浮选泡沫；(5)将初次浮选尾灰送入电解浮选槽进行浮选刮泡5min，得到二次浮选尾灰和二次浮选泡沫；(6)对初次浮选液和二次浮选液进行蒸发结晶，回收氯化钙；将初次浮选泡沫和二次浮选泡沫进行预处理，初次浮选泡沫进入一级漂洗阶段，二次浮选泡沫进入二级漂洗阶段，清水先进入二级漂洗阶段进行漂洗，随后二级漂洗液回流至一级漂洗阶段进行漂洗，一级漂洗液回流至步骤(1)制浆用，实现漂洗废水的零排放，此步骤进行2～3次完成漂洗全过程，随后一级漂洗阶段和二级漂洗阶段所得的固相通过脱水和干燥得到洁净炭渣；(7)将预处理后的洁净炭渣采用低温等离子体耦合光催化技术进行无害化再生处置，向粉状洁净炭渣中添加0.01％的粉末态锐钛矿相二氧化钛光催化剂，然后将其置于低温等离子体反应器放电区中进行放电反应10min，放电峰电压为15kV，放电功率为9W。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于：使用常规的仲辛醇起泡剂替代步骤(2)中的盐酸，用量为0.2kg/t。
表1实施例1和对比例1的指标对比
由表1可知，在捕收剂条件相同的情况下，加入盐酸调浆制得高钙高盐水溶液，在溶解金属离子便于后续蒸发结晶的同时，能够在不添加起泡剂的情况下，达到良好的发泡效果，达到90.37％的飞灰残炭捕集率，优于对比例1加常规仲辛醇起泡剂(飞灰残炭捕集率86.78％)；此外，依靠低温等离子体对二噁英的降解，以及对光催化剂的激活后产生的光催化氧化效应，本发明对炭渣中二噁英的降解率达到99.37％，炭渣再生率为95.33％。
实施例2
采用的垃圾焚烧飞灰为杭州大江东生活垃圾焚烧发电厂产出的飞灰。该飞灰具有如下成分(以质量分数计)：氯含量为5.0％，SiO2含量为20.0％，CaO含量为36.9％，Na2O含量为2.0％，K2O含量为1.5％。
具体操作步骤如下：(1)将100g飞灰和水按灰水比1：10制浆，搅拌5min，得到水灰浆；(2)加入70mL32％盐酸调浆，搅拌反应15min，得到高钙水灰浆；(3)将0.02kg/t的煤油捕收剂加入到高钙水灰浆中，搅拌反应6min，得到含捕收剂的高钙水灰浆；(4)将含捕收剂的高钙水灰浆由泵输送至浮选机中，浮选机中通入0.07m3/h的空气后刮泡7min，得到初次浮选尾灰和初次浮选泡沫；(5)将初次浮选尾灰送入电解浮选槽进行浮选刮泡5min，得到二次浮选尾灰和二次浮选泡沫；(6)对初次浮选液和二次浮选液进行蒸发结晶，回收氯化钙和其他金属盐；将初次浮选泡沫和二次浮选泡沫进行预处理，初次浮选泡沫进入一级漂洗阶段，二次浮选泡沫进入二级漂洗阶段，清水先进入二级漂洗阶段进行漂洗，随后二级漂洗液回流至一级漂洗阶段进行漂洗，一级漂洗液回流至步骤(1)制浆用，实现漂洗废水的零排放，此步骤进行2～3次完成漂洗全过程，随后一级漂洗阶段和二级漂洗阶段所得的固相通过脱水和干燥得到洁净炭渣；(7)将预处理后的洁净炭渣采用低温等离子体耦合光催化技术进行无害化再生处置，向粉状洁净炭渣中添加0.01％的粉末态锐钛矿相二氧化钛光催化剂，然后将其置于低温等离子体反应器放电区中进行放电反应10min，放电峰电压为20kV，放电功率为12W。
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于：使用常规的仲辛醇起泡剂替代步骤(2)中的盐酸，用量为0.2kg/t。
采用上述实施例2和对比例2进行浮选结果如表2所示。
表2实施例2和对比例2的指标对比
由表2可知，在捕收剂条件相同的情况下，加入盐酸调浆制得高钙高盐水溶液，在溶解金属离子便于后续蒸发结晶的同时，能够在不添加起泡剂的情况下，达到良好的发泡效果，达到91.09％的飞灰残炭捕集率，优于对比例1加常规仲辛醇起泡剂(飞灰残炭捕集率86.10％)；此外，依靠低温等离子体对二噁英的降解，以及对光催化剂的激活后产生的光催化氧化效应，本发明对炭渣中二噁英的降解率达到99.86％，炭渣再生率为96.75％。
实施例3
采用的垃圾焚烧飞灰为杭州萧山城市生活垃圾焚烧发电厂产出的飞灰。该飞灰性质：氯含量为7.3％，SiO2含量为13.8％，CaO含量为37.2％，Na2O含量为2.7％，K2O含量为1.9％。具体操作步骤如下：(1)将100g飞灰和水按灰水比1：10制浆，搅拌5min，得到水灰浆；(2)加入75mL32％盐酸调浆，搅拌反应15min，得到高钙水灰浆；(3)将0.02kg/t的煤油捕收剂加入到高钙水灰浆中，搅拌反应6min，得到含捕收剂的高钙水灰浆；(4)将含捕收剂的高钙水灰浆由泵输送至浮选机中，浮选机中通入0.07m3/h的空气后刮泡7min，得到初次浮选尾灰和初次浮选泡沫；(5)将初次浮选尾灰送入电解浮选槽进行浮选刮泡5min，得到二次浮选尾灰和二次浮选泡沫；(6)对初次浮选液和二次浮选液进行蒸发结晶，回收氯化钙和其他金属盐；将初次浮选泡沫和二次浮选泡沫进行预处理，初次浮选泡沫进入一级漂洗阶段，二次浮选泡沫进入二级漂洗阶段，清水先进入二级漂洗阶段进行漂洗，随后二级漂洗液回流至一级漂洗阶段进行漂洗，一级漂洗液回流至步骤(1)制浆用，实现漂洗废水的零排放，此步骤进行2～3次完成漂洗全过程，一级漂洗阶段和二级漂洗阶段所得的固相随后通过脱水和干燥得到洁净炭渣；(7)将预处理后的洁净炭渣采用低温等离子体耦合光催化技术进行无害化再生处置，向粉状洁净炭渣中添加0.05％的粉末态锐钛矿相二氧化钛光催化剂，然后将其置于低温等离子体反应器放电区中进行放电反应10min，放电峰电压为15kV，放电功率为9W。
对比例3
对比例3与实施例3的区别在于：使用常规的仲辛醇起泡剂替代步骤(2)中的盐酸，用量为0.2kg/t。
采用上述实施例3和对比例3进行浮选结果如表3所示。
表3实施例3和对比例3的指标对比
由表3可知，在捕收剂条件相同的情况下，加入盐酸调浆制得高钙高盐水溶液，在溶解金属离子便于后续蒸发结晶的同时，能够在不添加起泡剂的情况下，达到良好的发泡效果，达到92.75％的飞灰残炭捕集率，优于对比例1加常规仲辛醇起泡剂(飞灰残炭捕集率85.16％)；此外，依靠低温等离子体对二噁英的降解，以及对光催化剂的激活后产生的光催化氧化效应，本发明对炭渣中二噁英的降解率达到99.83％，炭渣再生率为96.54％。
实施例4
采用的垃圾焚烧飞灰为杭州市滨江生活垃圾焚烧发电厂产出的飞灰。该飞灰性质：氯含量为15.4％，SiO2含量为6.5％，CaO含量为22.5％，Na2O含量为11.5％，K2O含量为4.2％。
具体操作步骤如下：(1)将100g飞灰和水按灰水比1：10制浆，搅拌5min，得到水灰浆；(2)加入55mL32％盐酸调浆，搅拌反应15min，得到高钙水灰浆；(3)将0.02kg/t的煤油捕收剂加入到高钙水灰浆中，搅拌反应6min，得到含捕收剂的高钙水灰浆；(4)将含捕收剂的高钙水灰浆由泵输送至浮选机中，浮选机中通入0.07m3/h的空气后刮泡7min，得到初次浮选尾灰和初次浮选泡沫；(5)将初次浮选尾灰送入电解浮选槽进行浮选刮泡5min，得到二次浮选尾灰和二次浮选泡沫；(6)对初次浮选液和二次浮选液进行蒸发结晶，回收氯化钙和其他金属盐；将初次浮选泡沫和二次浮选泡沫进行预处理，初次浮选泡沫进入一级漂洗阶段，二次浮选泡沫进入二级漂洗阶段，清水先进入二级漂洗阶段进行漂洗，随后二级漂洗液回流至一级漂洗阶段进行漂洗，一级漂洗液回流至步骤(1)制浆用，实现漂洗废水的零排放，此步骤进行2～3次完成漂洗全过程，一级漂洗阶段和二级漂洗阶段所得的固相随后通过脱水和干燥得到洁净炭渣；(7)将预处理后的洁净炭渣采用低温等离子体耦合光催化技术进行无害化再生处置，向粉状洁净炭渣中添加0.05％的粉末态锐钛矿相二氧化钛光催化剂，然后将其置于低温等离子体反应器放电区中进行放电反应10min，放电峰电压为20kV，放电功率为12W。
对比例4
对比例4与实施例4的区别在于：使用常规的仲辛醇起泡剂替代步骤(2)中的盐酸，用量为0.2kg/t。
采用上述实施例4和对比例4进行浮选结果如表4所示。
表4实施例4和对比例4的指标对比
由表4可知，在捕收剂条件相同的情况下，加入盐酸调浆制得高钙高盐水溶液，在溶解金属离子便于后续蒸发结晶的同时，能够在不添加起泡剂的情况下，达到良好的发泡效果，达到90.05％的飞灰残炭捕集率，优于对比例1加常规仲辛醇起泡剂(飞灰残炭捕集率83.85％)；此外，依靠低温等离子体对二噁英的降解，以及对光催化剂的激活后产生的光催化氧化效应，本发明对炭渣中二噁英的降解率达到99.95％，炭渣再生率为97.12％。
可见，依照按上述实施例1-4的方案进行浮选捕集飞灰中富集二噁英的炭微粒，可实现90％以上的飞灰残炭捕集率。浮选泡沫产品经过预处理后，进入低温等离子体耦合光催化无害化处置，浮选残炭中的二噁英降解率达到99％，炭渣再生率达到95％以上。
Claims (10)
1.一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：步骤一、将飞灰与水按质量比1:5～1:10制浆，得到水灰浆；
步骤二、将盐酸加入到水灰浆中进行调浆，使得飞灰中钙离子溶出，得到高钙水灰浆；
步骤三、对高钙水灰浆进行浮选；高钙水灰浆中的钙离子增加气泡表面的电排斥力，抑制气泡之间的聚结；同时，钙离子的存在压缩高钙水灰浆中的双电层，使得气泡和颗粒之间润湿膜的变薄和破裂，形成稳定的气泡-颗粒聚集体，促进微碳颗粒的浮选分离；高钙水灰浆浮选分离出浮选液、浮选尾灰和浮选泡沫；
步骤四、对浮选液进行蒸发结晶回收氯化钙；对浮选泡沫进行漂洗、脱水和干燥，得到炭渣；
步骤五、在炭渣中添加光催化剂后，置于低温等离子体反应器的放电反应区中进行放电反应；光催化剂采用锐钛矿晶相的二氧化钛；放电过程中产生的低温等离子体氧化降解炭渣中的二噁英；同时，低温等离子体反应器在放电过程中产生紫外光；紫外光激发炭渣中光催化剂，对炭渣中的二噁英进行光催化氧化。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：步骤二中，盐酸相对于飞灰的用量为0.5～0.75L/kg，盐酸的质量浓度为20％～35％。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：步骤三中，高钙水灰浆在进行浮选前投加捕收剂，并搅拌反应2～7min。
4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：所述的捕收剂采用柴油或煤油；捕收剂相对于高钙水灰浆的用量小于或等于0.15kg/t。
5.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：对高钙水灰浆进行浮选的具体过程如下：将高钙水灰浆输送至浮选机中，向浮选机通入空气进行刮泡，充气量为0.07～0.12m3/h，浮选时间为6～10min，得到初次浮选液、初次浮选尾灰和初次浮选泡沫；将初次浮选尾灰进行二次电解浮选，浮选时间为3～8min，得到二次浮选液、二次浮选尾灰和二次浮选泡沫。
6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：初次浮选泡沫进行一级漂洗；二次浮选泡沫进行二级漂洗；一级漂洗和二级漂洗均为重复进行的2～3次漂洗；二级漂洗使用清水；一级漂洗使用二级漂洗产生的漂洗液；一级漂洗产生的漂洗液用于在步骤一中与飞灰混合制浆。
7.根据权利要求5或6所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：二次电解浮选采用电解浮选槽进行浮选；电解浮选槽中的阳极采用金属氧化物涂层电极，阴极采用中超电势金属铁电极。
8.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：步骤三所得的浮选尾灰进行多次水洗后用于陶粒烧结。
9.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：步骤五中所述光催化剂相对于炭渣的添加量为0.01％～0.1％。
10.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的浮选脱除及降解方法，其特征在于：步骤五中所述低温等离子体反应器的放电反应时间为5～15min，放电峰峰电压为15～20kV，放电功率为9～12W。
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