CN114733886B - 垃圾焚烧飞灰的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰的处理方法，包括飞灰螯合工序和填埋工序，所述飞灰螯合工序与填埋工序之间还设有活动料仓挤压工序，所述活动料仓挤压工序包括将所述飞灰螯合得到的物料装入活动料仓，所述活动料仓的各个壁均为可拆卸的，各个壁围成正多面体结构的腔体，且各个壁的内壁面上设有HDPE双糙面膜，所述物料经活动料仓挤压成型后，得到由HDPE双糙面膜包裹的填埋单元；所述填埋包括堆码和填缝，所述填缝的材料为人工钠化膨润土。本发明处理方法得到的填埋体兼具优异的强度、稳定性和持久性，且该处理方法简便高效，可减少填埋所占库容，提高堆体安全，降低毒性浸出风险。
Description
技术领域
本发明涉及飞灰处理领域，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰的处理方法。
背景技术
垃圾焚烧飞灰是指生活垃圾经焚烧后，在烟气处理过程中由各污染控制设备所收集的极细颗粒，主要包括预热锅炉排出物、脱酸塔和袋式除尘器所收集的中和反应物、部分未完全反应的碱剂以及饱和活性炭吸附物，主要组分是钙、铝、铁的硅酸盐类和氧化物质，主要污染成分为重金属类。焚烧飞灰的堆积密度一般在0.5-1.0g/cm3，在我国国家危废名录中，明确指出飞灰属于危险废物，但经过处理达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)相关要求后可进入生活垃圾填埋场分区填埋处置。
目前，国家对飞灰的管理和污染控制非常严格，所以垃圾经过焚烧产生的飞灰必须经过固化稳定化处理，且各项指标符合国家标准以后才能进行填埋处置。目前国内采用的主要处理流程为：螯合处理--检测--运输--填埋处置，其工艺为：飞灰投加--固化剂/稳定剂投加--搅拌机仓(物料混合)--装入吨袋--检测--运输--填埋处置。在螯合方面是通过在飞灰中添加水泥、螯合剂等材料与飞灰混合搅拌，搅拌后的混合料装入吨袋中并取样检测，经检测合格后运输至填埋现场进行填埋处置。但是，申请人发现，在螯合处理方面，由于飞灰螯合固化过程添加了水泥、螯合剂等材料，在一定程度上增加了处理物的体积，同时传统的飞灰处理工艺是对处理后的混合料采用吨袋装袋，在每一次装袋的过程需要停止搅拌机出料，将吨袋安装在搅拌机出料口后才能继续出料，同时因为吨袋材料的耐候性、耐腐性及抗老化的能力非常有限，填埋后的飞灰固化体仍然有毒性浸出的风险，会造成二次污染，且随着堆体增高和填埋时间增长，吨袋被挤压、腐蚀、老化，使得整个填埋堆体的稳定性和持久性都受到了影响。在填埋方面，飞灰固化体堆填后结构非常零散，且固化体的形状和尺寸很难达到完全一致，在填埋过程中易变形，所以固化体之间的间距难以控制，又由于自然装袋后的飞灰密度低，受雨水浸泡的影响，固化体容易吸水软化，如果堆体中有一部分固化体发生移动，很可能导致整个堆体失稳，影响堆体整体安全，特别是堆体高度很高的山谷型填埋场对填埋稳定性和持久性的要求尤为关键。山谷型的填埋场建设防渗层分为场底防渗层和边坡防渗层，边坡防渗层具体根据地形确定，通常山谷外周均属于边坡，但山谷型的填埋场会存在垭口位置，这样会导致某些方向的边坡没有防渗结构，又由于山谷型填埋场的填埋高度(50m～100m)远高于平原型填埋场(10m～20m)，填埋高度的增加使填埋体的强度、稳定性和持久性都受到了很大的考验，因此，开发一种兼具高强度、高稳定性和持久性、简单便捷的垃圾焚烧处理方法迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种所得填埋体兼具优异的强度、稳定性和持久性、操作简便高效、可减少填埋所占库容、提高堆体安全、降低毒性浸出风险的垃圾焚烧飞灰的处理方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种垃圾焚烧飞灰的处理方法，包括飞灰螯合工序和填埋工序，其特征在于，所述飞灰螯合工序与填埋工序之间还设有活动料仓挤压工序，所述活动料仓挤压工序包括将所述飞灰螯合得到的物料装入活动料仓，所述活动料仓的各个壁均为可拆卸的，各个壁围成正多面体结构的腔体，且各个壁的内壁面上设有HDPE双糙面膜，所述物料经活动料仓挤压成型后，得到由HDPE双糙面膜包裹的填埋单元；所述填埋包括堆码和填缝，所述填缝的材料为人工钠化膨润土。
上述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，优选的，所述活动料仓的每个内壁面上的HDPE双糙面膜伸出内壁面四周，伸出的部分形成膜连接部，相邻两个HDPE双糙面膜的膜连接部焊接，形成膜焊接部。
上述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，优选的，所述堆码过程中，相邻填埋单元之间通过膜焊接部进行连接，各填埋单元经堆码形成规整的填埋体。
上述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，优选的，所述活动料仓包括底壁和多个侧壁，所述底壁与各侧壁围成正多面体结构的腔体，所述活动料仓的顶面敞口，所述物料装入所述活动料仓后，将所述活动料仓的顶面铺设HDPE双糙面膜，再通过液压装置对物料进行挤压成型，所述液压装置上的挤压板构成所述活动料仓的顶壁。
上述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，优选的，所述腔体为立方体结构，所述底壁和各侧壁均由钢板构成。
上述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，优选的，所述底壁和各侧壁的厚度均为2cm～3cm，所述HDPE双糙面膜的厚度为1.0mm～1.5mm。
上述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，优选的，所述底壁和各侧壁的端面设置为斜面。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过活动料仓挤压+双糙面HDPE膜+规整型填料+人工钠化膨润土填充的结合，解决了现有采用吨袋装载+自然填埋+粘土/黄土填充技术所存在的一系列缺陷，并且同时保持了现有技术的优点，还具有简单便捷、成本低等优势。现有吨袋装载+自然填埋+粘土/黄土填充的主要缺陷是：(1)吨袋采用的是编织袋，易透水和损坏，而山谷型填埋场容易积水，会导致吨袋经常受水浸泡，造成吨袋内的飞灰固化体散开、腐烂，不仅有毒性浸出的风险，还会导致整个填埋堆体失稳，使用年限大大缩短；(2)吨袋通常为不规则形状，受到挤压容易变形，且吨袋表面相对光滑，各吨袋之间摩擦阻力小，当填埋体堆得越高，对固化体规格的程度就要求更高，自然装袋的吨袋凹凸不平，一旦有单个或多个吨袋发生移动或滚动，整个堆体都会受影响失稳，造成坍塌等后果；(3)采用自然填埋的单个飞灰固化体的密度不高，在填埋过程中，固化体不断往上加载时，底部的固化体承受不了逐渐增加的荷载，当底部的固化体一旦被压碎或移动，就会影响整个堆体的稳定，造成沉降或移位，整个堆体会变形，强度下降，使用年限也会缩短；(4)现有填埋堆体间隙通常采用粘土或黄土填充，但是粘土或黄土很难压实，由于库区变化大，也没有标准工艺，在实际施工过程中要将间隙填满填紧很难实现。
针对上述一系列现有工艺的缺陷，本发明采用活动料仓挤压+双糙面HDPE膜+规整型填料工艺协同，具有以下作用：(1)活动料仓可将飞灰固化体挤压成规整型填料，同时保障飞灰固化体的成型率，保障飞灰固化体的形状和尺寸持续一致，通过挤压工艺将飞灰进行压实后，飞灰的密度可由0.5-1.0g/cm3显著提升至1.2-1.8g/cm3，使填埋单元的强度明显增加，密度和强度的增加还可有效降低污染物浸出的风险和大大减少填埋所占库容；(2)施加活动料仓可以减少机械转运飞灰固化体的趟次，大幅提高生产效率，节约生产过程中挂袋的时间；(3)在活动料仓内壁增加了双糙面HDPE膜，双糙面HDPE膜材料耐腐、耐候，糙面摩擦阻力大，并且具有热熔的特性，使用双糙面HDPE膜包裹飞灰固化体一方面可以根据需要调整不同的容积规格，适用性强，且重量轻、便于装卸，保持了吨袋具有的优点，还不易透水，抗腐蚀能力强，明显提高了填埋体的强度，有利于延长填埋体的使用年限，另一方面飞灰固化体可通过双糙面HDPE膜的热熔焊接形成密封填埋单元，在堆码过程中能够最大程度地压缩堆码间距，保障每一个固化体之间堆码紧凑，又由于双糙面膜的热熔特性，在填埋作业现场还可将填埋单元之间采用热熔连接从而提高堆体整体的稳定性；(4)在填埋间隙特别是库区异形部位可采用人工钠化膨润土进行填充，利用膨润土遇水膨胀的特性，能有效保障整个堆体内部密实，减少固化体在库区移动的条件，也因为膨润土有吸水的作用，如果飞灰固化体出现浸出液体，也能及时被膨润土吸收，不会对环境造成影响。由此可见，本发明的飞灰处理方法可以实现飞灰固化工序的简便和高效，同时实现填埋整体在强度、稳定性和持久性上的优异兼容。
2、本发明飞灰在螯合固化过程中采用活动料仓作业，进行机械挤压，可以有效减少飞灰处置所占库容，节省国家土地资源，还可以提高飞灰填埋后的密实度，HDPE双糙面膜有较好的包裹性和密封性，可以降低飞灰毒性浸出的风险，且耐候、耐腐、抗老化的能力明显提高，且在填埋时每一层的固化体连成了整体，堆体缝隙采用人工钠化膨润土进行填充，大大提高了堆体整体稳定性和使用年限。
附图说明
图1为本发明实施例1中装有物料的活动料仓的剖面结构示意图。
图2为本发明实施例1中装有物料的活动料仓的俯视结构示意图。
图3为本发明实施例1中相邻填埋单元拼接的结构示意图。
图4为图3中A处的放大图。
图5为本发明实施例1中库区填埋体的结构示意图。
图例说明：
1、底壁；2、侧壁；3、HDPE双糙面膜；4、填埋单元；5、人工钠化膨润土；6、膜连接部；7、膜焊接部；8、挤压板；9、伸缩油缸；10、万向轮；11、飞灰散料。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。如无特别说明，以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1：
一种本发明的垃圾焚烧飞灰的处理方法，包括依次进行的飞灰螯合、活动料仓挤压和填埋工序。飞灰、水泥、螯合剂各种物料通过分别计量后进入强制性搅拌机(仓容6m3)，混合后的物料经均匀搅拌60s之后进入活动料仓挤压工序。在活动料仓挤压工序中，将物料装入活动料仓，活动料仓的各个壁均为可拆卸的，各个壁围成正多面体结构的腔体，且各个壁的内壁面上设有HDPE双糙面膜3，本实施例中具体地，如图1和图2所示，活动料仓包括底壁1和多个侧壁2，底壁1和各侧壁2均为可拆卸的，即底壁1与侧壁2之间、相邻的两个侧壁2之间为可拆卸连接(可选用常规连接件进行可拆卸式连接，也可选用机械爪)，底壁1与各侧壁2围成正多面体结构的腔体，该正多面体结构能够使填埋单元4在后期填埋过程中拼接成规整的填埋体，底壁1和各侧壁2的内壁面上均设有HDPE双糙面膜3，物料(飞灰散料11)经活动料仓的敞口顶面投入仓内之后，在活动料仓的顶面铺设HDPE双糙面膜3，从顶面进行挤压，挤压成型后，将相邻的HDPE双糙面膜3进行热熔焊接，形成规整、密封的袋体，拆除各壁，得到由HDPE双糙面膜3包裹的飞灰固化体，即填埋单元4。填埋单元4经检测合格、养护并达到一定数量后运输至填埋作业库区进行分单元、分层码放，在码放填埋单元4之前在库区底部洒铺一层5cm厚的人工钠化膨润土5，每一个单元的面积根据库区地形确定，并保证每个单元的长、宽尺寸均大于10m，每码放一层将填埋单元4之间进行热熔连接，通过热熔连接的HDPE双糙面膜3的断裂强度≥40N/mm，每一层的填埋单元4形成整体结构，对于库区四周异形部位存在间隙位置采用人工钠化膨润土5进行填充密实，即使堆码过程的其中一个填埋单元4发生剥落，也会被相邻填埋单元4牵引，不会对堆体的整体稳定性造成影响。
本实施例中，活动料仓的每个内壁面上的HDPE双糙面膜3伸出内壁面四周，伸出的部分形成膜连接部6，相邻两个HDPE双糙面膜3的膜连接部6焊接，形成膜焊接部7。由于HDPE双糙面膜3由拼装而成，固化体的倒角与料仓一致属于直角。
本实施例中，在填埋的堆码过程中，相邻填埋单元4之间通过膜焊接部7进行连接，如图3和图4所示，各填埋单元4经堆码形成规整的填埋体，如图5所示。该规整的填埋体在横向上由多排重叠的填埋单元4拼接而成，或者排与排的填埋单元4呈错位排列也可，基本的要求是堆码整齐，尽量减小间隙，以提高整个填埋体的稳定性。
本实施例中，活动料仓的腔体为立方体结构，活动料仓的底壁1和各侧壁2均由钢板构成，钢板厚度为2cm。
本实施例中，HDPE双糙面膜3的厚度为1.5mm。
本实施例中，活动料仓通过液压装置对物料进行机械式挤压，压力为300kN。具体地，液压装置通过其伸缩油缸9端部的挤压板8对活动料仓顶部的HDPE双糙面膜3进行挤压，使活动料仓中的物料形成具有立方体(正方体)形状的飞灰固化体。活动料仓的底壁1还设有万向轮10，可以设置多个活动料仓，在第一个活动料仓进行挤压成型的过程中，可以将第二个活动料仓移动至搅拌机出料口进行装料，从而保证工艺的连续性。
本实施例中，活动料仓的底壁1和各侧壁2的端面设置为斜面，相邻的底壁1与侧壁2之间、相邻的两个侧壁2之间均为贴紧连接，有利于膜的平整。
通过对填埋体进行模拟淋雨试验，并对水质进行检测，水质情况没有变化。
经抽样检测，成型后的飞灰固化体的密度达到1.5g/cm3，因为提高了混合料的密实度，其渗透系数从10-5cm/s降低至10-7cm/s。在养护3d后，飞灰固化体的强度达到1.2MPa。重金属及毒性浸出情况符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)的相关指标要求。
本发明的技术方案在螯合固化处理方面主要是在传统的处理工艺基础上增加了活动料仓挤压工艺，采用HDPE双糙面膜3作为包裹材料。在填埋处置方面，在作业现场增加了将每一块固化体进行连接的措施，增加了堆体内部人工钠化膨润土5填充的措施。活动料仓可以减少机械转运固化体的趟次，提高生产效率，节约了生产过程中挂袋的时间。活动料仓可采用固定尺寸，尺寸可根据实际情况而定，进一步保障飞灰固化体的成型率，保障固化体的形状和尺寸持续一致。通过挤压工艺将飞灰进行压实后，飞灰的密度可由0.5-1.0g/cm3达到1.2-1.8g/cm3，可降低污染物浸出的风险和大大减少填埋所占库容。同时在活动料仓内壁增加了1.5mm厚HDPE双糙面膜3，双糙面膜材料耐腐、耐候，糙面摩擦阻力大，可以通过热熔焊接形成密封的袋体，在堆码过程中能最大程度的压缩堆码间距，保障每一个固化体之间堆码紧凑。因为HDPE双糙面膜3具有热熔的特性，在填埋作业现场可将每一个填埋单元4采用热熔连接从而提高堆体整体稳定性。在库区异形部位采用人工钠化膨润土5进行填充，利用膨润土遇水膨胀的特性，能有效保障整个堆体内部密实，减少固化体在库区移动的条件，也因为膨润土有吸水的作用，如果飞灰固化体出现浸出液体，也能及时被膨润土吸收，不会对环境造成影响。综上，本发明在活动料仓挤压+双糙面HDPE膜+规整型填料+人工钠化膨润土填充的协同作用下，实现了飞灰处理的简便和高效，同时实现填埋整体在强度、稳定性和持久性上的优异兼容，也明显降低了成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种垃圾焚烧飞灰的处理方法，包括飞灰螯合工序和填埋工序，其特征在于，所述飞灰螯合工序与填埋工序之间还设有活动料仓挤压工序，所述活动料仓挤压工序包括将所述飞灰螯合得到的物料装入活动料仓，所述活动料仓的各个壁均为可拆卸的，各个壁围成正多面体结构的腔体，且各个壁的内壁面上设有HDPE双糙面膜，所述物料经活动料仓挤压成型后，得到由HDPE双糙面膜（3）包裹的填埋单元（4）；所述填埋包括堆码和填缝，所述填缝的材料为人工钠化膨润土（5）；
所述活动料仓的每个内壁面上的HDPE双糙面膜（3）伸出内壁面四周，伸出的部分形成膜连接部（6），相邻两个HDPE双糙面膜（3）的膜连接部（6）焊接，形成膜焊接部（7）；
所述堆码过程中，相邻填埋单元（4）之间通过膜焊接部（7）进行连接，各填埋单元（4）经堆码形成规整的填埋体。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，其特征在于，所述活动料仓包括底壁（1）和多个侧壁（2），所述底壁（1）与各侧壁（2）围成正多面体结构的腔体，所述活动料仓的顶面敞口，所述物料装入所述活动料仓后，将所述活动料仓的顶面铺设HDPE双糙面膜（3），再通过液压装置对物料进行挤压成型，所述液压装置上的挤压板（8）构成所述活动料仓的顶壁。
3.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，其特征在于，所述腔体为立方体结构，所述底壁（1）和各侧壁（2）均由钢板构成。
4.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，其特征在于，所述底壁（1）和各侧壁（2）的厚度均为2cm～3cm，所述HDPE双糙面膜（3）的厚度为1.0mm～1.5mm。
5.根据权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰的处理方法，其特征在于，所述底壁（1）和各侧壁（2）的端面设置为斜面。
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