CN114890595A - 一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统与方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统与方法，其中垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统包括依次连通的除重金属系统、脱钙除硬系统和膜浓缩系统；而垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法通过上述的处理系统，可以将废水中的重金属离子进行沉淀去除，还可以将滤液中的钙离子进行沉淀以及吸附去除，以及将滤液中的高价离子和一价离子进行分离收集。本申请的有益效果：通过多重的工艺对滤液中钙离子进行去除，可以避免钙离子在进行高价离子的分离时对二级膜产生结垢；回收的钙离子可用于水泥生产，以实现资源的回收利用；同时将滤液中的高价离子和一价离子进行分离，并将分离后的高价离子回收以用于钙离子的去除，从而实现高价离子的回收利用。

Description

一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统与方法

技术领域

本申请涉及垃圾处理技术领域，尤其是涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗废水的处理技术。

背景技术

垃圾焚烧即通过适当的热分解、燃烧、熔融等反应，使垃圾经过高温下的氧化进行减容，成为残渣或者熔融固体物质的过程。现代的垃圾焚烧皆配有烟尘净化系统，以减轻对大气的污染。

水洗作为现有垃圾焚烧对飞灰进行处理的一种常用方法，可以有效的对垃圾焚烧所产生的飞灰进行吸收，但是水洗后的废水需要进行严格的处理后才能够进行排放。

公开号为CN 212269757 U的中国实用新型专利，公开了一种垃圾焚烧厂飞灰水洗废水处理系统。该系统可以使得废水中的NH3-N(氨氮含量)和TN(总氮含量)均能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标后进行排放。但是处理后的废水没有对飞灰中的盐类资源进行回收，导致排放的废水含盐量较大，对下游污水厂影响较大。

公开号为CN213569979 U的中国实用新型专利，公开了一种生活垃圾焚烧飞灰水洗废水脱钙预处理系统。该系统可以实现对废水中钙离子的脱离，但是并未对废水中的钙资源进行充分利用，导致资源浪费。

发明内容

本申请的其中一个目的在于提供一种能够充分回收利用废水中资源的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统。

本申请的另一个目的在于提供一种能够充分回收利用废水中资源的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法。

为达到上述的目的，本申请采用的技术方案为：一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，包括依次连通的除重金属系统、脱钙除硬系统和膜浓缩系统；所述除重金属系统适于对废水的pH值进行调节以去除重金属离子，并将去除重金属离子后的滤液通入所述脱钙除硬系统中；所述脱钙除硬系统适于将滤液中的钙离子以硫酸钙固体和碳酸钙固体的形式去除，并将除钙后的滤液通入所述膜浓缩系统中；所述膜浓缩系统适于对滤液的pH进行调节，并进一步的将滤液中残余的钙离子去除；所述膜浓缩系统还适于将滤液中的高价离子回收以用于所述脱钙除硬系统中，同时滤液中的一价离子以晶体盐的形式去除。

优选的，所述除重金属系统包括除重金属沉淀单元、重金属脱水机和除重金属产水池；所述除重金属沉淀单元适于将废水中的重金属离子进行沉淀，以使得沉淀后的重金属离子通过所述重金属脱水机进行脱水分离，同时去除重金属离子后的滤液进入所述除重金属产水池以便于输送至所述脱钙除硬系统。

优选的，所述除重金属沉淀单元包括反应区和收集区；通过向反应区内先后投放酸溶液、混凝剂和絮凝剂，以使得将反应区内废水的pH值调节为8-11后进行混凝絮凝反应；收集区位于反应区的下方，以使得收集区对混凝絮凝反应进行沉淀的污泥进行收集并输送至所述重金属脱水机进行脱水；同时，去除污泥后的滤液适于进入至所述除重金属产水池以便于输送至所述脱钙除硬系统。

优选的，所述收集区包括沉淀区和污泥区，沉淀区位于反应区的下方，污泥区位于沉淀区的下方；混凝絮凝反应并于沉淀区进行沉淀，以使得沉淀区底层的污泥适于进入污泥区进行收集并输送至所述重金属脱水机进行脱水；沉淀区上层的滤液适于进入到所述除重金属产水池以便于输送至所述脱钙除硬系统。

优选的，所述脱钙除硬系统包括石膏反应池、石膏脱水机、除硬沉淀单元和除硬脱水机；去除重金属离子后的滤液适于进入所述石膏反应池，所述石膏反应池内通过投放可溶性硫酸盐药剂，以使得滤液中的钙离子生成硫酸钙固体并被输送至所述石膏脱水机进行脱水分离；经脱水后的滤液进入所述除硬沉淀单元，以使得滤液中剩余的钙离子以碳酸钙固体的形式进行沉底并输送至所述除硬脱水机进行脱水分离，同时去除钙离子后的滤液进入所述膜浓缩系统。

优选的，所述除硬沉淀单元包括反应区、沉淀区和污泥区；通过向反应区内先后投放碱溶液、可溶性碳酸盐、混凝剂和絮凝剂，以使得将反应区内滤液的pH值调节为10-13后进行混凝絮凝反应并于沉淀区进行沉淀；沉淀区底层的污泥适于进入污泥区进行收集并输送至所述除硬脱水机进行脱水分离；沉淀区上层的滤液适于进入所述膜浓缩系统。

优选的，所述膜浓缩系统包括pH调节混合器、除硬树脂罐和膜过滤单元；所述除硬树脂罐分别与所述pH调节混合器以及所述膜过滤单元连通；去除钙离子后的滤液先进入所述pH调节混合器，以使得所述pH调节混合器将滤液的pH值调为6-10后经过所述除硬树脂罐输送至所述膜过滤单元；所述除硬树脂罐适于将滤液中残余的钙离子吸收；所述膜过滤单元适于将滤液中的高价离子和一价离子分离，以使得高价离子被回收至所述脱钙除硬系统中用于硫酸钙固体的生成，同时一价离子通过蒸发结晶以形成晶体盐。

优选的，所述膜过滤单元包括二级膜和三级膜；所述二级膜适于在高压下将滤液中的高价离子和一价离子进行分离；分离后含有高价离子的浓水用于可溶性硫酸盐的配药，而含有一价离子的产水适于进入所述三级膜进行浓缩，以使得含有一价离子的浓水经过蒸发结晶系统以生产晶体盐，而含盐量较低的产水进入回用水箱。

一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，包括如下步骤：

S100：除重，调节废水的pH值，使得废水中的重金属离子形成沉淀物进行去除；

S200：除硬，调节除重后滤液的pH值，使得滤液中的钙离子以硫酸钙固体和碳酸钙固体的形式去除；

S300：再除硬，调节除硬后滤液的pH值至6-10，随后将滤液通入除硬树脂罐，使得滤液中残余的少量钙离子被去除；

S400：膜分离和浓缩，将再除硬后的滤液输送至膜过滤单元，使得滤液的中的高价离子和一价离子以浓水的形式被提取分离；其中，含高价离子的浓水可回收至步骤S200中用于可溶性硫酸盐的配药，最终用于除硬；含一阶离子的浓水通过蒸发结晶的以晶体盐的形式析出去除。

优选的，步骤S100具体包括如下步骤：

S110：降pH值，向废水中投入酸溶液，使得废水的pH值降低至8-11，从而废水中的重金属离子可以形成氢氧化物；

S120：沉淀，向降碱后的废水中投放混凝剂和絮凝剂，使得重金属离子的氢氧化物形成絮凝沉淀；

S130：分离，将絮凝沉淀的污泥与上层滤液分离，以使得污泥进入重金属脱水机中进行脱水，脱水后的污泥经烘干后可送至水泥窑进行重新利用；而上层滤液可输送至步骤S200中进行除硬。

优选的，步骤S200具体包括如下步骤：

S210：预处理，将除重后的滤液通入前过滤单元中，从而将除重后滤液中残留的固体颗粒以及有机物进行去除

S220：脱钙，将完成预处理后的滤液通入石膏反应池中并向石膏反应池内投放可溶性硫酸盐，以使得滤液中的钙离子可以生成硫酸钙固体沉淀；

S230：分离，将含有硫酸钙固体的混合液输送至石膏脱水机，使得硫酸钙固体脱水并进行回收以用于水泥生产工艺，而脱水后的滤液进入下一步骤；

S240：升pH值，向脱水后的滤液中投放碱溶液，以使得滤液的pH值升高至10-13；

S250：再脱钙，向升碱后的滤液中先后投放可溶性碳酸盐、混凝剂和絮凝剂，使得滤液中的钙离子可以生产碳酸钙固体并凝絮沉淀；

S260：再分离，将凝絮沉淀的污泥与上层滤液分离，以使得污泥进入除硬脱水机中进行脱水，脱水后的污泥可以送至飞灰水系统进行处理；而上层滤液可输送至步骤S300中进行再除硬。

优选的，在进行步骤S300之前，可以先将完成步骤S200后的滤液依次经过后过滤单元和一级膜，以使得将滤液中的悬浮物和有机物以及胶体颗粒被去除。

优选的，步骤S400具体包括如下步骤：

S410：分离，将再除硬后的滤液通过高压的方式透过二级膜，使得滤液中的高价离子以浓水的形式被分离回收以用于可溶性硫酸盐的配药；

S420：再分离，去除高价离子后的滤液通过高压的方式透过三级膜，使得滤液中的一价离子以浓水的形式被分离，并进一步的通过蒸发结晶系统以形成晶体盐；

S430：水回收，蒸发结晶系统产生的冷凝水和再分离后的产水均进行回收以用于飞灰水洗系统。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)通过多重的工艺步骤来实现对滤液中钙离子的充分去除，可以将钙离子的浓度由10000～40000mg/L降低至0～10mg/L；从而可以避免钙离子在进行高价离子的分离时对二级膜产生结垢；同时收回的钙离子可以用于水泥生产，以实现资源的回收利用。

(2)通过膜浓缩系统，可以将滤液中的高价离子和一价离子进行分离，并将分离后的高价离子回收以用于钙离子的去除，从而实现高价离子的回收利用；同时一价离子通过晶体盐的形式去除，可以有效的实现对滤液中盐类资源的回收。

(3)钙离子的主要除硬主要采用可溶性的硫酸盐，相比较传统的碳酸盐，运行成本较低，且后续工艺中回收的硫酸盐可进行重复利用。

(4)采用膜浓缩系统，可以将盐离子以浓水的形式进行收集，从而可以降低蒸发结晶时的蒸发量，以进一步的降低运行成本。

附图说明

图1为本发明的整体流程示意图。

图2为本发明中除重金属系统的整体流程示意图。

图3为本发明中脱钙除硬系统的整体流程示意图。

图4为本发明中膜浓缩系统的整体流程示意图。

图中：除重金属系统1、滤液调节池11、除重金属沉淀单元12、重金属脱水机13、除重金属产水池14、脱钙除硬系统2、前过滤单元21、石膏反应池22、石膏脱水机23、脱钙产水池24、除硬沉淀单元25、除硬产水池26、除硬脱水机27、膜浓缩系统3、pH调节混合器31、后过滤单元32、一级膜33、一级膜产水池34、除硬树脂罐35、二级膜36、二级膜产水箱37、三级膜38、蒸发结晶系统39、二级浓水箱310、配药系统311、回用水箱312。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的一个方面提供了一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，设置于飞灰水洗系统的下游，如图1至图4所示，其中一个优选实施例，包括依次相连通的除重金属系统1、脱钙除硬系统2和膜浓缩系统3；从而飞灰水洗系统中排出的废水依次经过除重金属系统1、脱钙除硬系统2和膜浓缩系统3后可以安全的进行排放。其中，除重金属系统1可以对废水的pH值进行调节以去除废水中包含的重金属离子，并将去除重金属离子后的滤液通入脱钙除硬系统2中。脱钙除硬系统2可以将滤液中的钙离子以硫酸钙固体和碳酸钙固体的形式去除，并将除钙后的滤液通入膜浓缩系统3中。膜浓缩系统3可以对滤液的pH值进行调节，并进一步的将滤液中残余的钙离子去除；同时膜浓缩系统3还可以将滤液中的高价离子和一价离子进行分离，并且高价离子可以回收以用于脱钙除硬系统2中，而一价离子可以通过晶体盐的形式进行去除回收。

本申请的其中一个实施例，如图2所示，除重金属系统1包括除重金属沉淀单元12、重金属脱水机13和除重金属产水池14。可以将飞灰水洗系统排出的废水输送至除重金属沉淀单元12，以使得在除重金属沉淀单元12中通过调节废水的pH值来使废水中的重金属离子形成污泥沉淀。沉淀后的重金属污泥可以通过污泥泵输送至重金属脱水机13中进行脱水分离，并且脱水后的重金属污泥可以在经过烘干后于水泥窑中进行重新利用。同时去除重金属离子后的滤液可以进入除重金属产水池14中进行收集以便于输送至脱钙除硬系统2。

可以理解的是，重金属离子的直接排放会对环境造成污染。而在水泥的生产过程中，加入重金属离子可以增加水泥在熟料过程中的固化，所以本实施例中通过将废水中的重金属离子进行回收并用于水泥窑中进行水泥的生产，这就可以避免重金属离子的直接排放，同时还可以降低水泥的生产成本，以实现资源的回收利用。

本实施例中，如图2所示，除重金属系统1还包括有滤液调节池11，滤液调节池11位于除重金属沉淀单元12的上游，以使得飞灰水洗系统的废水在进入除重金属沉淀单元12前，先排入至滤液调节池11中，从而可以通过安装于滤液调节池11底部的搅拌器对废水进行搅拌，以使得滤液调节池11内的废水均质均量，进而可以加快后续的重金属离子的沉淀反应。当滤液调节池11完成搅拌后可以通过提升泵将废水输送至除重金属沉淀单元12以进行沉淀反应。

可以理解的是，除重金属沉淀单元12可以采用单级混凝絮凝沉淀，也可以采用多级混凝絮凝沉淀，具体可以根据实际的使用需求进行设置。

本实施例中，除重金属沉淀单元12包括反应区和收集区。反应区位于收集区的上方，滤液调节池11内的废水排至除重金属沉淀单元12后，可以先向反应区内投放酸溶液，以使得将反应区内废水的pH值调节为8-11，从而废水中的重金属离子可以自行生产氢氧化物沉淀；随后再向反应区内投放混凝剂和絮凝剂，以使得重金属离子的氢氧化物沉淀发生混凝絮凝反应并于反应区下方的收集区内形成污泥沉淀。当收集区内的污泥沉淀收集到一定程度后通过污泥泵可以将污泥输送至重金属脱水机13进行脱水；同时，反应区上层去除污泥后的滤液可以通过提升泵输送至除重金属产水池14中进行收集以便于后续输送至脱钙除硬系统2中。

可以理解的是，飞灰水洗系统排出的废水的pH值比较的高，一般在13以上。而重金属离子形成氢氧化物沉淀的最佳pH值在8-11，所以需要向反应区内投放酸溶液以降低废水的pH值至重金属离子形成氢氧化物沉淀的最佳pH值范围内。由于各种重金属离子形成氢氧化物沉淀的最佳pH值不同，所以本实施例在使用时可以根据实际需要进行pH值的调节，即废水的pH值调节至接近废水中含量最高的重金属离子形成氢氧化物沉淀所需的最佳pH值。

由于废水中银离子、锰离子和汞离子等的含量很微弱，故反应区内废水的pH值优选为调节至8-11。

同时，酸溶液的种类有多种，只需满足对废水的pH值的调节即可。但是为了避免钙离子过早的沉淀，同时也避免向废水中添加新的难提取的盐离子，所以酸溶液可以优选为盐酸。

具体的，收集区包括沉淀区和污泥区，沉淀区位于反应区的下方，污泥区位于沉淀区的下方，且沉淀区通过设置的斜板或斜管与污泥区进行连通。混凝絮凝反应于沉淀区内进行污泥的形成，并且形成的污泥于沉淀区的底层沿斜板或斜管进入污泥区内被收集。当污泥区内的污泥收集至一定程度后通过污泥泵输送至重金属脱水机13进行脱水。而沉淀区上层的滤液可以通过提升泵输送至除重金属产水池14中以便于后续输送至脱钙除硬系统2中进行脱钙除硬。

本申请的其中一个实施例，如图3所示，脱钙除硬系统2包括石膏反应池22、石膏脱水机23、除硬沉淀单元25和除硬脱水机27。除重金属产水池14中的滤液可以通过提升泵输送至石膏反应池22；随后通过向石膏反应池22内投放可溶性硫酸盐药剂，以使得滤液中的钙离子生成硫酸钙固体沉淀。石膏反应池22与石膏脱水机23之间通过污泥泵进行连通，以使得石膏反应池22内含有硫酸钙固体的混合液通过污泥泵被输送至石膏脱水机23进行脱水分离。经脱水后的滤液通过提升泵输送至除硬沉淀单元25，而被分离的硫酸钙固体可以作为水泥的缓凝剂回用于水泥生产工艺中。滤液在进入除硬沉淀单元25后，通过调节滤液的pH值以及添加可溶性碳酸盐，以使得滤液中剩余的钙离子以碳酸钙固体的形式进行沉淀并通过污泥泵输送至除硬脱水机27进行脱水分离。分离后的碳酸钙固体可以和垃圾焚烧产生的原灰一起进入飞灰水系统进行处理，同时去除钙离子后的滤液可以输送至膜浓缩系统3进行除盐。

可以理解的是，现有的飞灰水洗系统排出的废水中，钙离子的浓度可以达到10000～40000mg/L，而通过向滤液中投放可溶性硫酸盐后，通过钙离子和硫酸根离子反应生产硫酸钙固体并被去除后，滤液中的钙离子浓度可以降低至500～5000mg/L。

同时，可溶性硫酸盐的种类有多种，常见的可溶性硫酸盐有硫酸钠和硫酸钾等，具体可以根据实际的需要进行选择。

本实施例中，石膏反应池22内设置有搅拌器，通过搅拌器对石膏反应池22内的滤液进行搅拌，以加快钙离子和硫酸根离子的反应。

本实施例中，如图3所示，脱钙除硬系统2还包括有前过滤单元21、脱钙产水池24、除硬产水池26。前过滤单元21设置于石膏反应池22的上游；脱钙产水池24设置于石膏脱水机23的下游，即除硬沉淀单元25的上游；除硬产水池26设置于除硬沉淀单元25的下游。从而当除重金属系统1中排出的滤液在进入石膏反应池22前，需要先通过前过滤单元21，以使得通过前过滤单元21将滤液中的SS(悬浮物)和有机物进行过滤去除；以避免SS(悬浮物)和有机物影响后续的脱钙过程。在石膏脱水机23完成脱水分离后，经脱水的滤液均流至脱钙产水池24进行收集，以使得当脱钙产水池24内的滤液达到一定量后通过提升泵输送至除硬沉淀单元25。而除硬沉淀单元25在完成碳酸钙固体的沉淀后，其上层的滤液通过被输送至除硬产水池26中进行收集，以使得当除硬产水池26内收集的滤液达到一定的量后通过提升泵输送至膜浓缩系统3中。

可以理解的是，前过滤单元21为现有技术，常用的前过滤单元21可采用石英砂滤过滤器、多介质过滤器、纤维过滤器、活性炭过滤器等中的一种或多种的组合。并且石英砂滤过滤器、多介质过滤器、纤维过滤器、活性炭过滤器等可采用压力式或重力式过滤器。

本实施例中，除硬沉淀单元25的结构与上述的除重沉淀单元12相似或相同。也包括反应区、沉淀区和污泥区；反应区、沉淀区和污泥区自上而下进行设置，且沉淀区通过斜板或斜管与污泥区进行连通。从而当脱钙产水池24中的滤液输送至除硬沉淀单元25内时，可以先向反应区内投放碱溶液，以使得将反应区内滤液的pH值调节为10-13；然后再向反应区内投放可溶性碳酸盐，以使得滤液中的钙离子与碳酸根离子于沉淀区相互反应以生成碳酸钙固体沉淀；最后再向反应区内投放混凝剂和絮凝剂，以使得生成的碳酸钙固体进行混凝絮凝反应后于沉淀区底部形成污泥并沿着斜板或斜管流至污泥区进行收集。污泥区内的污泥收集至一定量后可以通过污泥泵输送至除硬脱水机27进行脱水分离。同时沉淀区上层的滤液可以流入除硬产水池26内进行收集以便于后续输送至膜浓缩系统3中进行除盐。

可以理解的是，碳酸钙要生成固体沉淀所需的pH值一般要大于10，为了保证碳酸钙固体的稳定生成，除硬沉淀单元25中反应区内滤液的pH值优选调至11-12。而在除重金属系统1中，由于投放酸溶液，可能导致滤液的pH值不满足碳酸钙固体的生成，所以需要先向反应区内投放碱溶液，以使得反应区内滤液的pH值满足碳酸钙固体的生成条件。通过碳酸钙固体的分离去除，可以将滤液中钙离子的浓度从500～5000mg/L降低至50～500mg/L。

同时，碱溶液的种类有多种，只需满足对滤液的pH值的调节即可。但是为了避免向废水中添加新的难提取的盐离子，所以碱溶液可以优选为氢氧化钠或氢氧化钾。

同样，可溶性碳酸盐的种类有多种，常见的可溶性碳酸盐有碳酸钠和碳酸钾等，具体可以根据实际的需要进行选择。

本申请的其中一个实施例，如图4所示，膜浓缩系统3包括pH调节混合器31、除硬树脂罐35和膜过滤单元；除硬树脂罐35分别与pH调节混合器31以及膜过滤单元连通。从而在完成脱钙后的滤液可以先进入pH调节混合器31中，以使得通过pH调节混合器31将滤液的pH值调为6-10，随后将滤液通过提升泵经过除硬树脂罐35输送至膜过滤单元。在滤液经过除硬树脂罐35时，除硬树脂罐35可以将滤液中残余的钙离子进行吸收，以防止滤液中的钙离子于膜过滤单元形成结垢。在滤液进入膜过滤单元后，膜过滤单元可以将滤液中的高价离子和一价离子进行提取分离。提取出的高价离子可以被回收至脱钙除硬系统2中用于硫酸钙固体的生成，以实现资源的回收利用；同时一价离子可以通过蒸发结晶以形成晶体盐的形式进行回收。

可以理解的是，除硬树脂罐35通过离子交换树脂将滤液中残留的钙离子进行去除，使得滤液中钙离子的浓度从50～500mg/L降低到0～10mg/L。从而可以保证在后续的膜过滤单元进行高价离子和一价离子的提取分离时，避免出现钙离子结垢以堵塞膜过滤单元的情况。

本实施例中，如图4所示，膜浓缩系统3还包括后过滤单元32、一级膜33和一级膜产水池34，后过滤单元32设置于pH调节混合器31的下游，一级膜33和一级膜产水池34依次连通，且一级膜33位于后过滤单元32的下游，一级膜产水池34设置于除硬树脂罐35的上游。从而在pH调节混合器31中完成pH值的调节后，可以依次经过后过滤单元32、一级膜33和一级膜产水池34以进入除硬树脂罐35。其中，后过滤单元32可以将滤液中的SS(悬浮物)和有机物进行过滤去除；一级膜33可以将滤液中残留的胶体颗粒去除，以使得滤液可以满足后续的膜过滤单元的要求；而去除胶体颗粒后的滤液可以于一级膜产水池34中进行收集，以方便通过提升泵输送至除硬树脂罐35。

可以理解的是，一级膜33的结构为现有技术，常用的一级膜33可采用有机微滤膜、有机超滤膜、无机微滤膜和无机超滤膜等。

同时，后过滤单元32的结构也为现有技术，常用的后过滤单元32可采用石英砂滤过滤器、多介质过滤器、纤维过滤器、活性炭过滤器等中的一种或多种的组合。

本实施例中，如图4所示，膜过滤单元包括二级膜装置和三级膜装置；经过除硬树脂罐35后的滤液依次经过二级膜装置和三级膜装置。当滤液经过二级膜装置时，二级膜装置可以将滤液中的高价离子进行提取分离，并将分离后的高价离子输送至配药系统311中进行可溶性硫酸盐的配药，进而回用于脱钙除硬系统2中硫酸钙固体的生成。而去除高价离子的滤液经过三级膜装置时，三级膜装置可以将滤液中的一价离子进行提取分离，并将分离后的一阶离子通过蒸发结晶的形式形成晶体盐以进行回收去除。

具体的，如图4所示，二级膜装置包括二级膜36、二级膜产水箱37和二级膜浓水箱310。经过除硬树脂罐35后的滤液进入二级膜装置时，滤液可以通过高压泵的作用透过二级膜36，以使得滤液被分为含有高价离子的浓水和含有一价离子的产水。其中浓水于二级膜浓水箱310中进行收集，收集的浓水可以于配药系统311中进行可溶性硫酸盐的配药，以减少脱钙除硬系统2中可溶性硫酸盐药剂的用量，从而实现对废水中硫酸根离子的回收利用。而产水进入二级膜产水池37中进行收集；当收集至一定量后可以通过提升泵输送至三级膜装置中。

具体的，如图4所示，三级膜装置包括三级膜38、蒸发结晶系统39和回用水箱312。当去除高价离子的滤液进入三级膜装置时，滤液可以通过高压泵的作用透过三级膜38，以使得滤液被分为含有一阶离子的浓水和不含离子的产水。其中浓水可流入蒸发结晶系统39中进行蒸发结晶以得到含有一阶离子的晶体盐；而蒸发结晶过程中产生的冷凝水和产水均流入回用水箱312中以用于飞灰水洗系统中对飞灰进行水洗，从而实现水资源的循环利用。

可以理解的是，二级膜36和三级膜38的结构均为现有技术，常用的二级膜36可采用纳滤膜，以使得高价离子无法透过二级膜36，而一价离子可以透过二级膜36；且二级膜36可以根据实际需要采用一级或多级纳滤膜。常用的三级膜38可采用反渗透膜，以使得一价离子无法透过三级膜38，且三级膜38可以根据实际需要采用一级或多级反渗透膜。

本申请的重金属脱水机13、石膏脱水机23、除硬脱水机27均为现有技术，常见的有可采用卧式螺旋离心机、板框压滤机和叠螺机。具体可以根据实际的生产需要进行选择。

本申请的另一个方面，提高了一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，其中一个优选实施例包括如下步骤：

S100：除重，调节废水的pH值，使得废水中的重金属离子形成沉淀物进行去除。

S200：除硬，调节除重后滤液的pH值，使得滤液中的钙离子以硫酸钙固体和碳酸钙固体的形式去除。

S300：再除硬，调节除硬后滤液的pH值至6-10，随后将滤液通入除硬树脂罐35，使得滤液中残余的少量钙离子被去除。

S400：膜分离和浓缩，将再除硬后的滤液输送至膜过滤单元，使得滤液的中的高价离子和一价离子以浓水的形式被提取分离；其中，含高价离子的浓水可回收至步骤S200中用于可溶性硫酸盐的配药，最终用于除硬；含一阶离子的浓水通过蒸发结晶的以晶体盐的形式析出去除。

本实施例中，步骤S100具体包括如下步骤：

S110：降pH值，向废水中投入酸溶液，使得废水的pH值降低至8-11，从而废水中的重金属离子可以形成氢氧化物。

S120：沉淀，向降碱后的废水中投放混凝剂和絮凝剂，使得重金属离子的氢氧化物形成絮凝沉淀。

S130：分离，将絮凝沉淀的污泥与上层滤液分离，以使得污泥进入重金属脱水机13中进行脱水，脱水后的污泥经烘干后可送至水泥窑进行重新利用；而上层滤液可输送至步骤S200中进行除硬。

本实施例中，步骤S200具体包括如下步骤：

S210：预处理，将除重后的滤液通入前过滤单元中，从而将除重后滤液中残留的固体颗粒以及有机物进行去除。

S220：脱钙，将完成预处理后的滤液通入石膏反应池22中并向石膏反应池22内投放可溶性硫酸盐，以使得滤液中的钙离子可以生成硫酸钙固体沉淀。

S230：分离，将含有硫酸钙固体的混合液输送至石膏脱水机23，使得硫酸钙固体脱水并进行回收以用于水泥生产工艺，而脱水后的滤液进入下一步骤。

S240：升pH值，向脱水后的滤液中投放碱溶液，以使得滤液的pH值升高至10-13。

S250：再脱钙，向升碱后的滤液中先后投放可溶性碳酸盐、混凝剂和絮凝剂，使得滤液中的钙离子可以生产碳酸钙固体并凝絮沉淀。

S260：再分离，将凝絮沉淀的污泥与上层滤液分离，以使得污泥进入除硬脱水机27中进行脱水，脱水后的污泥可以送至飞灰水系统进行处理；而上层滤液可输送至步骤S300中进行再除硬。

本实施例中，在进行步骤S300之前，可以先将完成步骤S200后的滤液依次经过后过滤单元和一级膜，以使得将滤液中的SS(悬浮物)和有机物以及胶体颗粒被去除。

本实施例中，步骤S400具体包括如下步骤：

S410：分离，将再除硬后的滤液通过高压的方式透过二级膜36，使得滤液中的高价离子以浓水的形式被分离回收以用于可溶性硫酸盐的配药。

S420：再分离，去除高价离子后的滤液通过高压的方式透过三级膜38，使得滤液中的一价离子以浓水的形式被分离，并进一步的通过蒸发结晶系统39以形成晶体盐。

S430：水回收，蒸发结晶系统39产生的冷凝水和再分离后的产水均进行回收以用于飞灰水洗系统。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (12)

1.一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于，包括：

除重金属系统，所述除重金属系统适于将通入的废水进行pH调节以去除重金属离子；

脱钙除硬系统，所述除重金属系统适于将去除重金属离子后的滤液通入所述脱钙除硬系统中；所述脱钙除硬系统适于将滤液中的钙离子以硫酸钙固体和碳酸钙固体的形式去除；以及

膜浓缩系统，所述脱钙除硬系统适于将脱钙后的滤液通入所述膜浓缩系统中；所述膜浓缩系统适于对滤液的pH值进行调节，并进一步的将滤液中残余的钙离子去除；所述膜浓缩系统还适于将滤液中的高价离子回收以用于所述脱钙除硬系统中，同时滤液中的一价离子以晶体盐的形式去除。

2.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于：所述除重金属系统包括：

除重金属沉淀单元，所述除重金属沉淀单元适于将废水中的重金属离子进行沉淀；

重金属脱水机，所述重金属脱水机适于对沉淀后的重金属离子沉淀物进行脱水；以及

除重金属产水池，所述除重金属产水池适于对去除重金属离子后的滤液进行收集以便于输送至所述脱钙除硬系统。

3.如权利要求2所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于：所述除重金属沉淀单元包括反应区和收集区；反应区内先后投放酸溶液、混凝剂和絮凝剂，以使得将反应区内废水的pH值调节为8-11后进行混凝絮凝反应；收集区位于反应区的下方，以使得收集区对混凝絮凝反应进行沉淀的污泥进行收集并输送至所述重金属脱水机进行脱水分离；

其中，去除污泥后的滤液适于进入至所述除重金属产水池以便于输送至所述脱钙除硬系统。

4.如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于：所述脱钙除硬系统包括：

石膏反应池，所述石膏反应池适于盛放去除重金属离子后的滤液并投放可溶性硫酸盐药剂，以使得滤液中的钙离子生成硫酸钙固体；

石膏脱水机，所述石膏脱水机适于对包含硫酸钙固体的滤液进行脱水，以使得硫酸钙固体与滤液分离；

除硬沉淀单元，经脱水后的滤液进入所述除硬沉淀单元，以使得滤液中剩余的钙离子生产碳酸钙固体；以及

除硬脱水机，所述除硬脱水机适于将包含碳酸钙固体的滤液进行脱水，以使得碳酸钙固体与滤液分离，分离后的滤液进入所述膜浓缩系统。

5.如权利要求4所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于，所述除硬沉淀单元包括反应区和收集区，反应区内先后投放碱溶液、可溶性碳酸盐、混凝剂和絮凝剂，以使得将反应区内滤液的pH值调节为10-13后生产碳酸钙固体并进行混凝絮凝反应；收集区位于反应区的下方，以使得收集区对混凝絮凝反应进行沉淀的污泥进行收集并输送至所述除硬脱水机进行脱水分离；

其中，去除污泥后的滤液适于进入输送至所述膜浓缩系统。

6.如权利要求1-5任一项所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于，所述膜浓缩系统包括：

pH调节混合器，所述pH调节混合器适于盛放所述脱钙除硬系统输送的滤液并调节pH值至6-10；

除硬树脂罐，所述除硬树脂罐与所述pH调节混合器连通，以使得所述除硬树脂罐将完成pH值调节后滤液内残余的钙离子进行吸收；以及

膜过滤单元；所述膜过滤单元适于将经过所述除硬树脂罐后滤液中的高价离子和一价离子进行分离，以使得高价离子被回收至所述脱钙除硬系统中用于硫酸钙固体的生成，同时一价离子通过蒸发结晶以形成晶体盐。

7.如权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理系统，其特征在于：所述膜过滤单元包括二级膜和三级膜；所述二级膜适于在高压下将滤液中的高价离子和一价离子进行提取分离；分离后含有高价离子的浓水用于可溶性硫酸盐的配药，而含有一价离子的产水适于进入所述三级膜进一步浓缩，以使得含有一价离子的浓水经过蒸发结晶系统以生产晶体盐，而含盐量较低的产水进入回用水箱。

8.一种垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：除重，调节废水的pH值，使得废水中的重金属离子形成沉淀物进行去除；

S200：除硬，调节除重后滤液的pH值，使得滤液中的钙离子以硫酸钙固体和碳酸钙固体的形式去除；

S300：再除硬，调节除硬后滤液的pH值至6-10，随后将滤液通入除硬树脂罐，使得滤液中残余的少量钙离子被去除；

S400：膜分离和浓缩，将再除硬后的滤液输送至膜过滤单元，使得滤液的中的高价离子和一价离子以浓水的形式被提取分离；其中，含高价离子的浓水可回收至步骤S200中用于可溶性硫酸盐的配药，最终用于除硬；含一阶离子的浓水通过蒸发结晶的以晶体盐的形式析出去除。

9.如权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，其特征在于：步骤S100包括如下具体步骤：

S110：降pH值，向废水中投入酸溶液，使得废水的pH值降低至8-11，从而废水中的重金属离子可以形成氢氧化物；

S120：沉淀，向降碱后的废水中投放混凝剂和絮凝剂，使得重金属离子的氢氧化物形成絮凝沉淀；

S130：分离，将絮凝沉淀的污泥与上层滤液分离，以使得污泥进入重金属脱水机中进行脱水，脱水后的污泥经烘干后可送至水泥窑进行重新利用；而上层滤液可输送至步骤S200中进行除硬。

10.如权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，其特征在于：步骤S200包括如下具体步骤：

S210：预处理，将除重后的滤液通入前过滤单元中，从而将除重后滤液中残留的固体颗粒以及有机物进行去除；

S220：脱钙，将完成预处理后的滤液通入石膏反应池中并向石膏反应池内投放可溶性硫酸盐，以使得滤液中的钙离子可以生成硫酸钙固体沉淀；

S230：分离，将含有硫酸钙固体的混合液输送至石膏脱水机，使得硫酸钙固体脱水并进行回收以用于水泥生产工艺，而脱水后的滤液进入下一步骤；

S240：升pH值，向脱水后的滤液中投放碱溶液，以使得滤液的pH值升高至10-13；

S250：再脱钙，向升碱后的滤液中先后投放可溶性碳酸盐、混凝剂和絮凝剂，使得滤液中的钙离子可以生产碳酸钙固体并凝絮沉淀；

S260：再分离，将凝絮沉淀的污泥与上层滤液分离，以使得污泥进入除硬脱水机中进行脱水，脱水后的污泥可以送至飞灰水系统进行处理；而上层滤液可输送至步骤S300中进行再除硬。

11.如权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，其特征在于：在进行步骤S300之前，可以先将完成步骤S200后的滤液依次经过后过滤单元和一级膜，以使得将滤液中的悬浮物和有机物以及胶体颗粒被去除。

12.如权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰水洗滤液处理方法，其特征在于：步骤S400包括如下具体步骤：

S410：分离，将再除硬后的滤液通过高压的方式透过二级膜，使得滤液中的高价离子以浓水的形式被分离回收以用于可溶性硫酸盐的配药；

S420：再分离，去除高价离子后的滤液通过高压的方式透过三级膜，使得滤液中的一价离子以浓水的形式被分离，并进一步的通过蒸发结晶系统以形成晶体盐；

S430：水回收，蒸发结晶系统产生的冷凝水和再分离后的产水均进行回收以用于飞灰水洗系统。

Images