CN114988626A - 一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，包括：废水输送至原水调节池；原水调节池的废水输送至除重金属系统进行重金属的去除，产生的泥水混合物进行固液分离，产生除重水和重金属污泥；除重水输送至第一软化系统进行除钙，产生的泥水混合物进行固液分离，产生软化水和硫酸钙污泥；软化水输送至第二软化系统产生的泥水混合物进行固液分离，产生深度软化水和碳酸钙污泥；深度软化水输送至超滤膜系统产生超滤浓缩液和超滤透过液，超滤浓缩液输送至原水调节池；超滤透过液输送至膜分离系统产生分离膜浓缩液和分离膜透过液；分离膜浓缩液输送至第一软化系统；对分离膜透过液进行pH调节产生中水；中水进行蒸发结晶分盐。本发明效率高、成本低。

Description

一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺
技术领域
本发明属于高盐废水处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺。
背景技术
生活垃圾焚烧飞灰(简称“飞灰”)，来源于垃圾焚烧发电厂烟气收集系统得到的飞灰，包括流化床飞灰和炉排炉飞灰，飞灰中主要成分为CaO、SiO2、Na2O、K2O、Fe2O3、Al2O3、MgO，其中，CaO质量分数最高，为20.4-37.9％；主要危害物质为重金属(Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni和Hg等)和二噁英类有机化合物，焚烧飞灰中氯的质量分数最高，最高可超过25％，其中，可溶性氯占总氯的比例为40.6-83.9％。
飞灰水洗废水来源于飞灰资源化利用过程中水洗工艺产生的飞灰水洗废水，为高盐废水，主要成分为Cl-、Na+、K+、Ca2+、SO4 2-以及Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+、Cr6+等重金属，其中，Cl-、Na+、K+可通过蒸发结晶分盐技术制成氯化钠和氯化钾产品，为了保证氯化钠和氯化钾产品的品质及蒸发结晶系统稳定性，需去除飞灰水洗废水中Ca2+、SO4 2-以及Pb2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+、Cr6+等重金属元素。
去除高盐废水中重金属方法目前主要是添加硫化钠或者重金属螯合剂，可以对铅等重金属进行有效去除。
目前，高盐废水中钙离子的去除方法主要有碳酸钠除钙法、二氧化碳除钙、硫酸钠除钙法。碳酸钠除钙法效果最好，钙离子去除率可以大于99％，但碳酸钠药剂价格昂贵，处理成本高；二氧化碳除钙法去除效率低，需要结合碳酸钠除钙法一起使用，处理成本较高。硫酸钠除钙法在高盐废水中对钙离子很难去除干净，需要结合碳酸钠除钙法一起使用，处理成本相对较低，但废水中引入大量硫酸盐，严重影响蒸发结晶系统氯化钠和氯化钾产品品质。飞灰水洗废水中硫酸盐在没有去除工艺的情况下，硫酸盐会在蒸发结晶系统不断富集，也会影响氯化钠和氯化钾产品品质。
因此，本领域亟需提出了一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，以降低废水水洗液中钙离子的处理成本。
发明内容
基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺。
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)飞灰水洗废水输送至原水调节池；
(2)原水调节池的飞灰水洗废水输送至除重金属系统进行重金属的去除，产生的泥水混合物输送至第一固液分离系统进行固液分离，产生除重水和重金属污泥；
(3)除重水输送至第一软化系统进行除钙，产生的泥水混合物输送至第二固液分离系统进行固液分离，产生软化水和硫酸钙污泥；
(4)软化水输送至第二软化系统进行剩余钙离子的去除，产生的泥水混合物输送至第三固液分离系统进行固液分离，产生深度软化水和碳酸钙污泥；
(5)深度软化水输送至超滤膜系统以去除其中的COD和SS，产生超滤浓缩液和超滤透过液；其中，超滤浓缩液输送至原水调节池；
(6)超滤透过液输送至膜分离系统以实现硫酸盐与氯盐的分离，硫酸盐进行浓缩进入分离膜浓缩液，氯盐进入分离膜透过液；其中，分离膜浓缩液输送至第一软化系统；
(7)对分离膜透过液进行pH调节，产生中水；
(8)中水输送至蒸发结晶分盐系统，产生氯化钠和氯化钾。
作为优选方案，所述步骤(1)中，飞灰水洗废水中的氯离子含量8～15％、钠离子含量1～3％、钾离子含量1～3％、钙离子含量2～4％。
作为优选方案，所述步骤(2)中，除重金属系统对飞灰水洗废水的处理过程依次包括加药、混凝反应、絮凝反应和沉淀；
其中，加药为添加除重剂，除重剂为硫化钠或重金属螯合剂；
混凝反应的混凝剂为PAC或PFS；
絮凝反应的絮凝剂为阴离子型PAM或非离子型PAM；
沉淀的沉淀池的容积需满足15h以上的沉降时间。
作为优选方案，所述步骤(2)中，泥水混合物采用螺杆污泥泵或污泥隔膜泵进行输送。
作为优选方案，所述第一固液分离系统、第二固液分离系统、第三固液分离系统选用板框压滤机、带式压滤机或卧螺离心机。
作为优选方案，所述步骤(3)中，第一软化系统采用的软化剂为硫酸钠，软化水中的钙离子去除率大于90％，硫酸钙污泥的含水率30～35％。
作为优选方案，所述步骤(4)中，第二软化系统采用的软化剂为碳酸钠，软化水中钙离子去除率大于99％，碳酸钙污泥的含水率为30～35％；
碳酸钙污泥输送至飞灰水洗系统，得到水洗成品灰。
作为优选方案，所述步骤(5)中，超滤膜系统的运行压力小于2bar，超滤浓缩液对进水浓缩率大于10倍，超滤透过液对COD拦截效率为30～50％，对SS拦截效率99％以上。
作为优选方案，所述步骤(6)中，膜分离系统运行压力为25～30bar，分离膜浓缩液对进水浓缩率不小于10倍，分离膜透过液对硫酸盐拦截效率为95～98％，对氯盐拦截效率为20～30％。
作为优选方案，所述步骤(7)中，中水的pH为7～8。
本发明与现有技术相比，有益效果是：
(1)本发明利用第一软化系统去除大部分钙离子，再利用第二软化系统去除剩余的钙离子，处理成本相比与纯碳酸钠除钙处理成本降低50％以上，综合能耗较低；
(2)本发明利用超滤膜系统去除COD和SS，产生的超滤浓缩液回用至原水调节池，产生的超滤透过液进入膜分离系统实现硫酸盐和氯盐的有效分离，使出水硫酸盐浓度更低，更有利于蒸发结晶分盐系统稳定运行，分离膜浓缩液进入第一软化系统循环利用，以达到去除飞灰水洗废水硫酸盐以及降低钙离子处理成本的目的。
(3)本发明的硫酸钙污泥可用于生产石膏产品，对飞灰水洗废水中钙离子进行了资源化利用；碳酸钙污泥进入飞灰水洗系统，得到水洗成品灰。
附图说明
图1是本发明实施例1的垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
实施例1：
如图1所示，本实施例的垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，包括以下步骤：
(1)飞灰水洗废水经过第一输送系统进入原水调节池，原水调节池用于储存、均质飞灰水洗废水；
具体地，本实施例的飞灰水洗废水(简称水洗滤液)中的氯离子含量8～15％、钠离子含量1～3％、钾离子含量1～3％、钙离子含量2～4％；
第一输送系统为管道输送系统，飞灰水洗废水通过管道自流或者泵入的方式进入原水调节池；
原水调节池为地下式、半地下式或地上式，原水调节池为混凝土结构、Q235或SUS316L中的一种；另外，原水调节池容积满足连续运行15h的储液量。
(2)原水调节池的飞灰水洗废水经过第二输送系统进入除重金属系统，去除其中的铅、锌、铜、镉、铬等重金属，产生泥水混合物一；
具体地，第二输送系统为管道输送系统，飞灰水洗废水通过管道泵入的方式进入除重金属系统；其中，管道材质为Q235或SUS316L。
本实施例的除重金属系统包括加药单元、混凝反应单元、絮凝反应单元、沉淀单元，除重金属系统对飞灰水洗废水的处理过程依次包括加药、混凝反应、絮凝反应和沉淀；
其中，加药为添加除重剂，除重剂为硫化钠或重金属螯合剂；
混凝反应的混凝剂为PAC或PFS；
絮凝反应的絮凝剂为阴离子型PAM或非离子型PAM；
沉淀的沉淀池为半地下式或地上式，采用混凝土结构、Q235或SUS316L，容积需满足15h以上的沉降时间。
(3)泥水混合物一经过第三输送系统进入第一固液分离系统，产生除重水和重金属污泥；
具体地，第三输送系统为管道输送系统，泥水混合物一通过管道泵入的方式进入第一固液分离系统，具体采用螺杆污泥泵或污泥隔膜泵，以管道进行连接，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
第一固液分离系统为板框压滤机、带式压滤机或者卧螺离心机。
除重水中对铅、锌、铜、镉及铬等重金属的去除率大于95％，重金属污泥的含水率为50～60％。
(4)重金属污泥经过第四输送系统进入危废暂存库；
其中，重金属污泥采用吨袋包装，第四输送系统为叉车运输。
(5)除重水经过第五输送系统进入第一软化系统(简称软化1)，去除大部分钙离子，产生泥水混合物二；
具体地，第五输送系统为管道输送系统，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢，除重水通过管道泵入的方式进入第一软化系统，第一软化系统采用的软化剂为硫酸钠。
(6)泥水混合物二经过第六输送系统进入第二固液分离系统，产生软化水和硫酸钙污泥；
具体地，第六输送系统为管道输送系统，泥水混合物二通过管道泵入的方式进入第二固液分离系统，具体采用螺杆污泥泵或污泥隔膜泵，以管道进行连接，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种；第二固液分离系统为板框压滤机、带式压滤机或卧螺离心机。
其中，软化水中的钙离子去除率大于90％，硫酸钙污泥的含水率30～35％。
(7)硫酸钙污泥经过第七输送系统进入石膏生产线；
具体地，第七输送系统为管道输送系统，具体采用螺杆污泥泵或污泥隔膜泵，以管道进行连接，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
(8)软化水经过第八输送系统进入第二软化系统(简称软化2)，去除全部剩余钙离子，产生泥水混合物三；
具体地，第八输送系统为管道输送系统，软化水通过管道泵入的方式进入第二软化系统，第二软化系统采用的软化剂为碳酸钠。
(9)泥水混合物三经过第九输送系统进入第三固液分离系统，产生深度软化水和碳酸钙污泥；
具体地，第九输送系统为管道输送系统，具体采用螺杆污泥泵或污泥隔膜泵，以管道进行连接，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种；第三固液分离系统为板框压滤机、带式压滤机或卧螺离心机；
其中，深度软化水中钙离子去除率大于99％，碳酸钙污泥的含水率为30～35％。
(10)碳酸钙污泥经过第十输送系统进入飞灰水洗系统，最终进入水洗成品灰中，用于建材化的原料。
具体地，第十输送系统为皮带输送机、刮板输送机中的一种，皮带材质为橡胶，刮板材质为SUS316L或2205双相钢中的一种。
(11)深度软化水经过第十一输送系统进入超滤膜系统，去除其中的COD和SS，产生超滤浓缩液和超滤透过液；
具体地，第十一输送系统以管道进行连接，为自流或者泵入的方式进入超滤膜系统，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
超滤膜系统的运行压力小于2bar，超滤膜为管式膜或板式膜，超滤浓缩液对进水浓缩率大于10倍，超滤透过液对COD拦截效率为30～50％，对SS拦截效率为99％以上。
(12)超滤浓缩液经过第十二输送系统进入原水调节池；
具体地，第十二输送系统以管道进行连接，为自流或者泵入的方式进入原水调节池，管道材质为加强PVC、内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
(13)超滤透过液经过第十三输送系统进入膜分离系统，实现硫酸盐与氯盐的分离，硫酸盐进行浓缩进入分离膜浓缩液，氯盐进入分离膜透过液；
具体地，第十三输送系统以管道进行连接，泵入膜分离系统，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
膜分离系统运行压力为25～30bar，分离膜为卷式有机聚酰胺膜，分离膜浓缩液对进水浓缩率不小于10倍，分离膜透过液对硫酸盐拦截效率为95～98％，对氯盐拦截效率为20～30％。
(14)分离膜浓缩液经过第十四输送系统进入第一软化系统，硫酸盐用于去除钙离子；
具体地，第十四输送系统以管道进行连接，为自流或者泵入的方式进入第一软化系统，管道材质为加强PVC、内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
(15)分离膜透过液经过第十五输送系统进入pH调节桶，用于调节pH，产生中水；
具体地，第十五输送系统以管道进行连接，为自流或者泵入的方式进入pH调节桶，管道材质为加强PVC、内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
其中，中水的pH为7～8。
(16)中水经过第十六输送系统进入蒸发结晶分盐系统，实现钠钾分盐，用于氯化钠和氯化钾产品制备。
具体地，第十六输送系统以管道进行连接，泵入蒸发结晶分盐系统，管道材质为内衬防腐Q235或2205双相不锈钢中的一种。
本实施例的垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，可实现钙离子去除成本节省50％以上，水处理出水(即中水)相比于飞灰水洗废水的硫酸盐含量更低，更有利于蒸发结晶系统的稳定运行，同时硫酸钙污泥可用于石膏生产线，形成石膏产品，实现了飞灰水洗液中钙离子资源化。
以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)飞灰水洗废水输送至原水调节池；
(2)原水调节池的飞灰水洗废水输送至除重金属系统进行重金属的去除，产生的泥水混合物输送至第一固液分离系统进行固液分离，产生除重水和重金属污泥；
(3)除重水输送至第一软化系统进行除钙，产生的泥水混合物输送至第二固液分离系统进行固液分离，产生软化水和硫酸钙污泥；
(4)软化水输送至第二软化系统进行剩余钙离子的去除，产生的泥水混合物输送至第三固液分离系统进行固液分离，产生深度软化水和碳酸钙污泥；
(5)深度软化水输送至超滤膜系统以去除其中的COD和SS，产生超滤浓缩液和超滤透过液；其中，超滤浓缩液输送至原水调节池；
(6)超滤透过液输送至膜分离系统以实现硫酸盐与氯盐的分离，硫酸盐进行浓缩进入分离膜浓缩液，氯盐进入分离膜透过液；其中，分离膜浓缩液输送至第一软化系统；
(7)对分离膜透过液进行pH调节，产生中水；
(8)中水输送至蒸发结晶分盐系统，产生氯化钠和氯化钾。
2.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，飞灰水洗废水中的氯离子含量8～15％、钠离子含量1～3％、钾离子含量1～3％、钙离子含量2～4％。
3.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，除重金属系统对飞灰水洗废水的处理过程依次包括加药、混凝反应、絮凝反应和沉淀；
其中，加药为添加除重剂，除重剂为硫化钠或重金属螯合剂；
混凝反应的混凝剂为PAC或PFS；
絮凝反应的絮凝剂为阴离子型PAM或非离子型PAM；
沉淀的沉淀池的容积需满足15h以上的沉降时间。
4.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)中，泥水混合物采用螺杆污泥泵或污泥隔膜泵进行输送。
5.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述第一固液分离系统、第二固液分离系统、第三固液分离系统选用板框压滤机、带式压滤机或卧螺离心机。
6.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(3)中，第一软化系统采用的软化剂为硫酸钠，软化水中的钙离子去除率大于90％，硫酸钙污泥的含水率30～35％。
7.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，第二软化系统采用的软化剂为碳酸钠，软化水中钙离子去除率大于99％，碳酸钙污泥的含水率为30～35％；
碳酸钙污泥输送至飞灰水洗系统，得到水洗成品灰。
8.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，超滤膜系统的运行压力小于2bar，超滤浓缩液对进水浓缩率大于10倍，超滤透过液对COD拦截效率为30～50％，对SS拦截效率99％以上。
9.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，膜分离系统运行压力为25～30bar，分离膜浓缩液对进水浓缩率不小于10倍，分离膜透过液对硫酸盐拦截效率为95～98％，对氯盐拦截效率为20～30％。
10.根据权利要求1所述的一种垃圾焚烧飞灰水洗废水处理工艺，其特征在于，所述步骤(7)中，中水的pH为7～8。
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CN116495911A (zh) * 2023-03-07 2023-07-28 重庆三峰科技有限公司 生活垃圾焚烧飞灰水洗废水预处理系统及其工作方法

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