CN115365279A - 镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，涉及“三废”领域，解决了脱硫废水、烧结机头除尘灰、垃圾飞灰单独处理工艺流程长，投资大的问题。包括：步骤1、将镁法脱硫废水与酒精配成第一混合液；步骤2、采用第一混合液分别浸出机头除尘灰和垃圾飞灰，浸出液混合得到第二混合液；步骤3、在第二混合液中添加絮凝剂并搅拌过滤得到絮凝物和第三混合液；步骤4、在第三混合液中添加硫化钠并搅拌过滤得到重金属沉淀和第四混合液；步骤5、在第四混合液中添加豆浆并加热、搅拌、过滤得到沉淀和第五混合液；步骤6、在第五混合液中添加芒硝后蒸发冷却，分离得到硫酸钾和母液。本发明的方法实现了三种废弃物的协同处理。
Description
技术领域
本发明属于“三废”处理技术领域，具体涉及一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法。
背景技术
由于我国氧化镁储量丰富，烧结烟气镁法脱硫在火力发电企业得到了广泛的应用，在钢铁行业得到了一定的推广。钢厂烧结烟气镁法脱硫产生的废水量大，废水中硫酸盐、悬浮物、氯化物、CODcr、氟化物、总汞、硫化物、总镉、总镍和总锌等超标，普通药剂絮凝沉淀后的废水也难以达到工业用水的品质。
烧结机头除尘灰中钾含量较高，而我国又是一个钾资源匮乏的国家，经济储量仅为800万t(K2O)，自给率不足50％的现状，有不少研究者进行了烧结除尘灰制备氯化钾肥的研究，由于氯化钾易溶于水，采用烧结机头除尘灰制备氯化钾工艺流程简单，投资规模小，废物排放少，产品能够弥补我国钾资源紧缺的现状，因此具有良好的发展前景。但由于烧结除尘灰中有较高含量的重金属离子，如果残留铅铜等重金属过高，达不到农业用钾肥的标准；烧结机头除尘灰提取的氯化钾中残留的氯化钠、氯化钙高，在多雨地区、多雨季节或灌溉条件下易流失而导致土壤板结造成土壤逐步酸化，使用也存在限制。
目前国内针对城市生活垃圾通常采取焚烧发电的方式处理。在焚烧过程中锅炉除尘系统收集到的飞灰由于含有一定的有机物和Zn、As、Pb、Cu等重金属元素以及二噁英等剧毒物，目前归为危险废物管理。针对垃圾飞灰常见处理技术有四种，水泥固化、化学药剂处理、酸溶剂提取以及熔融固化等方式。但存在重金属较难被稳定，二噁英处理不彻底，耐材产生腐蚀，能耗高，投资大等问题。
发明内容
鉴于上述分析，本发明旨在提供一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有镁法脱硫废水中硫酸盐、悬浮物、氯化物、CODcr、氟化物、总汞、硫化物、总镉、总镍和总锌等超标；(2)烧结机头除尘灰中有较高含量的重金属离子，除尘灰提取的氯化钾中残留的氯化钠、氯化钙高，使用存在限制；(3)垃圾飞灰中的重金属多，二噁英处理不彻底，能耗高，投资大；(4)镁法脱硫废水、烧结机头除尘灰、垃圾飞灰单独处理工艺流程长，投资大的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，包括：
步骤1、将烧结烟气镁法脱硫废水与酒精配成第一混合液；
步骤2、采用步骤1的混合液分别浸出机头除尘灰和垃圾飞灰，浸出液混合得到第二混合液；
步骤3、在第二混合液中添加絮凝剂并搅拌、过滤得到絮凝物和第三混合液；
步骤4、在第三混合液中添加硫化钠并搅拌、过滤得到重金属沉淀和第四混合液；
步骤5、在第四混合液中添加豆浆并加热、搅拌、过滤得到沉淀和第五混合液；
步骤6、在第五混合液中添加芒硝后蒸发冷却，分离得到硫酸钾和母液。
进一步的，所述步骤1中，第一混合液中酒精的质量百分含量为8％-15％。
进一步的，所述步骤2包括：
步骤21、采用步骤1的第一混合液浸出机头除尘灰，过滤得到第一浸出渣和第一浸出液；
步骤22、采用步骤1的第一混合液浸出垃圾飞灰，过滤得到第二浸出渣和第二浸出液；
其中，步骤21和步骤22的步骤不分先后顺序。
进一步的，所述步骤21中，机头除尘灰与第一混合液的固液质量比控制为0.6-1.2:1。
进一步的，所述步骤22中，垃圾飞灰与第一混合液的固液比控制为0.6-1.2:1。
进一步的，所述步骤3中，所述絮凝剂采用阴离子型絮凝剂。
进一步的，所述步骤3中，所述絮凝剂的量为5-8ppm。
进一步的，所述步骤4中，加入的硫化钠摩尔量为第三混合液中重金属离子摩尔量的0.8-1.2倍。
进一步的，所述步骤6中，加入的芒硝的摩尔量为第五混合液中钾离子摩尔量的0.4-0.5倍。
进一步的，所述步骤6中的母液返回步骤6中循环使用。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
a)本发明的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法通过将镁法脱硫废水、机头除尘灰与垃圾飞灰协同处理避开了针对这三种废弃物都采取独立的流程长、成本高的处理工艺，实现了三种废弃物的协同处理。镁法脱硫废水处理的难点就是含有重金属元素和无机盐，但含量低，处理成本高，而烧结过程中有大量重金属，烧结机头除尘灰中集结的重金属和可溶性钾、钠、镁含量更高，城市垃圾处理过程产生的飞灰主要问题也是重金属和盐的问题，其中盐来自食用盐与有机物的钾盐，本发明将本来需要单独处理的镁法脱硫废水、机头除尘灰与垃圾飞灰联合处理达到协同处理的效果，通过将三种废弃物协调，减少了新水耗量，增加了脱硫废水的重金属盐的浓度，有利于进一步集中处理。
b)本发明的方法通过依次采用絮凝剂、硫化钠和豆浆处理，使三种废弃物中的重金属、无机盐、有机物等得到富集，增加了溶液中有害元素的浓度，便于集中处理；最终将三种废弃物中的重金属、硫酸根和可溶性钾都制成产品，实现了废弃物的减量化、无害化和资源化利用。
c)本发明的方法可实现减少机头除尘灰和垃圾飞灰的运输，通过烧结烟气镁法脱硫废水的运输以废治废，降低了固体废弃物运输过程散落的风险。
d)本发明的方法投资少、处理效果好，可大大减少三种废弃物的排放，减轻了环境压力，具有较高的经济效益和社会效益。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体发明的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1是本发明的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。
目前烧结烟气镁法脱硫外排废水水量大，所含的重金属离子浓度低，因此处理难度大、成本高，同时含有残留硫酸镁。烧结系统机头除尘灰(简称机头除尘灰)含有可溶性的钾盐，而我国又是一个钾肥缺乏的国家，因此可以通过机头除尘灰提取氯化钾来弥补我国钾资源缺乏的现状。由于机头除尘灰中同时含有铅、铜、锌等重金属盐，因此在以前的研究中采用清水或工业中水提钾过程中重金属盐分离成为影响烧结机头灰提钾的关键影响因素，而且由于烧结机头灰中所含硫酸根较少，一般只能直接提取附加值相对较低的氯化钾。垃圾飞灰处理过程中同样面临铅、锌、铜等重金属的问题和氯化钠、氯化钾盐难处理的问题。三种废弃物单独处理时：(1)镁法脱硫废水中硫酸盐、悬浮物、氯化物、CODcr、氟化物、总汞、硫化物、总镉、总镍和总锌等超标，普通药剂絮凝沉淀后的废水也难以达到工业用水的品质；(2)烧结机头除尘灰中有较高含量的重金属离子，除尘灰提取的氯化钾中残留的氯化钠、氯化钙高，使用存在限制；(3)垃圾飞灰中的重金属多，能耗高，投资大。发明人经过长期深入研究，基于机头除尘灰和垃圾飞灰处理都可以采用水浸出分离其中可溶性盐，三种废弃物都面临重金属离子处理的难题，镁法脱硫废水可以提供硫酸根的现状，提出了一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，将三种废弃物所含的重金属协同处理，并分离提炼其中的可溶性盐制取硫酸钾肥料，达到三种废弃物协同处理的目的。
本发明提供了一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，包括：
步骤1、将烧结烟气镁法脱硫废水与酒精配成第一混合液；
步骤2、采用步骤1的第一混合液分别浸出机头除尘灰和垃圾飞灰，浸出渣分别用于烧结配料和危废处置，浸出液混合得到第二混合液；
步骤3、在第二混合液中添加絮凝剂并搅拌、过滤得到絮凝物和第三混合液；
步骤4、在第三混合液中添加硫化钠并搅拌、过滤得到重金属沉淀和第四混合液；
步骤5、在第四混合液中添加豆浆并加热、搅拌、过滤得到沉淀和第五混合液；
步骤6、在第五混合液中添加芒硝后蒸发冷却，分离得到硫酸钾和母液；
步骤7、母液返回步骤6的循环使用。
具体的，上述步骤1中，烧结烟气镁法脱硫废水中的成分主要包括：K+:80-100mg/L，Ca2+:800-1200mg/L，Mg2+:15-20g/L，Cr2+:40-60μg/L，Ni2+:40-60μg/L，Zn2+:30-40μg/L，Mn2+:1-5mg/L，NO3 -:30-60g/L，NO2 -:5-20g/L，SO4 2-:70-95g/L，Cl-:20-40g/L，Cu2+:10-30μg/L，Pb2+:<5μg/L，As:10-30μg/L，Se:100-200μg/L，化学需氧量310-350mg/L，悬浮物20-30g/L，氨氮200-230mg/L，含固量5％-9％，总硬度23-26g/L。
具体的，机头除尘灰和垃圾飞灰中都含有一定的有机物，且两种灰都是经过高温后收集的，活性高，润湿性差，因此，上述步骤1中，烧结烟气镁法脱硫废水中加入酒精后两种灰中的有机物易溶于酒精，改善两种灰的亲水性。
具体的，上述步骤1中，考虑到酒精的含量过高，后续危险性大，过低不易完全溶解机头除尘灰和垃圾飞灰中的有机物。因此，控制第一混合液中酒精的质量百分含量为8％-15％；优选的，酒精的质量百分含量为10％；控制使用的酒精的浓度大于30％，例如，酒精的浓度为35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％。
具体的，上述步骤2中，机头除尘灰的成分中有较高含量的重金属离子，示例性的，机头除尘灰的成分(质量百分比)主要包括：T.Fe:20％-45％，SiO2:2％-5％，CaO:3％-10％，MgO:1.0％-5.0％，Al2O3:1.2％-5.0％，PbO:1.5％-10％，ZnO:0.1％-2％，Na2O:1.0％-5％，K2O:2.0％-30％，P:<0.05％，S:0.01％-3.0％。
具体的，上述步骤2中，垃圾飞灰的成分有来自镀锡罐、锌电池、铜材、残留食物的食盐、有机物钾肥元素、塑料挥发物、二次生成物等，即重金属盐、钾钠盐、有机物等；示例性的，垃圾飞灰的成分(质量百分比)主要包括：T.Fe:0.3％-2.0％，FeO:0.02％-1.0％，CaO:35％-50％，MgO:1.0％-5.0％，Al2O3:1.0％-5.0％，PbO:1.0％-2.0％，ZnO:0.01％-1.0％，Na2O:1.0％-5.0％，K2O:2.0％-10.0％，P:<0.08％，S:0.01％-3.0％，C:1.0％-5.0％，SiO2:2.0％-5.0％，Cl:8.0％-25.0％，TiO2:0.01％-1.0％。
具体的，上述步骤2包括：
步骤21、采用步骤1的第一混合液浸出机头除尘灰，过滤得到第一浸出渣和第一浸出液；
步骤22、采用步骤1的第一混合液浸出垃圾飞灰，过滤得到第二浸出渣和第二浸出液。
具体的，步骤21和步骤22的步骤不分先后顺序。第一浸出液与第二浸出液混合后得到第二混合液。
具体的，步骤21中，采用步骤1的第一混合液浸出机头除尘灰的过程中，可溶性重金属盐、有机物均溶于第一混合液中。第一浸出渣用于作为烧结配料。
具体的，步骤21中，考虑到机头除尘灰与第一混合液的固液比过大增加处理量，成本增加；过小机头除尘灰中的可溶性重金属盐、有机物等难以完全溶解；因此，机头除尘灰与第一混合液的固液质量比控制为0.6-1.2:1。优选的，机头除尘灰与第一混合液的固液质量比为1:1。
在一种可能的设计中，步骤21中，为了尽量减少第一浸出渣中的可溶性物质，还包括采用第一混合液清洗第一浸出渣进一步溶解第一浸出渣中残留的重金属盐、有机物，过滤得到第一清洗液和清洗后的第一浸出渣，清洗后的第一浸出渣用于作为烧结配料。具体的，第一浸出渣和第一混合液的固液质量比控制为1:2.5-4.5。优选的，第一浸出渣和第一混合液的固液质量比为1:3。
具体的，第一清洗液可以用作下一次的机头除尘灰的浸出，进而实现资源的循环利用，降低成本。
具体的，步骤22中，采用步骤1的第一混合液浸出垃圾飞灰的过程中可溶性重金属盐、有机物均溶于第一混合液中。第二浸出渣作为危废处置。
具体的，步骤22中，垃圾飞灰与第一混合液的固液比控制为0.6-1.2:1。优选的，垃圾飞灰与第一混合液的固液比为1:1。
在一种可能的设计中，步骤22中，为了尽量减少第二浸出渣中的可溶性物质，还包括采用第一混合液清洗第二浸出渣进一步溶解第二浸出渣中残留的重金属盐、有机物，过滤得到第二清洗液和清洗后的第二浸出渣，清洗后的第二浸出渣作为危废处置。具体的，第二浸出渣和第一混合液的固液质量比控制为1:2.5-4.5。优选的，第二浸出渣和第一混合液的固液质量比为1:3。
具体的，第二清洗液可以用作下一次的垃圾飞灰的浸出，进而实现资源的循环利用，降低成本。
具体的，上述步骤2中，第二混合液的成分主要包括：K+:40-60g/L，Ca2+:3-10g/L，Na+:20-40g/L，Zn2+:0.3-2g/L，Mg2+:18-25g/L，Pb2+:0.05-1g/L，Cd2+:0.05-1g/L，Mn2+:30-60mg/L，Cu2+:5-15mg/L，Fe3+:<0.5mg/L，Ti4+:<0.5mg/L，Ni2+:<0.5mg/L，Cl-:30-50g/L，SO4 2-:60-90g/L，CO3 2-:150-350mg/L，F-:30-60mg/L，NO3 -:15-40mg/L，PO4 3-:0.4-1mg/L，化学需氧量310-350mg/L，悬浮物20-30g/L，氨氮200-230mg/L，含固量6％-10％，总硬度23-35g/L。
具体的，步骤3中，添加絮凝剂能够去除重金属。因此，絮凝剂采用阴离子型絮凝剂，示例性的，絮凝剂为聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐。
具体的，步骤3中，考虑到絮凝剂的加入量过多浪费原料；因此控制絮凝剂的量为5-8ppm。得到的絮凝物需要进一步专业的危废处置。
具体的，上述步骤4中，在第三混合液中添加硫化钠的作用是进一步去除重金属离子，而不引入新的离子。Cu2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子都会跟S2-生成沉淀物。硫化钠的量过少会起不到去除重金属离子的作用，因此，控制硫化钠加入的摩尔量为第三混合液中重金属离子摩尔量的0.8-1.2倍。
具体的，上述步骤4中，重金属沉淀可以作为有色金属冶炼原料使用。
考虑到第四混合液的成分中可能还包括少量的重金属离子，此时，残留的重金属离子由于浓度低，采取化学反应形成重金属离子沉淀的方式一方面在平衡化学剂量下反应难度大，增加硫化钠又引入了新的离子。因此，步骤5采用在第四混合液中添加豆浆并加热、搅拌、过滤得到沉淀和第五混合液；利用重金属离子可以使蛋白变性的原理，通过加热增加反应活性可以在不引入新的离子的条件下取出第四混合液中残留的重金属离子。
具体的，上述步骤5中，豆浆是采用大豆制作豆腐过程中产生的上清液豆浆，加入豆浆后加热到78-82℃去除残留重金属并蒸发掉乙醇。具体的，所得的重金属沉淀可以作为有色金属冶炼原料使用。
具体的，上述步骤5中，加入豆浆后的溶液加热可以充分利用烧结系统的余热或垃圾焚烧锅炉的余热资源，也可以采用煤气、天然气等热源加热。
具体的，上述步骤6中，在第五混合液中添加芒硝是因为镁法脱硫废水中的硫酸根不足以使钾离子全部结合成硫酸钾析出，加入芒硝后发生如下复分解反应：Na2SO4+2KCl＝K2SO4+2NaCl，补足硫酸根的同时没有带入其他阳离子。
考虑到加入芒硝的量过少不足以使钾离子全部结合成硫酸钾析出，过多会引入多余离子；因此，控制芒硝的摩尔量为第五混合液中钾离子摩尔量的0.4-0.5倍。
具体的，上述步骤6中，加入芒硝后的蒸发温度为100℃，蒸发至溶液中的氯化钠开始析出时，停止蒸发将溶液冷却至30℃以下，并加入剩余的溶液的质量的3％-5％的清水，保证无氯化钠盐析出。此步骤从100℃降温至30℃，氯化钠的溶解度值减少了3.1g，而硫酸钾的溶解度值减少量为11.1克，利用两种盐溶解度随温度变化的差异可以单独将硫酸钾析出。
具体的，上述步骤6中，母液中的成分主要包括：K+:1-5g/L，Ca2+:2-8g/L，Na+:70-110g/L，Zn2+:0.1-0.5g/L，Mg2+:5-10g/L，Pb2+:<0.5mg/L，Cd2+:<0.5mg/L，Mn2+:<0.5mg/L，Cu2 +:<0.5mg/L，Fe3+:<0.5mg/L，Ti4+:<0.5mg/L，Ni2+:<0.5mg/L，Cl-:52-70g/L，SO4 2-:95-120g/L，CO3 2-:350-500mg/L，F-:65-90mg/L，NO3 -:40-60mg/L，PO4 3-:1-3mg/L，化学需氧量380-500mg/L，悬浮物30-50g/L，氨氮250-300mg/L，含固量11％-16％，总硬度120-170g/L。可见，通过本发明的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法能够将镁法脱硫废水、机头除尘灰与垃圾飞灰中的重金属、可溶性钾都制成产品，实现了废弃物的减量化、无害化和资源化利用。
具体的，上述步骤6中，冷却析出的硫酸钾可以再用清水清洗一遍硫酸钾，去掉杂质和残留母液，所得清洗液可以与母液混合使用。
具体的，上述步骤7中，母液经过5-8次循环后其中氯化钠含量升高，可以外排蒸干后作为融雪剂、氯碱或其他化工原料使用。
具体的，上述步骤3-5中，搅拌可以采用机械搅拌方式，过滤可以采用板框压滤的方式。
与现有技术相比，本发明的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法通过将镁法脱硫废水、机头除尘灰与垃圾飞灰协同处理避开了针对这三种废弃物都采取独立的流程长、成本高的处理工艺，实现了三种废弃物的协同处理。
本发明的方法通过依次采用絮凝剂、硫化钠和豆浆处理，使三种废弃物中的重金属、无机盐、有机物等得到富集，增加了溶液中有害元素的浓度，便于集中处理；最终将三种废弃物中的重金属、硫酸根和可溶性钾都制成产品，实现了废弃物的减量化、无害化和资源化利用。
本发明的方法可实现减少机头除尘灰和垃圾飞灰的运输，通过烧结烟气镁法脱硫废水的运输以废治废，降低了固体废弃物运输过程散落的风险。
本发明的方法投资少、处理效果好，可大大减少三种废弃物的排放，减轻了环境压力，具有较高的经济效益和社会效益。
实施例1
本实施例提供了一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，采用山东某钢厂265m2烧结机烧结烟气镁法脱硫废水。镁法脱硫废水的主要元素成分如表1所示，机头除尘灰的主要元素成分如表2所示(烧结机头不同部位的组分不同)，垃圾飞灰的主要元素成分如表3所示。
表1镁法脱硫废水的主要成分及含量
表2机头除尘灰的主要元素成分(质量百分比％)
| 除尘灰部位 | TFe | SiO<sub>2</sub> | CaO | MgO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | PbO | ZnO | Na<sub>2</sub>O | K<sub>2</sub>O | P | S |
| 机头一电场 | 43.98 | 4.80 | 7.08 | 1.97 | 1.46 | 1.76 | 0.13 | 1.87 | 2.36 | 0.032 | 0.04 |
| 机头二电场 | 41.04 | 3.04 | 3.86 | 1.37 | 1.46 | 5.97 | 0.15 | 1.80 | 8.21 | 0.024 | 1.13 |
| 机头三电场 | 24.47 | 2.00 | 4.42 | 1.62 | 1.37 | 6.29 | 0.19 | 3.23 | 12.24 | 0.027 | 0.96 |
| 机头四电场 | 23.11 | 2.13 | 9.46 | 1.24 | 1.91 | 9.43 | 0.25 | 3.42 | 16.82 | 0.037 | 0.96 |
表3垃圾飞灰的主要元素成分(质量百分比％)
| 成分 | TFe | FeO | CaO | MgO | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> | PbO | ZnO | Na<sub>2</sub>O | K<sub>2</sub>O | P | S |
| 含量 | 0.78 | 0.09 | 42.88 | 3.16 | 1.69 | 1.47 | 0.06 | 3.87 | 4.63 | 0.05 | 1.98 |
| 成分 | C | SiO<sub>2</sub> | Cl | TiO<sub>2</sub> | |||||||
| 含量 | 3.44 | 3.66 | 12.46 | 0.41 |
具体方案包括以下步骤：
步骤1、将烧结烟气镁法脱硫废水与酒精配成第一混合液；其中，酒精的质量百分含量为10％，所用酒精为质量浓度为95％的无水乙醇；
步骤2、采用步骤1的混合液分别浸出机头除尘灰和垃圾飞灰，浸出渣分别用于烧结配料和危废处置，浸出液混合得到第二混合液；
步骤2具体包括：
步骤21、采用步骤1的第一混合液浸出机头除尘灰，过滤得到第一浸出渣和第一浸出液；采用第一混合液清洗第一浸出渣，过滤得到第一清洗液和清洗后的第一浸出渣；其中，机头除尘灰与第一混合液的固液比为1:1；第一浸出渣和第一混合液的固液比为1:3；
步骤22、采用步骤1的第一混合液浸出垃圾飞灰，过滤得到第二浸出渣和第二浸出液；采用第一混合液清洗第二浸出渣，过滤得到第二清洗液和清洗后的第二浸出渣；其中，垃圾飞灰与第一混合液的固液比为1:1，第二浸出渣和第一混合液的固液比为1:3；第二浸出渣采用熔融固化方式处理；
步骤3、在第二混合液中添加絮凝剂并搅拌、过滤得到絮凝物和第三混合液；其中，絮凝剂为聚丙烯酰胺，加入量为5ppm，得到的絮凝物送到专业危废处理场地填埋处置；
步骤4、在第三混合液中添加硫化钠并搅拌、过滤得到重金属沉淀和第四混合液；其中，硫化钠加入量为第三混合液中重金属离子摩尔量的0.9倍；
步骤5、在第四混合液中添加豆浆并加热至78℃、搅拌、过滤得到沉淀和第五混合液；其中，加入豆浆后的溶液加热利用烧结环冷机余热换热加热；
步骤6、在第五混合液中添加芒硝后蒸发冷却，分离得到硫酸钾和母液；其中，芒硝的摩尔量为第五混合液中钾离子摩尔量的0.4倍；加入芒硝后的蒸发温度为100℃，蒸发至溶液中的氯化钠开始析出时，停止蒸发对溶液进行冷却，并加入剩余溶液量3％的清水，保证无氯化钠盐析出。
具体的，冷却析出的硫酸钾盐固液分离后，再用清水清洗一遍硫酸钾，去掉杂质和残留母液，所得清洗液与母液混合使用。
步骤7、母液返回步骤6的浆液循环使用。其中，母液经过5循环后其中氯化钠含量升高，外排蒸干后作为融雪剂。
具体的，上述步骤2中，第二混合液和母液的主要成分如下表4所示。
表4第二混合液和母液的主要成分(mg/L)
实施例2
本实施例提供了一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，采用的烟气镁法脱硫废水与实施例1相同，整体步骤与实施例1相同，不同之处在于：
步骤1中，所用酒精为质量浓度为70％的工业酒精；
步骤22中，第二浸出渣采用水泥固化的方式处理；
步骤3中，絮凝剂为阴离子型絮凝剂(苯乙烯磺酸盐)，加入量为8ppm，得到的絮凝物通过专业危废焚烧炉焚烧处置；
步骤4中，硫化钠加入量为第三混合液中重金属离子摩尔量的1.2倍；重金属沉淀可以作为铜铅冶炼原料使用；
步骤5中，添加豆浆并加热至80℃；加入豆浆后的溶液加热利用天然气清洁能源加热；
步骤6中，芒硝的摩尔量为第五混合液中钾离子摩尔量的0.45倍；停止蒸发对溶液进行冷却，并加入剩余溶液量5％的清水，保证无氯化钠盐析出。
步骤7中，母液经过6次循环后其中氯化钠含量升高，外排母液蒸干后用作融雪剂。
具体的，上述步骤2中，第二混合液和母液的主要成分如下表5所示。
表5第二混合液和母液的主要成分(mg/L)
| 成分 | K<sup>+</sup> | Ca<sup>2+</sup> | Na<sup>+</sup> | Zn<sup>2+</sup> | Mg<sup>2+</sup> | Pb<sup>2+</sup> | Cd<sup>2+</sup> | Mn<sup>2+</sup> | Cu<sup>2+</sup> | Fe<sup>3+</sup> | Ti<sup>4+</sup> |
| 第二混合液 | 42695 | 3781 | 33600 | 657 | 20637 | 197 | 169 | 38.65 | 8.30 | ＜0.5 | ＜0.5 |
| 母液 | 4176 | 6217 | 96463 | ＜0.5 | 8531 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 |
| 成分 | Ni<sup>2+</sup> | V<sup>5+</sup> | Al<sup>3+</sup> | Be<sup>2+</sup> | Mo<sup>2+</sup> | Cl<sup>-</sup> | SO<sub>4</sub><sup>2-</sup> | CO<sub>3</sub><sup>2-</sup> | F<sup>-</sup> | NO<sub>3</sub><sup>-</sup> | PO<sub>4</sub><sup>3-</sup> |
| 第二混合液 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | 49870 | 62976 | 251 | 39.7 | 23.1 | 0.62 |
| 母液 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | ＜0.5 | 59155 | 98203 | 416 | 81.7 | 56.1 | 1.8 |
| 成分 | 化学需氧 | 悬浮物 | 氨氮 | 含固量％ | 总硬度 | ||||||
| 第二混合液 | 335 | 28 | 225 | 9.1 | 31 | ||||||
| 母液 | 462 | 44 | 288 | 13.3 | 141 |
通过上述实施例1-2的结果可以看出，通过本发明的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，通过依次采用絮凝剂、硫化钠和豆浆处理，使三种废弃物中的重金属、无机盐、有机物等得到富集，增加了溶液中有害元素的浓度，便于集中处理；最终将三种废弃物中的铅、锌、铜等重金属、硫酸根和可溶性钾都制成产品，实现了废弃物的减量化、无害化和资源化利用。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，包括：
步骤1、将烧结烟气镁法脱硫废水与酒精配成第一混合液；
步骤2、采用步骤1的第一混合液分别浸出机头除尘灰和垃圾飞灰，浸出液混合得到第二混合液；
步骤3、在第二混合液中添加絮凝剂并搅拌、过滤得到絮凝物和第三混合液；
步骤4、在第三混合液中添加硫化钠并搅拌、过滤得到重金属沉淀和第四混合液；
步骤5、在第四混合液中添加豆浆并加热、搅拌、过滤得到沉淀和第五混合液；
步骤6、在第五混合液中添加芒硝后蒸发冷却，分离得到硫酸钾和母液。
2.根据权利要求1所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤1中，第一混合液中酒精的质量百分含量为8％-15％。
3.根据权利要求1所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤2包括：
步骤21、采用步骤1的第一混合液浸出机头除尘灰，过滤得到第一浸出渣和第一浸出液；
步骤22、采用步骤1的第一混合液浸出垃圾飞灰，过滤得到第二浸出渣和第二浸出液；
其中，步骤21和步骤22的步骤不分先后顺序。
4.根据权利要求3所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤21中，机头除尘灰与第一混合液的固液质量比控制为0.6-1.2:1。
5.根据权利要求3所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤22中，垃圾飞灰与第一混合液的固液比控制为0.6-1.2:1。
6.根据权利要求1所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述絮凝剂采用阴离子型絮凝剂。
7.根据权利要求1所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤3中，所述絮凝剂的量为5-8ppm。
8.根据权利要求1所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤4中，加入的硫化钠的摩尔量为第三混合液中重金属离子摩尔量的0.8-1.2倍。
9.根据权利要求1所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤6中，加入的芒硝的摩尔量为第五混合液中钾离子摩尔量的0.4-0.5倍。
10.根据权利要求1-9所述的镁法脱硫废水协同处理机头除尘灰与垃圾飞灰的方法，其特征在于，所述步骤6中的母液返回步骤6中循环使用。
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