CN115624961A - 一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回用处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回用处理方法，属于废料处理技术领域，包括S1：取一定量飞灰粉末去除所述飞灰粉末中有害气体物质；S2：将飞灰粉末放入水中浸泡一段时间后水洗，溶解并去除飞灰粉末中可溶性结晶盐；S3：对水洗后飞灰粉末烘干处理，制成的灰质载体，装袋。去除飞灰粉末中夹杂的有害气体，有利于避免在使用过程中造成二次污染。采用扬尘换气方式去除飞灰粉末中夹杂的有害气体，当飞灰粉末被扬起时，由于持续更换被扬起飞灰粉末所处的环境气流，可以带走飞灰粉末中的有害气体，达到净化目的。
Description
技术领域
本发明属于废料处理技术领域，具体地说，涉及一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回用处理方法。
背景技术
垃圾焚烧处置过程中会产生大量的飞灰，飞灰因富集重金属和二噁英、呋喃等毒性污染物，而被中国和世界上很多国家明确规定为危险废弃物。生活垃圾焚烧飞灰被列入《国家危险废物名录》(2021版)，编号为772-002-18。
飞灰的处置以填埋为主，然而经过无害化处置的飞灰具备资源化应用的潜力。飞灰中氯盐、重金属及痕量二噁英安全处置是解决飞灰的环境问题、实现飞灰资源化利用的关键前提。生活垃圾中的含氯塑料及厨余垃圾焚烧分解后产生的氯化物富集于飞灰中，含氯元素占比高是我国飞灰的显著特征之一，其主要以Ca，Na和K的可溶性氯化物存在。飞灰中可溶盐含量多在10％～30％，也可能高达40％。若不预先去除，会妨碍飞灰的固化和稳定化；处置时也可能会污染地下水，并使其他污染物的溶解性增大。
在飞灰填埋或资源化利用处置前，均需对飞灰进行适当的预处理。飞灰的预处理是指通过物理或化学方法，对飞灰中的重金属、二噁英类、氯盐等物质进行一定程度的去除，或者抑制其可浸出性或扩散性，使预处理后的飞灰满足后续利用处置的要求。
目前飞灰资源化和无害化方法大致可分为固化/稳定化、热处理、分离萃取、水热处理、水泥窑协同处置和填埋技术。针对飞灰的处理处置技术也包括多种技术联用，主流技术主要为飞灰固化/稳定化达标后填埋与水泥窑协同处置技术。常见的飞灰处理方法如水泥固化填埋、化学药剂稳定化填埋、熔融玻璃化、水泥窑协同处置等。其中，固化/稳定化-填埋技术是口前国内飞灰处置的主要技术之一，但该技术会造成飞灰增容，占用大量土地资源，另外也存在二噁英和重金属浸出的潜在环境风险；熔融/玻璃化与烧结技术减容效果好，对大部分重金属的固化及二噁英去除效果较好，但其能耗较大，对易挥发重金属的处理效果差，容易形成二次污染；水泥窑协同处置技术可有效去除二噁英，同时将飞灰中99％以上的重金属固化，但人窑前需增加水洗飞灰工艺及浓盐废水处理设施，投资成本较高。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术中存在的问题，本发明一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回用处理方法，不仅能够解决生活垃圾焚烧飞灰处理难问题，而且实现飞灰资源再利用。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：
一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回用处理方法，包括
S1：取一定量飞灰粉末去除所述飞灰粉末中有害气体物质；
S2：将飞灰粉末放入水中浸泡一段时间后水洗，溶解并去除飞灰粉末中可溶性结晶盐；
S3：对水洗后飞灰粉末烘干或晾干处理，制成包括多孔氧化物的灰质载体，装袋。
优选的，S1中，所述有害气体物质为二噁英。
优选的，S1中去除所述飞灰粉末中有害气体物质方式为扬尘换气体方式。
优选的，所述扬尘换气方式是指在所述飞灰粉末被扬起的同时对被扬起飞灰粉末所处的环境换气。
优选的，采用扬尘机对所述飞灰粉末进行扬尘换气，所述扬尘机包括壳体，所述壳体中分为扬尘区和鼓风区，扬尘区和鼓风区通过滤网隔断，所述扬尘区内用于放置飞灰粉末，通入所述鼓风区进入所述扬尘区扬起所述飞灰粉末同时，替换所述飞灰粉末所处的环境气流。
优选的，S2中，浸泡时间为10～60min，水与飞灰粉末固液比为5.5～10.5mg/L。
优选的，水洗时间为50min，水与飞灰混合物的固液比为8.5mg/L。
优选的，S3中，对飞灰粉末进行碱洗预处理后晾干；所述碱洗预处理是将飞灰中浸泡在氢氧化钠溶液中，浸泡一段时间后水洗，晾干得到灰质载体；浸泡时间为40min～100min，水与飞灰混合物的固液比为10～30mg/L，氯氧化钠溶液浓度为1～5mol/L。
优选的，浸泡时间为70min，水与飞灰混合物的固液比为20mg/L，氯氧化钠溶液浓度为4mol/L。
一种扬尘机，包括壳体，所述壳体中分为扬尘区和鼓风区，扬尘区和鼓风区通过滤网隔断，所述扬尘区内用于放置飞灰粉末，所述鼓风区通入扬尘气流，所述滤网孔径小于所述飞灰粉末最小直径。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)去除飞灰粉末中夹杂的有害气体，有利于避免在使用过程中造成二次污染。采用扬尘换气方式去除飞灰粉末中夹杂的有害气体，当飞灰粉末被扬起时，由于持续更换被扬起飞灰粉末所处的环境气流，可以带走飞灰粉末中的有害气体，达到净化目的。
(2)本发明采用扬尘机，包括壳体，所述壳体中分为扬尘区和鼓风区，扬尘区和鼓风区通过滤网隔断，所述扬尘区内用于放置飞灰粉末，所述鼓风区通入扬尘气流。将飞灰粉末扬起时，将飞灰粉末中的有害气体置换掉，从而消除有害气体。
(3)本发明将生活垃圾焚烧后的飞灰收集使用，取出其中的有害气体，实现对飞灰的资源回收利用，节能环保。
(4)本发明将飞灰粉末放入水中浸泡一段时间后水洗，溶解并去除飞灰粉末中可溶性结晶盐，避免飞灰中结晶盐，主要是氯化盐，避免在使用时造成二次污染。
(5)水洗预处理可以去除飞灰中的K离子和Na离子，避免作为吸附剂使用时，造成二次污染。
(6)碱洗预处理，采用氢氧化钠对飞灰处理，可以去除飞灰中的重金属离子如铅离子，减少吸附剂的二次污染。
附图说明
图1是飞灰载体制备流程图；
图2是扬尘机结构示意图；
图中：1、壳体；2、滤网；3、鼓风区；4、扬尘区；5、飞灰。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本发明，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明作各种改变。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。因此，本发明的范围仅由所附权利要求来限定。
为了解决上述问题，以下结合附图进行说明：
一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回用处理方法，包括如下步骤：
S1、制备灰质载体：
(1)粉碎
取一定量垃圾焚烧残留物形成的飞灰材料，飞灰材料在燃烧后其整体呈现块状结构，因此使用是需要将块状的飞灰材料使用捣碎机捣碎处理。捣碎后的飞灰材料形成均一的大小颗粒的飞灰粉末。飞灰粉末的粒径分布在0～0.6mm之间，其中90％以上的粒径属于小于0.3mm。
(2)有害气体去除
去除所述飞灰粉末中有害气体物质；焚烧垃圾所产生的二噁英等有害气体会夹杂在飞灰粉末之间，要实现对飞灰粉末再利用，需将飞灰粉末中的有害气体去除。本发明提供一种去除飞灰粉末中有害气体方法。有害气体主要包括二噁英化合物或其他有害气体残留物等。包括将含有有害气体的飞灰粉末放置在扬尘机中，由扬尘机将飞灰粉末抛起。所述扬尘换气方式是指在所述飞灰粉末被扬起的同时持续更换被扬起飞灰粉末所处的环境气流。具体是，扬尘机中设有通风装置用于将扬起的飞灰所处的空间气体进行置换，从而排出飞灰粉末中夹杂的有害气体。采用扬尘方式相比于高温焚烧去除飞灰中的有害气体，基本不消耗能源，降低了飞灰处理成本。
扬尘机包括壳体1，所述壳体1中分为扬尘区4和鼓风区3，扬尘区4和鼓风区3通过滤网2隔断，滤网2上有若干小孔，小孔直径小于最小颗粒的飞灰5粒径，以使得飞灰5不会从滤网2中析出。扬尘区4内用于放置飞灰5粉末。向鼓风区3内通入气流，气流经过滤网2进入扬尘区4，在气流的带动下，位于滤网2上飞灰5粉末被抛起(扬起)。由于气流持续流动，将飞灰5粉末中所包含的气体置换出去，以达到消除飞灰5粉末中有害气体目的。
(3)水洗预处理
对去除有害气体物质后的飞灰粉末浸泡水洗，浸泡2～3h。以溶解去除飞灰粉末中的氯化物。飞灰焚烧后会产生许多氯化物结晶盐，结晶盐易溶于水，因此将飞灰经过浸泡水洗可以有效去除飞灰中氯化物。
a.洗涤时间：10～60min。为确定最佳水洗时间，在相同试验条件下，选取飞灰粉末清洗时间为10min、20min、30min、40min、50min、60min，优选水洗时间为50min，检测清洗水池内溶液中K离子和Na离子浓度。试验结果如下表格：
表1：水洗时间对比表
由表1结果试验可知，随着洗涤时间的增加，各离子的浸出浓度不断升高，在50min之后基本保持不变，因此最佳水洗时间为50min。
b.水灰混合物中固液比：5.5～10.5mg/L，优选为8.5mg/L。在相同试验条件下，分别选取固液比为5.5mg/L、6.5mg/L、7.5mg/L、8.5mg/L、9.5mg/L、10.5mg/L的水灰混合物，检测清洗水池内溶液中K离子和Na离子浓度。试验结果如下表格：
表2：碱洗水灰固液比试验对比表
由表2结果试验可知，水灰混合物固液比在8.5mg/L时，K离子和Na离子浓度最高，水洗效果最好。过多的使用水，会浪费水自愿，提高生产成本，因此将水洗时固液比在8.5mg/L时，水洗效果最佳。
(4)碱洗预处理
使用氢氧化钠溶液作为浸提剂，去除重金属氧化物结晶，溶解在水中。氢氧化钠溶液浓度为5mol/L，碱洗固液比为20mg/L，洗涤时间为40min～100min，优选的，碱洗预处理的较佳洗涤时间为70min。碱洗后进行水洗、晾干备用。
c.洗涤时间：40min～100min。为确定最佳碱洗时间，在相同试验条件下，选取飞灰粉末碱洗时间为40min、60min、70min、90min、100min，检测水池内溶液中重金属Pb离子浓度。试验结果如下表格：
表3：碱洗时间试验对比表
由表3结果试验可知，随着洗涤时间的增加，各离子的浸出浓度不断升高，在70min之后基本保持不变，因此最佳碱洗时间为70min。
d.水灰混合物中固液比：10～30mg/L，优选为20mg/L。在相同试验条件下，分别选取固液比为10mg/L、15mg/L、20mg/L、25mg/L、30mg/L的水灰混合物，检测水池内溶液中Pb浓度。试验结果如下表格：
表4：碱洗水灰固液比试验对比表
由表4结果试验可知，水灰混合物固液比在20mg/L时，Pb离子浓度最高，碱洗效果最好。
e.氯氧化钠溶液浓度：1～5mol/L，优选为4mol/L。在相同试验条件下，分别选取氯氧化钠溶液浓度为1mol/L，2mol/L，3mol/L，4mol/L，5mol/L的水灰混合物试验，检测水池内溶液中Pb浓度。试验结果如下表格：
表5：氢氧化钠溶液浓度试验对比表
由表5结果试验可知，氯氧化钠溶液浓度为4mol/L时，Pb浓度最高，碱洗效果最好。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，包括
S1：取一定量飞灰粉末去除所述飞灰粉末中有害气体物质；
S2：将飞灰粉末放入水中浸泡一段时间后水洗，溶解并去除飞灰粉末中可溶性结晶盐；
S3：对水洗后飞灰粉末烘干或晾干处理，制成包括多孔氧化物的灰质载体，装袋。
2.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，S1中，所述有害气体物质为二噁英。
3.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，S1中去除所述飞灰粉末中有害气体物质方式为扬尘换气体方式。
4.根据权利要求3所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，所述扬尘换气方式是指在所述飞灰粉末被扬起的同时对被扬起飞灰粉末所处的环境换气。
5.根据权利要求3所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，采用扬尘机对所述飞灰粉末进行扬尘换气，所述扬尘机包括壳体，所述壳体中分为扬尘区和鼓风区，扬尘区和鼓风区通过滤网隔断，所述扬尘区内用于放置飞灰粉末，通入所述鼓风区进入所述扬尘区扬起所述飞灰粉末同时，替换所述飞灰粉末所处的环境气流。
6.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，S2中，浸泡时间为10～60min，水与飞灰粉末固液比为5.5～10.5mg/L。
7.根据权利要求6所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，水洗时间为50min，水与飞灰混合物的固液比为8.5mg/L。
8.根据权利要求1所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，S3中，对飞灰粉末进行碱洗预处理后晾干；所述碱洗预处理是将飞灰中浸泡在氢氧化钠溶液中，浸泡一段时间后水洗，晾干得到灰质载体；浸泡时间为40min～100min，水与飞灰混合物的固液比为10～30mg/L，氯氧化钠溶液浓度为1～5mol/L。
9.根据权利要求8所述的利用生活垃圾焚烧飞灰资源化回收利用处理方法，其特征在于，浸泡时间为70min，水与飞灰混合物的固液比为20mg/L，氯氧化钠溶液浓度为4mol/L。
10.一种扬尘机，其特征在于，包括壳体，所述壳体中分为扬尘区和鼓风区，扬尘区和鼓风区通过滤网隔断，所述扬尘区内用于放置飞灰粉末，所述鼓风区通入扬尘气流，所述滤网孔径小于所述飞灰粉末最小直径。
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2022
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