CN205110343U - 一种生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统 - Google Patents

Abstract

一种生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统，涉及生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统的设计技术领域。本实用新型包括飞灰储仓系统、水洗系统、电动去除与渗透反应墙耦合处理系统、废水处理系统和飞灰资源化利用系统；本实用新型将飞灰中的含氯的离子化合物中的氯离子洗脱下来，同时洗脱少量重金属；蒸发处理可收集到前处理中氯离子析出的氯盐，蒸发出去的水蒸气可以循环利用；电动去除方式可引导飞灰中的重金属向阳极移动，与渗透反应墙耦合使用后，可使移动中的重金属附着在渗透反应墙面上，避免对阳极电极的损害，延长电极的使用寿命，有利于回收利用重金属；处理后的飞灰泥饼可以资源化利用；整个处理过程可以将处理成本降低。

Description

一种生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统

技术领域

本实用新型涉及生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统的设计技术领域。

背景技术

由于我国社会的迅速发展，生活垃圾的总量不断增长，填埋、堆肥等处理手段已经不能满足生活垃圾的处理要求，垃圾焚烧由于其减量化作用显著，近年来垃圾焚烧厂的兴建数不断增加，已超过160座。但是生活垃圾焚烧过程中大概会产生3%-5%的垃圾焚烧飞灰，飞灰中含有二噁英、重金属等有毒有害物质，如果不进行无害化处理，很有可能对周围环境和居民造成巨大的影响。

目前处理垃圾焚烧飞灰中的有毒有害物质的方法主要包括以下几种：水洗、酸浸提、水泥固化、熔融固化、化学药剂螯合稳定、卫生填埋等方法。这些方法，一部分是将飞灰中的有毒有害物质包裹在稳定固化剂中，避免对环境的污染；另一部分是将飞灰中的重金属洗脱出来，洗脱出来的重金属和飞灰都可进行资源化回收利用。

前者将飞灰中的有毒有害物质包裹在飞灰颗粒物中，但这并不能保证有毒有害物质不会重新从中释放出来。后者将飞灰中的重金属等有毒有害物质洗脱出来，避免了再释放的可能性。从对生活垃圾焚烧飞灰无害化、稳定化、减量化和资源化等多个角度分析，后者比前者更具优势。因此应该尽量应用洗脱的手段来处理飞灰，实现飞灰的资源化利用。然而仅对垃圾焚烧飞灰进行水洗处理，不仅需要巨大的酸液耗费，对飞灰中的重金属的洗脱效果也不显著。利用电动去除方法处理垃圾焚烧飞灰则会使飞灰中过量的氯离子以氯气的形式逸散出来，对环境造成影响。处理后的废水如果直接排放的话，则会污染周围的水环境和土壤环境。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对以上问题，提供一种安全、可靠、效率高、环保且降低成本的生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统。

本实用新型包括飞灰储仓系统、水洗系统、电动去除与渗透反应墙耦合处理系统、废水处理系统和飞灰资源化利用系统；所述飞灰储仓系统包括飞灰储坑、提升机、第一飞灰储仓和飞灰传送机；所述水洗系统包括自来水进水管、水洗池和固液分离器；所述电动去除与渗透反应墙耦合处理系统包括电动去除与渗透反应墙耦合处理装置、重金属回收装置；所述废水处理系统包括废水收集池、废水处理池、重金属捕捉剂投加装置、含氯废水蒸发器、储水池；所述飞灰资源化利用系统包括第二飞灰储仓和资源化利用装置；

所述飞灰储坑通过提升机连接第一飞灰储仓，所述第一飞灰储仓通过飞灰传送机连接水洗池，自来水进水管的出水口与水洗池连接，所述水洗池的飞灰混合浆液输出口通过泵连接固液分离器；所述固液分离器的飞灰泥饼输出口通过泵与电动去除与渗透反应墙耦合处理装置连接，所述固液分离器的液态出口通过泵与废水收集池连接；所述电动去除与渗透反应墙耦合处理装置的金属输出口通过管道与重金属回收装置连接；所述电动去除与渗透反应墙耦合处理装置的飞灰输出口通过管道与第二飞灰储仓连接；所述第二飞灰储仓通过管道与资源化利用装置连接；

所述废水收集池通过泵与废水处理池连接，所述重金属捕捉剂投加装置的输出口与废水处理池的捕捉剂输入口连接，所述废水处理池通过泵与含氯废水蒸发器连接；所述含氯废水蒸发器的蒸馏水输出口通过泵与储水池连接，所述含氯废水蒸发器的氯盐输出口与氯盐收集装置连接；所述储水池的出水口通过泵与水洗池连接；

所述电动去除与渗透反应墙耦合处理装置包括直流电源、阳极槽、阴极槽，在所述阳极槽、阴极槽内分别设置一个电极，所述阳极槽中的电极与直流电源的正极连接，所述阴极槽中的电极与直流电源的负极连接，所述阳极槽与阴极槽之间通过渗透反应墙隔开。

本实用新型使用方法如下：（1）飞灰运输车将飞灰运输到飞灰储坑，达到设定容量后，经过提升机进入飞灰储仓Ⅰ，其后经由飞灰传送机将其运送至水洗池。

（2）储水池中的循环水经过泵提升运输到水洗池，水量不足则以自来水补给，飞灰与水混合，飞灰水洗的灰水比为1/（5~20），进行水洗预处理，水洗次数为1~6次，尽可能地洗脱飞灰中离子化合物形态离解出的氯离子以及少量的重金属离子。

（3）经由泵提升到达固液分离器，对步骤（2）中的灰水混合浆液进行固液分离处理。

（4）分离出的液体经由泵输送至废水收集池，分离出的飞灰泥饼则运输到电动去除与渗透反应墙耦合处理装置，放置于电动去除装置的样品槽内，采用电动去除与渗透反应墙耦合的方式对生活垃圾焚烧飞灰中的重金属进行去除，在处理过程中，重金属离子随着电渗析、电渗流等反应的作用下向电极移动，在遇到墙体后可被其短时间吸附反应固定住，可解决电动去除过程中中金属阳离子在样品区产生沉淀堵塞飞灰颗粒间空隙的问题。

其中，电动去除过程中利用柠檬酸、硝酸、蒸馏水中的两两结合或三种混合物作为电解液，物质的量浓度之和为0.05~0.25mol/L，阳极区域利用蒸馏水作为电解液，阴极利用柠檬酸、硝酸中的其中一种或两者混合液作为电解液；阳极利用石墨作为电极，阴极利用不锈钢作为电极。

渗透反应墙安放在电动去除装置两电极之间中部位置，填料为电石渣、磷灰石、膨润土、海泡石、活性炭、石英砂中的其中一种或两两结合或多种结合的混合物，添加量为飞灰加入量的3%~7%。

（5）之后处理废水进入废水收集池，飞灰残渣进入飞灰储仓Ⅱ。

（6）废水收集池中收集的废水达到定量后经由泵输送至废水处理池，并投加重金属捕捉剂对重金属进行处理，投加的重金属捕捉剂为酸碱盐类，具体为氢氧化钠、碳酸钠、氨水、硫氢化钠、硫酸铵、氯化钠、EDTA等重金属螯合剂，投加量为飞灰总量的1%-5%。

（7）之后废水进入含氯废水蒸发器进行蒸发处理，析出的氯盐资源化利用，蒸馏水则运输至储水池用于循环利用。

（8）飞灰储仓Ⅱ中的飞灰在制砖机中制砖，养护成型后，资源化利用。

本实用新型的有益效果是：生活垃圾焚烧飞灰的水洗预处理可将飞灰中的含氯的离子化合物中的氯离子洗脱下来，同时洗脱少量的重金属；过后的蒸发处理则可以收集到前处理中氯离子析出的氯盐，而蒸发出去的水蒸气则可通过冷凝回流装置回到储水池进行循环利用；电动去除方式中的电渗析、电渗流等反应可引导飞灰中的重金属向阳极移动，与渗透反应墙耦合使用后，可使移动中的重金属附着、吸附或者结合在渗透反应墙面上，从而避免其对阳极电极的损害，延长电极的使用寿命，并有利于后期直接取下渗透反应墙来回收利用重金属；而处理后的飞灰泥饼也可以资源化利用；整个处理过程下来可以将生活垃圾焚烧飞灰的处理处置成本降低很多。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型电动去除与渗透反应墙耦合处理系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型包括飞灰储仓系统1、水洗系统2、电动去除与渗透反应墙耦合处理系统3、废水处理系统4和飞灰资源化利用系统5；飞灰储仓系统1包括飞灰储坑6、提升机7、第一飞灰储仓8和飞灰传送机9；水洗系统2包括自来水进水管10、水洗池11和固液分离器12；电动去除与渗透反应墙耦合处理系统3包括电动去除与渗透反应墙耦合处理装置13、重金属回收装置14；废水处理系统4包括废水收集池15、废水处理池16、重金属捕捉剂投加装置17、含氯废水蒸发器18、储水池19；飞灰资源化利用系统5包括第二飞灰储仓20和资源化利用装置21。

飞灰储坑6通过提升机7连接第一飞灰储仓8，第一飞灰储仓8通过飞灰传送机9连接水洗池11，自来水进水管10的出水口与水洗池11连接，水洗池11的飞灰混合浆液输出口通过泵连接固液分离器12；固液分离器12的飞灰泥饼输出口通过泵与电动去除与渗透反应墙耦合处理装置13连接，固液分离器12的液态出口通过泵与废水收集池15连接；电动去除与渗透反应墙耦合处理装置13的金属输出口通过管道与重金属回收装置14连接；电动去除与渗透反应墙耦合处理装置13的飞灰输出口通过管道与第二飞灰储仓20连接；第二飞灰储仓20通过管道与资源化利用装置21连接。

废水收集池15通过泵与废水处理池16连接，重金属捕捉剂投加装置17的输出口与废水处理池16的捕捉剂输入口连接，废水处理池16通过泵与含氯废水蒸发器18连接；含氯废水蒸发器18的蒸馏水输出口通过泵与储水池19连接，含氯废水蒸发器18的氯盐输出口与氯盐收集装置22连接；储水池19的出水口通过泵与水洗池11连接。

电动去除与渗透反应墙耦合处理装置13包括直流电源23、阳极槽24、阴极槽25，在所述阳极槽24、阴极槽25内分别设置一个电极26，阳极槽24中的电极26与直流电源23的正极连接，阴极槽25中的电极26与直流电源23的负极连接，阳极槽24与阴极槽25之间通过渗透反应墙27隔开。

Claims (1)

1.一种生活垃圾焚烧飞灰中氯离子和重金属的处理系统，其特征中在于：包括飞灰储仓系统、水洗系统、电动去除与渗透反应墙耦合处理系统、废水处理系统和飞灰资源化利用系统；所述飞灰储仓系统包括飞灰储坑、提升机、第一飞灰储仓和飞灰传送机；所述水洗系统包括自来水进水管、水洗池和固液分离器；所述电动去除与渗透反应墙耦合处理系统包括电动去除与渗透反应墙耦合处理装置、重金属回收装置；所述废水处理系统包括废水收集池、废水处理池、重金属捕捉剂投加装置、含氯废水蒸发器、储水池；所述飞灰资源化利用系统包括第二飞灰储仓和资源化利用装置；

所述飞灰储坑通过提升机连接第一飞灰储仓，所述第一飞灰储仓通过飞灰传送机连接水洗池，自来水进水管的出水口与水洗池连接，所述水洗池的飞灰混合浆液输出口通过泵连接固液分离器；所述固液分离器的飞灰泥饼输出口通过泵与电动去除与渗透反应墙耦合处理装置连接，所述固液分离器的液态出口通过泵与废水收集池连接；所述电动去除与渗透反应墙耦合处理装置的金属输出口通过管道与重金属回收装置连接；所述电动去除与渗透反应墙耦合处理装置的飞灰输出口通过管道与第二飞灰储仓连接；所述第二飞灰储仓通过管道与资源化利用装置连接；

所述废水收集池通过泵与废水处理池连接，所述重金属捕捉剂投加装置的输出口与废水处理池的捕捉剂输入口连接，所述废水处理池通过泵与含氯废水蒸发器连接；所述含氯废水蒸发器的蒸馏水输出口通过泵与储水池连接，所述含氯废水蒸发器的氯盐输出口与氯盐收集装置连接；所述储水池的出水口通过泵与水洗池连接；

所述电动去除与渗透反应墙耦合处理装置包括直流电源、阳极槽、阴极槽，在所述阳极槽、阴极槽内分别设置一个电极，所述阳极槽中的电极与直流电源的正极连接，所述阴极槽中的电极与直流电源的负极连接，所述阳极槽与阴极槽之间通过渗透反应墙隔开。