CN105562423B - 一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，属于环境工程技术领域。该处理方法包括：将垃圾焚烧飞灰进行预处理，形成处理后飞灰；将处理后飞灰与污泥均匀混合，形成飞灰污泥混合物；将飞灰污泥混合物进行固化稳定化，形成固化体；将固化体进行熔融处理。该处理方法能有效解决飞灰中热值偏低及重金属易挥发的问题，避免飞灰输送过程中堵塞管道，处理效果好且成本低廉，无二次污染，资源化利用高。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程技术领域，特别涉及一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法。
背景技术
近年来，由于生活垃圾焚烧处理具有减量化大、资源利用率高等特点而越来越受到关注。但垃圾焚烧处理过程中会产生有毒烟气、底渣和飞灰，这也制约了该技术的推广应用。因此，垃圾焚烧污染控制成为了环境工程领域研究的热点。以垃圾焚烧飞灰为例，它的产量大约为生活垃圾质量的2％-5％，飞灰中不但含有Pb,Hg,Cu,Cd,Zn,Ni和Cr等高浓度的重金属污染物，还含有二英等有机污染物，因此，垃圾焚烧飞灰被列入危险废弃物名录。垃圾焚烧飞灰具有极强的致畸和致癌毒性，一旦随意排放到环境中，其危害性不言而喻。
目前，垃圾焚烧飞灰的无害化处理技术有熔融/玻璃固化、水泥固化、化学稳定法、酸或其它溶剂洗提法等。熔融/玻璃固化技术因其具有操作简单、处理彻底、减量化效果好且安全性高等优势，已成为国际上发达国家较普遍采用的处理方法，同时，玻璃体可作为建材而实现资源化利用。我国普遍采用固化/稳定化方法处理垃圾焚烧飞灰，然后将固化体进行安全填埋，填埋场对飞灰入场的污染控制条件较高，如GB16889中明确规定飞灰中Pb的浸出浓度上限值为0.25ppm，As的浸出浓度上限值为0.3ppm，这给飞灰处理技术提出了较高的要求，相应的处理成本提高。飞灰固化稳定化处理的长期稳定性不得而知，且随着填埋场库容的减少，该方法将不会是一种可持续的技术。
现有技术中采用的飞灰熔融处理技术是把垃圾焚烧飞灰在1300℃以上的高温状态下熔化成液态，再将液态熔渣经过气冷或水淬处理，产生玻璃态熔渣，但由于飞灰中氯化物含量高、热值低，在输送过程中易堵塞管道，导致了飞灰熔融处理成本高、二次污染现象突出且操作不方便。同时，熔融形成的玻璃质熔渣中重金属未稳定，具有浸出风险。
发明内容
本申请提供的一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，解决了或部分解决了现有技术中飞灰熔融处理技术的飞灰在输送过程中易堵塞管道，飞灰熔融处理成本高、二次污染现象突出，熔渣内重金属有浸出风险的技术问题，实现了避免飞灰输送过程中堵塞管道，解决飞灰中热值偏低及重金属易挥发，处理效果好且成本低廉，无二次污染，资源化利用高的技术效果。
本申请提供了一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，包括以下步骤：
将所述垃圾焚烧飞灰进行预处理，形成处理后飞灰；
将所述处理后飞灰与污泥均匀混合，形成飞灰污泥混合物；
将所述飞灰污泥混合物进行固化稳定化，形成固化体；
将所述固化体进行熔融处理。
作为优选，将所述垃圾焚烧飞灰进行预处理，包括：
将所述垃圾焚烧飞灰与水均匀混合，形成飞灰浆液；
对所述飞灰浆液进行搅拌；
将搅拌后的所述飞灰浆液进行过滤后风干，形成处理后飞灰；
其中，所述垃圾焚烧飞灰与水混合的质量比控制为1:8～1:12；所述搅拌的时间控制为50～70min。
作为优选，所述垃圾焚烧飞灰与水按照质量比1:10进行混合，所述水为自来水；
所述飞灰浆液的搅拌时间为60min；
所述过滤通过离心机完成。
作为优选，所述垃圾焚烧飞灰与水按照质量比1:10进行混合，所述水为河水；
所述飞灰浆液的搅拌时间为60min；
所述过滤通过板框压滤机完成。
作为优选，所述处理后飞灰与所述污泥混合的质量比控制为9:1～11:1；
所述污泥为城市市政脱水污泥，所述城市市政脱水污泥的含水率低于80％。
作为优选，所述处理后飞灰与所述污泥按照质量比10:1进行混合；
所述污泥为城市市政脱水污泥，所述城市市政脱水污泥的含水率低于80％。
作为优选，将所述飞灰污泥混合物进行固化稳定化，包括：
向所述飞灰污泥混合物中添加磷石膏及水泥；
将所述飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥搅拌均匀后压缩成所述固化体；
其中，所述飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥的质量比控制为90:20:20～110:20:20。
作为优选，所述磷石膏的粒径不小于100目；以质量百分比计算，所述磷石膏中氧化钙的含量大于30％；
所述飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥的质量比控制为100:20:20。
作为优选，将所述固化体进行熔融处理，包括：
将所述固化体通过等离子体熔融炉进行加热熔融处理，形成熔融体；
将所述熔融体进行水淬冷后成型；
其中，所述加热熔融处理的温度控制为1000～1300℃，时间控制为30min。
作为优选，所述加热熔融处理中产生的尾气通过尾气处理装置进行脱硫脱硝处理后排放。
本发明提供的一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，采用水洗去除飞灰中的可溶性氯化物，减少飞灰熔融过程中重金属的挥发，将垃圾焚烧飞灰和污泥协同熔融处理，解决了垃圾焚烧飞灰热值偏低的难题，节约了熔融处理成本，又实现了污泥的安全处理，实现较高的资源化利用率，采用磷石膏和水泥对垃圾焚烧飞灰和污泥进行固化稳定化处理，磷石膏中氧化钙调节飞灰碱基比，飞灰熔融液的粘度减小，传热效率提高，磷石膏和水泥中的碱性氧化物能减小飞灰中重金属的挥发，磷可以对飞灰中重金属进行稳定，避免二次污染，形成的固化体解决了飞灰送料堵塞管道的问题，该熔融处理方法通过飞灰预处理、飞灰和污泥协同处理、固化稳定化处理等技术，***解决了飞灰中热值偏低、重金属易挥发且易堵塞管道的难题，具有处理效果好，无二次污染，成本低廉和资源化利用高的特点。
附图说明
图1为本发明实施例提供的垃圾焚烧飞灰熔融处理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细描述：
本申请实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，解决了或部分解决了现有技术中飞灰熔融处理技术的飞灰在输送过程中易堵塞管道，飞灰熔融处理成本高、二次污染现象突出，熔渣内重金属有浸出风险的技术问题，通过水洗去除飞灰中的可溶性氯化物，将垃圾焚烧飞灰和污泥协同熔融处理，采用磷石膏和水泥对垃圾焚烧飞灰和污泥进行固化稳定化处理，实现了避免飞灰输送过程中堵塞管道，解决飞灰中热值偏低及重金属易挥发，处理效果好且成本低廉，无二次污染，资源化利用高的技术效果。
参见附图1，本申请实施例提供的一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法包括以下步骤：
S1：将垃圾焚烧飞灰进行预处理，形成处理后飞灰。
S2：将处理后飞灰与污泥均匀混合，形成飞灰污泥混合物。
S3：将飞灰污泥混合物进行固化稳定化，形成固化体。
S4：将固化体进行熔融处理。
进一步的，步骤S1包括：S101：将垃圾焚烧飞灰与水均匀混合，形成飞灰浆液；S102：对飞灰浆液进行搅拌；S103：将搅拌后的飞灰浆液进行过滤后风干，形成处理后飞灰；其中，垃圾焚烧飞灰与水混合的质量比控制为1:8～1:12；搅拌的时间控制为50～70min。
其中，作为一种优选的实施例，步骤S101中的垃圾焚烧飞灰与水按照质量比1:10进行混合，水为自来水；步骤S102中的飞灰浆液的搅拌时间为60min；步骤S103中的过滤通过离心机完成。作为另一种优选的实施例，步骤S101中的垃圾焚烧飞灰与水按照质量比1:10进行混合，水为河水；步骤S102中的飞灰浆液的搅拌时间为60min；步骤S103中的过滤通过板框压滤机完成。
进一步的，步骤S2的处理后飞灰与污泥混合的质量比控制为9:1～11:1；污泥为城市市政脱水污泥，城市市政脱水污泥的含水率低于80％。作为一种优选的实施例，步骤S2的处理后飞灰与污泥按照质量比10:1进行混合；污泥为城市市政脱水污泥，城市市政脱水污泥的含水率低于80％。
进一步的，步骤S3包括：S301：向飞灰污泥混合物中添加磷石膏及水泥；S302：将飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥搅拌均匀后压缩成固化体；其中，磷石膏的粒径不小于100目；以质量百分比计算，磷石膏中氧化钙的含量大于30％；飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥的质量比控制为90:20:20～110:20:20。作为一种优选的实施例，飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥的质量比控制为100:20:20。
进一步的，步骤S4包括：S401：将固化体通过等离子体熔融炉进行加热熔融处理，形成熔融体；S402：将熔融体进行水淬冷后成型；其中，加热熔融处理的温度控制为1000～1300℃，时间控制为30min。
进一步的，加热熔融处理中产生的尾气通过尾气处理装置进行脱硫脱硝处理后排放。
下面结合具体实施例对本申请提供的熔融处理方法进一步详细说明：
实施案例1
向1吨垃圾焚烧飞灰添加8吨自来水，混合均匀，搅拌50min，采用板框压滤机压滤后风干，将风干后的处理后飞灰与111kg含水率为75％的城市市政脱水污泥混合均匀，形成飞灰污泥混合物，向飞灰污泥混合物中添加磷石膏和水泥，磷石膏粒径为200目，磷石膏中氧化钙的含量为35％，水泥为普通硅酸盐水泥，磷石膏和水泥的质量均为247kg，搅拌均匀后压缩成固化体，将固化体移入等离子体熔融炉中，在1000℃条件下保持30min，水淬冷成型，尾气经脱硫脱硝处理后排放。
实施案例2
向1吨垃圾焚烧飞灰添加10吨自来水，混合均匀，搅拌60min，采用离心机脱水后风干，将风干后的处理后飞灰与100kg含水率为80％的城市市政脱水污泥混合均匀，形成飞灰污泥混合物，向飞灰污泥混合物中添加磷石膏和水泥，磷石膏粒径为150目，磷石膏中氧化钙的含量为30％，水泥为普通硅酸盐水泥，磷石膏和水泥的质量均为220kg，搅拌均匀后压缩成固化体，将固化体移入等离子体熔融炉中，在1200℃条件下保持30min，水淬冷成型，尾气经脱硫脱硝处理后排放。
实施案例3
向1吨垃圾焚烧飞灰添加12吨自来水，混合均匀，搅拌70min，采用板框压滤机压滤后风干，将风干后的处理后飞灰与90.9kg含水率为80％的城市市政脱水污泥混合均匀，形成飞灰污泥混合物，向飞灰污泥混合物中添加磷石膏和水泥，磷石膏粒径为100目，磷石膏中氧化钙的含量为33％，水泥为普通硅酸盐水泥，磷石膏和水泥的质量均为198kg，搅拌均匀后压缩成固化体，将固化体移入等离子体熔融炉中，在1300℃条件下保持30min，水淬冷成型，尾气经脱硫脱硝处理后排放。
通过上述三个实施例得出，通过该熔融处理方法处理垃圾焚烧飞灰能有效解决飞灰中热值偏低及重金属易挥发的问题，避免飞灰输送过程中堵塞管道，处理效果好且成本低廉，无二次污染，资源化利用高。
本发明提供的一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，采用水洗去除飞灰中的可溶性氯化物，减少飞灰熔融过程中重金属的挥发，将垃圾焚烧飞灰和污泥协同熔融处理，解决了垃圾焚烧飞灰热值偏低的难题，节约了熔融处理成本，又实现了污泥的安全处理，实现较高的资源化利用率，采用磷石膏和水泥对垃圾焚烧飞灰和污泥进行固化稳定化处理，磷石膏中氧化钙调节飞灰碱基比，飞灰熔融液的粘度减小，传热效率提高，磷石膏和水泥中的碱性氧化物能减小飞灰中重金属的挥发，磷可以对飞灰中重金属进行稳定，避免二次污染，形成的固化体解决了飞灰送料堵塞管道的问题，该熔融处理方法通过飞灰预处理、飞灰和污泥协同处理、固化稳定化处理等技术，***解决了飞灰中热值偏低、重金属易挥发且易堵塞管道的难题，具有处理效果好，无二次污染，成本低廉和资源化利用高的特点。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种垃圾焚烧飞灰熔融处理方法，其特征在于，所述熔融处理方法包括以下步骤：
将所述垃圾焚烧飞灰进行预处理，形成处理后飞灰；将所述垃圾焚烧飞灰与水均匀混合，形成飞灰浆液；对所述飞灰浆液进行搅拌；将搅拌后的所述飞灰浆液进行过滤后风干，形成处理后飞灰；其中，所述垃圾焚烧飞灰与水混合的质量比控制为1:8～1:12；所述搅拌的时间控制为50～70min；
将所述处理后飞灰与污泥均匀混合，形成飞灰污泥混合物；所述处理后飞灰与所述污泥混合的质量比控制为9:1～11:1；所述污泥为城市市政脱水污泥，所述城市市政脱水污泥的含水率低于80％；
将所述飞灰污泥混合物进行固化稳定化，形成固化体；向所述飞灰污泥混合物中添加磷石膏及水泥；将所述飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥搅拌均匀后压缩成所述固化体；其中，所述飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥的质量比控制为90:20:20～110:20:20；
将所述固化体进行熔融处理；将所述固化体通过等离子体熔融炉进行加热熔融处理，形成熔融体；将所述熔融体进行水淬冷后成型；其中，所述加热熔融处理的温度控制为1000～1300℃，时间控制为30min。
2.如权利要求1所述的熔融处理方法，其特征在于，
所述垃圾焚烧飞灰与水按照质量比1:10进行混合，所述水为自来水；
所述飞灰浆液的搅拌时间为60min；
所述过滤通过离心机完成。
3.如权利要求1所述的熔融处理方法，其特征在于，
所述垃圾焚烧飞灰与水按照质量比1:10进行混合，所述水为河水；
所述飞灰浆液的搅拌时间为60min；
所述过滤通过板框压滤机完成。
4.如权利要求1所述的熔融处理方法，其特征在于，
所述处理后飞灰与所述污泥按照质量比10:1进行混合；
所述污泥为城市市政脱水污泥，所述城市市政脱水污泥的含水率低于80％。
5.如权利要求1所述的熔融处理方法，其特征在于，
所述磷石膏的粒径不小于100目；以质量百分比计算，所述磷石膏中氧化钙的含量大于30％；
所述飞灰污泥混合物、磷石膏及水泥的质量比控制为100:20:20。
6.如权利要求1所述的熔融处理方法，其特征在于，
所述加热熔融处理中产生的尾气通过尾气处理装置进行脱硫脱硝处理后排放。
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