CN114210690A - 一种飞灰安全填埋的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种飞灰安全填埋的方法，该方法包括以下步骤：将飞灰与螯合剂混合，制成飞灰螯合物；将飞灰螯合物浇筑至填埋场待填埋区域的凹槽内；对浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实；对经压实后得到的成型螯合物进行养护，直至形成飞灰固化体，完成对飞灰的安全填埋。本发明飞灰安全填埋的方法，能够简化填埋作业工序、提高工作效率、减少人为操作及降低现场操作人员作业风险，具有工艺简单、操作方便、处理成本低、处理效率高、处理工况好、环境风险低、安全系数高等优点，能够实现飞灰的安全填埋，在堆体安全方面、环境安全方面、库容节约方面均有明显优势，对于实现飞灰的有效处置具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明属于飞灰安全处置技术领域，涉及一种飞灰安全填埋的方法。
背景技术
随着垃圾焚烧工艺的普及，焚烧产生的飞灰处理处置面临新的挑战，目前焚烧飞灰处理的主流技术是经处理后进入灰渣填埋场或生活垃圾填埋场进行填埋，在土地资源匮乏的当今世界，库容有限成为填埋的痛点，因此如何解决库容以及挖掘现有的库容资源成为灰渣填埋技术的一大亮点。同时，随着垃圾焚烧飞灰的处理处置标准的要求越来越高，进入生活垃圾填埋场或稳定化飞灰专用填埋场填埋处置的飞灰必须预先经过稳定固化处理，而且，为避免飞灰填埋过程产生大量扬尘，危害作业人员身体健康及污染周边环境，粉末状原始状态的飞灰不得直接进入填埋库区进行填埋。
目前，一般采用吨袋的模式对飞灰进行填埋处置，然而，吨袋填埋的缺点非常明显，具体情况如下：
(1)吨袋成型后固化体表面不平整，尺寸不统一，所以将大量吨袋填埋至库区后，堆体顶面的平整度非常差，表面存在明显的坑洼，并且吨袋与吨袋之间的缝隙非常大，需采用大量黏土对吨袋之间的缝隙及表面进行填充平整，消耗了大量土地资源。
(2)吨袋填埋作业需采用大型起重吊车进行吊装作业，但由于吊车无法精准摆放至填埋区域，需劳务人员在堆体上进行协同作业，安全风险高，国内某飞灰填埋场为了保证飞灰堆体的稳定，需要投入大量的人员、机械、材料，增加了现场作业操作难度，工作效率低下。
(3)吨袋一般为PE材质，堆填过久易降解或腐化。随着吨袋的填埋逐渐堆高，一旦PE吨袋达到使用年限，库区已填埋的大量吨袋会破损，依赖于吨袋来保证飞灰固化体成型的飞灰将会失稳，存在堆体坍塌的安全风险。
(4)吨袋填埋由于平整度不高，并且采取人工焊接作业时，HDPE膜褶皱较多，效率低下，整体覆膜形象较差，不利于清水导排。
因此，如何有效克服上述现有飞灰填埋处理工艺中存在的缺陷，获得一种工艺简单、操作方便、处理成本低、处理效率高、处理工况好、环境风险低、安全系数高的飞灰安全填埋的方法，对于实现飞灰的有效处置具有重要的意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、操作方便、处理成本低、处理效率高、处理工况好、环境风险低、安全系数高的飞灰安全填埋的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种飞灰安全填埋的方法，包括以下步骤：
S1、将飞灰与螯合剂混合，制成飞灰螯合物；
S2、将步骤S1中得到的飞灰螯合物浇筑至填埋场待填埋区域的凹槽内；
S3、对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实；
S4、对步骤S3中经压实后得到的成型螯合物进行养护，直至形成飞灰固化体。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S2中，所述凹槽由两块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板构成；或，所述凹槽由一块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板，与填埋场内已成型的填埋堆体共同构成。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S2中，所述凹槽的长度与填埋场的宽度相同；所述凹槽的宽度为2m～6m，高度为2m～4m。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S2中，所述可拆卸模板为由钢材构成的组合钢模板。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S1中，所述飞灰螯合物由以下方法制备得到：将飞灰与螯合剂混合，加入工业废水，搅拌120s～180s，得到飞灰螯合物。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S1中，所述螯合剂的用量为飞灰质量的2％～4％。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S1中，所述飞灰螯合物的含水率＜30％。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S2中，采用皮带输送机或刮板输送机将步骤S1中得到的飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域的凹槽内。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，步骤S3中，采用夯实机或压力机对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实；所述压实过程中控制飞灰螯合物的减容率为25％～35％。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，采用夯实机对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实时，由上至下对飞灰螯合物进行挤压夯实。
上述的飞灰安全填埋的方法，进一步改进的，采用压力机对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实时，压力机的压力逐渐增大，且控制压力机的压力≤110KN。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明提供了一种飞灰安全填埋的方法，采用螯合剂+工业废水水与飞灰混合搅拌的方式对飞灰进行搅拌处理，通过控制螯合剂和工业废水的加入量以及搅拌时间，可以保证飞灰螯合物的成型时间和成型效果，同时通过控制螯合剂和工业废水的加入量以及搅拌时间，也便于控制飞灰螯合物的含水率，以及易于获得稳定的含水率数据，即含水率＜30％的飞灰螯合物，而且能够减少飞灰螯合物中重金属的浸出，有利于避免重金属再次溶出而造成二次污染问题。进一步的，通过皮带输送机/刮板输送机，将飞灰螯合物输送至填埋库区填埋作业现场(填埋场待填埋区域的凹槽内)，可实现飞灰螯合物的连续输送，可大大提高现场作业效率、减少劳务人员使用及降低现场劳务人员作业风险(现场大型吊车和劳务人员在吨袋吊车下进行作业)；更进一步的，将飞灰螯合物在填埋场待填埋区域的凹槽内进行压实，可实现飞灰螯合物的整体成型，这有利于大大提高飞灰填埋堆体的稳定性，能够解决现有飞灰固化体吨袋填埋堆体零散、堆体内部的间隙较大、吨袋容易产生不均匀移位、填埋后堆体稳定性差等缺点，而且通过压实，有利于减少填埋场库容占用率，因而能够节约填埋场库容，以及延长填埋场的使用年限，进而能够缓解填埋土地资源不足的困境，更为重要的是，通过压实，在填埋场待填埋区域的凹槽内进行整体成型，现场平整性更好，清污分流的效果更高，环境效益更佳，能够解决现有飞灰固化体吨袋填埋堆体平整度差、填埋堆体形象及雨污分流的效果差等缺点。因此，本发明飞灰安全填埋的方法，能够简化填埋作业工序、提高工作效率、减少人为操作及降低现场操作人员作业风险，具有工艺简单、操作方便、处理成本低、处理效率高、处理工况好、环境风险低、安全系数高等优点，能够实现飞灰的安全填埋，在堆体安全方面、环境安全方面、库容节约方面均有明显优势，对于实现飞灰的有效处置具有重要的意义。
附图说明
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
图1为本发明实施例1中填埋场平面示意图。
图2为本发明实施例1中凹槽的剖面图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
实施例1
一种飞灰安全填埋的方法，利用浇筑的方式将飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域的凹槽内(填埋场的平面图如图1所示)，以实现飞灰螯合物的整体成型，包括以下步骤：
S1、将飞灰(垃圾焚烧飞灰)与螯合剂(市售，该螯合剂的名称AS-1)混合，制成飞灰螯合物，具体为：按照螯合剂的用量为飞灰质量的4％，将飞灰与螯合剂混合，加入工业废水(该废水的来源螯合车间冲洗废水)，搅拌180s，得到含水率为27.9％的飞灰螯合物。该步骤中，飞灰螯合物的制备在填埋场待填埋区域附近进行，现场制备，便于提高作业效率，减少劳务人员使用以及降低现场劳务人员的作业风险；与此同时，也方便将飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域内。
S2、采用皮带输送机将步骤S1中得到的飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域，并浇筑至填埋场待填埋区域的凹槽内。从搅拌机内卸料出来的飞灰螯合物较粘稠，可先将飞灰螯合物装入到吨袋中临时装袋，然后利用皮带输送机进行输送，也可直接将飞灰螯合物转移至皮带输送机的皮带上进行输送，即飞灰螯合物可通过皮带输送机完成输送。该步骤中，在填埋初期，设置在填埋场待填埋区域内的凹槽，由两块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板构成，在填埋后期，设置在填埋场待填埋区域内的凹槽由一块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板，与填埋场内已成型的填埋堆体(飞灰固化体)共同构成(如图2所示)，其中凹槽的长度与填埋场的宽度相同，宽度为2m，高度为2m。该步骤中，采用的可拆卸模板为由钢材构成的组合钢模板，在浇筑之前，需要将可拆卸模板进行可拆卸固定，待飞灰螯合物转化成稳定的飞灰固化体后，将可拆卸模板进行拆卸，并继续用于构建凹槽，实现循环利用，降低成本。
S3、对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实，具体为：采用压力机对浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行机械挤压，控制压力为110KN，直至飞灰螯合物的减容率达到28.6％。
S4、对步骤S3中经压实后得到的成型螯合物进行养护，直至形成飞灰固化体，完成对飞灰的安全填埋。
本发明实施例中，采用螯合剂+工业废水水与飞灰混合搅拌的方式对飞灰进行搅拌处理，通过控制螯合剂和工业废水的加入量以及搅拌时间，可以保证飞灰螯合物的成型时间和成型效果，同时通过控制螯合剂和工业废水的加入量以及搅拌时间，也便于控制飞灰螯合物的含水率，以及易于获得稳定的含水率数据，即含水率＜30％的飞灰螯合物，而且能够减少飞灰螯合物中重金属的浸出，有利于避免重金属再次溶出而造成二次污染问题。进一步的，通过皮带输送机/刮板输送机，将飞灰螯合物输送至填埋库区填埋作业现场(填埋场待填埋区域的凹槽内)，可实现飞灰螯合物的连续输送，可大大提高现场作业效率、减少劳务人员使用及降低现场劳务人员作业风险(现场大型吊车和劳务人员在吨袋吊车下进行作业)；更进一步的，将飞灰螯合物在填埋场待填埋区域的凹槽内进行压实，可实现飞灰螯合物的整体成型，这有利于大大提高飞灰填埋堆体的稳定性，能够解决现有飞灰固化体吨袋填埋堆体零散、堆体内部的间隙较大、吨袋容易产生不均匀移位、填埋后堆体稳定性差等缺点，而且通过压实，有利于减少填埋场库容占用率，因而能够节约填埋场库容，以及延长填埋场的使用年限，进而能够缓解填埋土地资源不足的困境，更为重要的是，通过压实，在填埋场待填埋区域的凹槽内进行整体成型，现场平整性更好，清污分流的效果更高，环境效益更佳，能够解决现有飞灰固化体吨袋填埋堆体平整度差、填埋堆体形象及雨污分流的效果差等缺点。因此，本发明飞灰安全填埋的方法，能够简化填埋作业工序、提高工作效率、减少人为操作及降低现场操作人员作业风险，具有工艺简单、操作方便、处理成本低、处理效率高、处理工况好、环境风险低、安全系数高等优点，能够实现飞灰的安全填埋，在堆体安全方面、环境安全方面、库容节约方面均有明显优势，对于实现飞灰的有效处置具有重要的意义。
实施例2
一种飞灰安全填埋的方法，利用浇筑的方式将飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域的凹槽内，以实现飞灰螯合物的整体成型，包括以下步骤：
S1、将飞灰(垃圾焚烧飞灰)与螯合剂(市售，该螯合剂的名称AS-1)混合，制成飞灰螯合物，具体为：按照螯合剂的用量为飞灰质量的4％，将飞灰与螯合剂混合，加入工业废水(该废水的来源螯合车间冲洗废水)，搅拌180s，得到含水率为28.7％的飞灰螯合物。该步骤中，飞灰螯合物的制备在填埋场待填埋区域附近进行，现场制备，便于提高作业效率，减少劳务人员使用以及降低现场劳务人员的作业风险；与此同时，也方便将飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域内。
S2、采用刮板输送机将步骤S1中得到的飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域，并浇筑至填埋场待填埋区域的凹槽内。从搅拌机内卸料出来的飞灰螯合物较粘稠，可先将飞灰螯合物装入到吨袋中临时装袋，然后利用刮板输送机进行输送，也可直接将飞灰螯合物转移至刮板输送机的物料槽中进行输送，即飞灰螯合物可通过刮板输送机完成输送。该步骤中，在填埋初期，设置在填埋场待填埋区域内的凹槽，由两块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板构成，在填埋后期，设置在填埋场待填埋区域内的凹槽由一块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板，与填埋场内已成型的填埋堆体(飞灰固化体)共同构成其中凹槽的长度与填埋场的宽度相同，宽度为3m，高度为2m。该步骤中，采用的可拆卸模板为由钢材构成的组合钢模板，在浇筑之前，需要将可拆卸模板进行可拆卸固定，待飞灰螯合物转化成稳定的飞灰固化体后，将可拆卸模板进行拆卸，并继续用于构建凹槽，实现循环利用，降低成本。
S3、对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实，具体为：采用夯实机对浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行机械挤压，由上至下挤压夯实一遍，直至飞灰螯合物的减容率达到34.0％。
S4、对步骤S3中经压实后得到的成型螯合物进行养护，直至形成飞灰固化体，完成对飞灰的安全填埋。
实施例3
考察了不同含水率对飞灰螯合物的毒性浸出情况，如表1所示。
表1不同不同含水率中飞灰螯合物的毒性浸出情况
| 含水率(％) | 27.9 | 28.7 | 27.6 | 相关标准 |
| pH | 11.87 | 11.78 | 11.70 | / |
| 总铍(mg/L) | 0.00004 | 0.00005 | 0.0004 | 0.02 |
| 总铬(mg/L) | 0.0507 | 0.0528 | 0.534 | 4.5 |
| 六价铬(mg/L) | ND | 0.006 | 0.007 | 1.5 |
| 总镍(mg/L) | 0.407 | 0.402 | 0.389 | 0.5 |
| 总铜(mg/L) | 0.0400 | 0.0399 | 0.0417 | 40 |
| 总锌(mg/L) | 0.080 | 0.065 | 0.047 | 100 |
| 总砷(mg/L) | 0.094 | 0.097 | 0.096 | 0.3 |
| 总硒(mg/L) | 0.009 | 0.007 | 0.010 | 0.1 |
| 总镉(mg/L) | 0.0009 | 0.0010 | 0.0009 | 0.15 |
| 总钡(mg/L) | 4.82 | 5.01 | 4.39 | 25 |
| 总汞(mg/L) | 0.009 | 0.0010 | 0.0008 | 0.05 |
| 总铅(mg/L) | 0.178 | 0.099 | 0.198 | 0.25 |
表1中，不同含水率的飞灰螯合物的制备方法与实施例1相同，区别仅在于含水率不同。由表1可知，本发明中制备的飞灰螯合物中各个重金属的浸出浓度均满足相关填埋要求，可进行填埋处理。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下的改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种飞灰安全填埋的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将飞灰与螯合剂混合，制成飞灰螯合物；
S2、将步骤S1中得到的飞灰螯合物浇筑至填埋场待填埋区域的凹槽内；
S3、对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实；
S4、对步骤S3中经压实后得到的成型螯合物进行养护，直至形成飞灰固化体。
2.根据权利要求1所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S2中，所述凹槽由两块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板构成；或，所述凹槽由一块延伸至填埋场待填埋区域两侧的可拆卸模板，与填埋场内已成型的填埋堆体共同构成。
3.根据权利要求2所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S2中，所述凹槽的长度与填埋场的宽度相同；所述凹槽的宽度为2m～6m，高度为2m～4m。
4.根据权利要求2所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S2中，所述可拆卸模板为由钢材构成的组合钢模板。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S1中，所述飞灰螯合物由以下方法制备得到：将飞灰与螯合剂混合，加入工业废水，搅拌120s～180s，得到飞灰螯合物。
6.根据权利要求5所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S1中，所述螯合剂的用量为飞灰质量的2％～4％。
7.根据权利要求5所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S1中，所述飞灰螯合物的含水率＜30％。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S2中，采用皮带输送机或刮板输送机将步骤S1中得到的飞灰螯合物输送至填埋场待填埋区域的凹槽内。
9.根据权利要求1～4中任一项所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，步骤S3中，采用夯实机或压力机对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实；所述压实过程中控制飞灰螯合物的减容率为25％～35％。
10.根据权利要求9所述的飞灰安全填埋的方法，其特征在于，采用夯实机对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实时，由上至下对飞灰螯合物进行挤压夯实；
或，采用压力机对步骤S2中浇筑在凹槽内的飞灰螯合物进行压实时，压力机的压力逐渐增大，且控制压力机的压力≤110KN。
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