TW201912209A

TW201912209A - 垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法

Info

Publication number: TW201912209A
Application number: TW106130297A
Authority: TW
Inventors: 蘇鈺荃
Original assignee: 蘇鈺荃
Priority date: 2017-09-05
Filing date: 2017-09-05
Publication date: 2019-04-01
Also published as: TWI629082B

Abstract

本發明垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其依序包含有備料步驟、水洗步驟、壓濾步驟及混合步驟等步驟；其中，該備料步驟備具有一含氧化鈣10~75%重量百分比之垃圾電廠焚化飛灰(即備料步驟)，將該垃圾電廠焚化飛灰以一定液固比進行水洗後(即水洗步驟)，能去除水溶性鹽類及降低重金屬含量，再透過一壓濾機將該垃圾電廠焚化飛灰予以壓濾脫水成一泥餅狀(壓濾步驟)，再將呈泥餅狀之垃圾電廠焚化飛灰與一強鹼性之藥劑予以混合，使得該藥劑與該垃圾電廠焚化飛灰於攪拌過程中產生反應，並形成溫度約35℃至80℃之反應而降低重金屬溶出，進而達到穩定化效果，使穩定後的垃圾電廠焚化飛灰能再次資源化使用。

Description

垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法

本發明係有關於一種垃圾焚化飛灰處理方法，特別是一種垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法。

查，可燃性廢棄物經收集後，其移送至一焚化電廠進行焚化處理，燃燒成底渣，而達到垃圾減量與體積減少效果，焚化過程中會產生包含飛灰的焚化廢氣，而該廢氣係經過一集塵設備將廢氣與飛灰分離，而集收後飛灰，該飛灰屬於有害事業廢棄物，因此為降低該物質的汙染，以避免後續該飛灰中有害物質釋出，通常都是直接透過水泥進行固化及穩定化後，再將固化後之飛灰與一般事業廢棄物之底渣，運送至一般掩埋場進行填埋或堆放。然而，由於該飛灰產生數量龐大，即使擁有廣大土地面積，總有一天仍會面臨若土地不足的窘境，若以台灣而言，更是有平地面積不足問題，其可供該底渣與飛灰的掩埋場址更不多了，同時經固化後的底渣及飛灰體積增大，使得掩埋場可容置的體積變少，因此，如果僅單靠固化、掩埋進行飛灰後續處置而言，已經無法應付現有需求，再者，焚化廢棄物所產生之飛灰，對於有害物溶出對人體健康及生活環境之危害性，以日漸受到社會大眾所重視，如何採取適當的方法、步驟，以將該飛灰進行處置，以達到安定化、無害化及資源化之目標，是目前刻不容緩的事情。

因此，本發明之目的，是在提供一種垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其能使降低飛灰水溶性鹽類及降低重金屬溶出率，達到穩定化效果，使穩定後的垃圾電廠焚化飛灰能再次進行資源化之利用。

於是，本發明垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其依序包含有備料步驟、水洗步驟、壓濾步驟及混合步驟；其中，該備料步驟備具一含氧化鈣10~75%重量百分比之垃圾電廠焚化飛灰(即備料步驟)；另，該水洗步驟將該垃圾電廠焚化飛灰與水以1：2~1：20的液固重量比進行水洗，以去除該垃圾電廠焚化飛灰之水溶性鹽類後；該壓濾步驟再由一壓濾機將該垃圾電廠焚化飛灰予以壓濾脫水成一含水量5~60%泥餅狀；最後，製備有一酸鹼值介於12~15.6且氫氧化根離子體積莫爾濃度介於0.01Ｍ~37.5Ｍ之藥劑，並且將前述成泥餅狀之垃圾電廠焚化飛灰與該藥劑以液固重量比0.2~1.5進行混拌，使得混拌過程中該藥劑與該垃圾電廠焚化飛灰產生反應而升溫，使得該垃圾電廠焚化飛灰中的鹽類與該藥劑因該反應而降低，藉此達到穩定化效果，使性質穩定後的垃圾電廠焚化飛灰能再次進行資源化之利用。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚地明白。

參閱圖1，本發明一種垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其包含有備料步驟、水洗步驟、壓濾步驟、混合步驟；其中，該備料步驟備有一含氧化鈣10~75%重量百分比的垃圾電廠焚化飛灰，而該垃圾電廠焚化飛灰可為機械爐床式焚化爐之焚化飛灰，或流體化床焚化爐垃圾電的廠焚化飛灰等，而前述該爐排爐垃圾電廠焚化飛灰其元素組成：氧化鈣（CaO）為重量百分比的20~75 %；氧化鋁（Al₂ O₃ ）為重量百分比的0~30%；氧化矽（SiO₂ ）為重量百分比的0~30 %，有害重金屬元素含量為300~10000 ppm；另，該流化床爐排爐垃圾電廠焚化飛灰其元素組成：氧化鈣（CaO）為重量百分比的10~50 %；氧化鋁（Al₂ O₃ ）為重量百分比的0~20%；氧化矽（SiO₂ ）為重量百分比的0~40 %，有害重金屬元素含量為300~10000 ppm。

仍續前述，該水洗步驟則是將該垃圾電廠焚化飛灰與水以1:2至1~20的液固重量比進行水洗後，使得該垃圾電廠焚化飛灰中的水溶性鹽類經水洗而降低，同時也可以將部分之重金屬予以水洗帶出，而至於該垃圾電廠焚化飛灰與水要以多少液固比進行水洗，可依照電廠焚化飛灰中之水溶性鹽類含量多寡進行調整；另，該壓濾步驟係透過一壓濾機將該垃圾電廠焚化飛灰進行脫水，而其含水率可控制於5~60%內，並將該垃圾電廠焚化飛灰壓成一泥餅狀；最後，該混合步驟製備有一酸鹼值介於12~15.6且氫氧化根離子體積莫爾濃度介於0.01Ｍ~37.5Ｍ(即M：體積莫爾濃度)之藥劑，並且該藥劑與該垃圾電廠焚化飛灰以液固比0.2~1.5進行混拌，以透過該藥劑與該垃圾電廠焚化飛灰攪拌過程的化學反應產生溫度約35℃至80℃，使得該垃圾電廠焚化飛灰中所含鹽類與該強鹼進行反應，例如該藥劑以氫氧化鈉而例時，該垃圾電廠焚化飛灰中的氨鹽與氫氧化鈉反應產生氫氧化銨並因溫度升高而排出氨氣，該垃圾電廠焚化飛灰所含之重金屬粉塵將與氫氧化鈉產生反應產生高溫即重金屬氫氧化物並排出氫氣，排出部分氨氣可使得飛灰中水溶性物質減少以供後續應用，有害重金屬形成氫氧化物，而使其內重金屬溶出率降低，如此，將可形成一穩定性質的垃圾電廠焚化飛灰，使該飛灰不在受限僅能固化掩埋而已，更能形成一再生資源材料更能廣泛進行使用。

而本實施例以下以幾個實驗例進行說明：參閱圖2，實驗例一，本實施例中該垃圾電廠焚化飛灰以流體化床焚化飛灰為例，以不同液固比進行水洗的結果，將以導電度來判斷其內含量水溶性鹽類是否有降低，如圖2所示，當以多水進行水洗時，其可見該導電度越低，因此可確認經由水洗步驟，可初步先將該電廠焚化飛灰中的水溶性鹽類降低，以利後續進行處理。

參閱圖3，實驗例二於混合步驟中該垃圾電廠焚化飛灰以藥劑以不同的混合液固比，並以毒性特性溶出試驗(TCLP)，檢測其內所含之有害重金屬Cd、Cr、Cu、Pb、Ni、Zn、As、Hg溶出率；未添加藥劑時（液固比為0），以及當添加至1.9時，各別有害金屬溶出率結果進行檢測。

仍續前述，如圖3中所示，而本實驗例中，將以鹼性藥劑為pH為15.31，並且該垃圾電廠焚化飛灰與藥劑以液固比為1:0.2時，其當未添加藥劑時，其Cd為5.62 ppm、Cr為 3.15 ppm、Cu為16.45 ppm、Pb為7.12 ppm、Ni為10 ppm、Zn為43.15 ppm；而以液固比為1：0.8混合時，僅剩Cd為0.016 ppm、Cr為0.347 ppm；另外，再以液固比為1：1.4時，僅剩Cr為0.218 ppm，因此透過該液固比範圍內，確實能使有害重金屬溶出降低；此外，如果將液固比以1:1.9時，雖然可以再降低Cr為0.015 ppm的溶出率，但由於會造成Pb為0.91 ppm及Zn為2.26 pp的溶出率，因此，最佳的範圍的液固比是介於0.2~1.5間，能有效降低整體有害金屬的溶出率。

參閱圖4，測試處理後該垃圾電廠焚化飛灰的穩定性，以ASTMC109規範並該垃圾電廠焚化飛灰取代10%的水泥，測試其穩定性與抗壓強度，所得結果如圖中所示，當該垃圾電廠焚化飛灰未經與該藥劑處理時，其凝固之固體將因膨脹而毀損，非常不穩定且無法測得其抗壓強度；另外，經穩定化處理後，以液固比為1：0.2混合時所得之垃圾電廠焚化飛灰，將沒有因膨脹而毀損，並且得以順利測得其抗壓強度約為150 kgf/cm² ；再者，再以液固比為1：1.4混合時，所得之垃圾電廠焚化飛灰，其抗壓強度約為265 kgf/cm² 將為最佳，而當以液固比為1：1.9混合時，其抗壓強度反而降低至約185 kgf/cm² ；據此，可得知，水洗步驟後的泥餅，以液固比為1：0.2至1.4混合時，無論在於有害金屬溶出率，以及後續使用時的抗壓強度上，都具有一定優異的表現，能確保該垃圾電廠焚化飛灰能再次資源化之功效。

歸納前述，本發明垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其依序藉由水洗步驟、壓濾步驟及混合步驟等，使該垃圾電廠焚化飛灰透過水洗及壓濾一含水率5~60%之泥餅後，在與一酸鹼值介於12~15.6且氫氧化根離子體積莫爾濃度介於0.01Ｍ~37.5Ｍ之藥劑，使前述處理後該垃圾電廠焚化飛灰與該藥劑以液固比0.2~1.5混合後，該藥劑與該垃圾電廠焚化飛灰於攪拌過程中產生反應而形成高溫，達到排氣及排氨之穩定化效果，使穩定後的垃圾電廠焚化飛灰能再次資源化之功效。

惟以上所述者，僅為說明本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

無

圖1為本發明一較佳實施例之流程圖。　圖2為本發明一較佳實施例使用水洗步驟中以不同液固比水洗飛灰之導電度。　圖3為本發明一較佳實施例中藥劑依不同液固比穩定化後之飛灰重金屬穩定化結果。圖4為本發明一較佳實施例中以處理後之穩定性與抗壓強度測試結果。

Claims

一種垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其包含有下列步驟：　　一備料步驟，其具備有一含氧化鈣10~75%重量百分比的垃圾電廠焚化飛灰；　　一水洗步驟，其將該垃圾電廠焚化飛灰以1:2至1~20的液固重量比進行水洗；　　一壓濾步驟，其將該垃圾電廠焚化飛灰透過一壓濾機，將該壓成含水率5~60 %之泥餅狀；及　　一混合步驟，其備置有一酸鹼值介於12~15.6且氫氧化根離子體積莫爾濃度介於0.01Ｍ~37.5Ｍ之藥劑，將該藥劑與前述處理後該垃圾電廠焚化飛灰以0.2~1.5液固重量比進行混拌，以透過該藥劑與該垃圾電廠焚化飛灰攪拌過程的化學反應產生高溫並排出氣體，以形成一穩定性質的垃圾電廠焚化飛灰。
根據申請專利範圍第1項所述垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其中，該垃圾電廠焚化飛灰為機械爐床式焚化爐之焚化飛灰。
根據申請專利範圍第1項所述垃圾電廠焚化飛灰穩定化方法，其中，該垃圾電廠焚化飛灰為流體化床焚化爐之焚化飛灰。