[發明專利]垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理方法

在審

• 申請號: 201410634634.2
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN104324931A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 王平;薛強;李江山;張亭亭;陳億軍;王國菲;孟思明
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢巖土力學研究所;江蘇中宜生態土研究院有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明公開了垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理方法，屬于環境工程技術領域。

背景技術

2009年以來，中國已連續發生30多起重特大重金屬污染事件。《重金屬污染綜合防治“十二五”規劃》明確要求，到2015年，重點區域鉛、汞、鉻、鎘和類金屬砷等重金屬污染物的排放，比2007年削減15％。目前，我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近兩千萬公頃，約占耕地總面積的1/5，全國每年因重金屬污染而減產糧食1000多萬噸，直接經濟損失超過200億元。在重金屬治理方面，環保部門已對化工、冶金和電鍍等行業的廢水排放要求逐步提高，而重金屬富集量較高的垃圾焚燒飛灰卻長期未妥善處理，年產量愈百萬噸的垃圾焚燒飛灰已逐步成為繼工業排放之后的重金屬污染主要因素。因此，垃圾焚燒飛灰安全處置已成為國家重金屬污染防治戰略目標實施所必須解決的瓶頸。

目前，針對垃圾焚燒飛灰的處理方法主要有以下幾種：(1)水泥固化法：水泥固化法即將水泥和飛灰按照一定比例添加，優點是處理后的的混合物具備一定的強度，技術簡單，但是要達到一定的強度和較低的浸出毒性，水泥的添加量較高；(2)熔融處理法：熔融處理法即將飛灰殘渣高溫加熱至1200-1500℃熔融之后形成熔渣，此處理法具備形成的玻璃體穩定性高，重金屬不易溶出且熔渣可二次利用等優點，但較高的運行成本限制了這一方法的應用；(3)飛灰穩定化處理法：使用穩定劑對飛灰進行穩定化處理具備操作簡單、設備投資少和最終處理量少等優點，但是會產生高濃度的無機鹽廢水，需要進行二次處理，同時處理后的廢物強度太低，長期環境風險較高。

近年來，隨著我國城市污水處理力度和污水處理設施建設的加快，城市污水處理率不斷提高，污泥產量大幅增加。截至2013年3月底，全國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠3451座，污水處理能力約1.45億立方米/日，年產生含水量80％的污泥3500多萬噸。根據調研結果顯示，我國污水處理廠所產生的污泥，有大部分沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的二次污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注。

發明內容

針對上述存在問題，本發明的目的在于提供垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理方法，飛灰固化/穩定化處理前通過微波、離心進行預處理，穩定化處理時采用市政污泥制備的生物碳穩定重金屬，該方法處理效果好，資源化利用率高，環境風險低的優點，為實現上述目的，其技術解決方案為：

垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理方法，所述的方法按照以下步驟進行：

A)垃圾焚燒飛灰預處理

將飛灰與水按照質量比1∶10混合攪拌3分鐘形成灰漿，微波處理8分鐘，微波功率為800-1000W，將微波處理后的灰漿加入離心機中以3000轉/分鐘的速度離心10分鐘，收集離心后的廢水和離心機中的灰渣；

B)垃圾焚燒飛灰的穩定化

再將硫化鈉按照飛灰質量的2-4％稱取并溶解于20kg水中，攪拌形成硫化鈉溶液，再將硫化鈉溶液加入經步驟A)收集的灰渣中，同時按照飛灰質量的3-5％加入生物碳，攪拌10分鐘，靜置10分鐘形成穩定灰漿；

C)垃圾焚燒飛灰的固化

按照飛灰質量的15-20％向經B)步驟形成的穩定灰漿中添加石灰，再加入40kg水，強力攪拌5-10分鐘，靜置。

所述的水為自來水或河水中的一種；

所述生物碳為市政污泥500℃缺氧條件下高溫熱解而成的多孔碳，生物碳粒徑小于50目。

本發明公開的垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理方法，包括垃圾焚燒飛灰預處理、垃圾焚燒飛灰穩定化與垃圾焚燒飛灰固化三個步驟。微波處理能夠高效脫附飛灰中的氯離子，同時微波輻射能夠加速飛灰中有毒重金屬Zn、Pb、Cu、Cr的溶解，提高了淋洗效果和重金屬的去除效率。通過微波及離心進行垃圾焚燒飛灰預處理，能夠有效去除飛灰中影響固化/穩定化效果的氯離子，增強后期處理效果。硫化鈉能夠有效穩定Pb、Cd、Zn和Cu離子，生物碳能夠有效吸附Cr、Pb、Ni離子，穩定化處理過程使用硫化鈉與生物碳協同使用，能夠顯著提高穩定化處理效果。石灰能夠在穩定飛灰中重金屬的同時，能夠產生膠凝作用，使處理后的飛灰獲得一定強度。本發明不僅能夠經濟高效地處理飛灰，實現了廢棄物的資源化利用，達到了以廢治廢的目的。而且處理成本低，處理效果好，環境風險低，易于大規模推廣。

具體實施方式

垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理方法，所述的垃圾焚燒飛灰固化/穩定化處理按照以下步驟進行：

A)垃圾焚燒飛灰預處理