[發明專利]水熱無害化處理垃圾焚燒飛灰的方法

有效

• 申請號: 202010553992.6
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111672876B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 石德智;王攀;呂夢瑩;馬彩靈;張涵博;馬靖元;王海林;趙旭歡;童海航;許曉毅;古勵
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 霍本俊

本發明公開了一種水熱無害化處理垃圾焚燒飛灰的方法，包括以下步驟：(1)往飛灰中添加羥基磷灰石前體液，然后在40～50℃下進行第一步常壓水熱反應，穩定飛灰中的重金屬；(2)往步驟(1)反應得到的混合物中加入磁性羥基磷灰石粉末與雙氧水，然后在120～150℃下進行第二步微波高壓水熱反應，進一步穩定飛灰中的重金屬及降解多環芳烴。本發明可高效同步實現垃圾焚燒飛灰中重金屬的穩定化與多環芳烴降解脫毒，不僅重金屬的浸出毒性低于危險廢物鑒別標準且可降低到滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》，重金屬真正穩定在飛灰中而非大規模轉移至水熱廢液，且16種多環芳烴的毒性當量降解率達95.06％以上，并防止了二次污染。

技術領域

本發明屬于化工及環境保護技術領域，具體涉及水熱無害化處理垃圾焚燒飛灰的方法。

背景技術

垃圾焚燒處理技術具有處理周期短、減量效果好、占地面積小等特點，并且能利用其產生的熱量進行發電和供熱資源化，因而已成為全世界各國普遍應用的垃圾處理技術。最新統計，截止2018年底，我國已建成垃圾焚燒廠331座，已占垃圾無害化量的45.1％(中國統計年鑒2019)，焚燒處理的無害化率較上一年凈增加4.9％，可見我國的垃圾焚燒處理規模呈現出迅猛發展的勢頭。在垃圾焚燒的二次污染防治過程中，焚燒煙氣中含有隨著氣體在燃燒室上升夾帶的灰分，即飛灰(Fly ash)，可被煙氣污染凈化系統所高效捕集，其質量約占原生垃圾質量的2～5％，年產生量約203～509萬噸。飛灰富集了大量重金屬(如中國垃圾焚燒飛灰中Zn約2088～65850mg/kg、Pb約783～12113mg/kg)、難降解有毒有害有機物(如“三致物質”多環芳烴Polycyclic aromatic hydrocabons，簡稱PAHs)等，故被列入《國家危險廢物名錄》(編號HW18)。因此，為了防止飛灰的二次污染，實現真正的垃圾處理無害化，必須在飛灰最終處置前，對其進行無害化處理。

目前對于垃圾焚燒飛灰的主要處理技術有：固化技術、熱處理技術、化學藥劑穩定技術等。水泥固化技術是最常用的飛灰固化技術之一，處理成本低，對飛灰中的重金屬有良好的穩定效果，但存在處理后固化體增容比大、固化體易受酸性介質侵蝕而重金屬再次浸出、多環芳烴等難降解有機污染物未被分解的問題。熔融化/玻璃化等熱處理技術具有減容率高、能分解有機污染物等優點，但是高溫處理需消耗大量能源，且高溫下部分重金屬(Pb、Zn、Cd等)易揮發，需對煙氣進行處理，處理成本過高，目前還未被廣泛工程應用。化學藥劑穩定技術是利用化學藥劑將飛灰中的重金屬離子變成不溶于水的高分子絡合物或者是無機礦物質，把飛灰中的有毒物質轉變成低毒性、低遷移性物質的處理技術，具有少增容或不增容、處理成本相對比高溫處理技術低廉等優點。常用的化學穩定藥劑包括：無機和有機螯合劑(如二硫代氨基類螯合劑、氨基乙酸、EDTA、葡萄糖酸、檸檬酸鹽等)、硫化物沉淀劑(可溶性無機硫沉淀劑、不可溶性無機硫沉淀劑、有機硫沉淀劑)、碳酸鹽沉淀劑、硅酸鹽沉淀劑、磷酸鹽沉淀劑，但是這些化學穩定藥劑對持久性有機污染物均沒有分解或脫毒作用效果。