申请日2018.09.12
公开(公告)日2018.12.11
IPC分类号F23G5/44; F23J1/00
摘要
本发明涉及废弃物处理与资源化利用技术领域，尤其是涉及一种垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法及装置。所述垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，包括如下步骤：(a)采用渗滤液对飞灰进行淋滤处理;(b)淋滤处理后，取飞灰干燥，加热处理。所述装置包括淋滤单元和加热单元;所述淋滤单元包括渗滤液承装容器和飞灰填充柱;所述渗滤液承装容器与飞灰填充柱顶部连通。本发明以渗滤液对飞灰进行淋滤处理，飞灰颗粒堆积后具有丰富的孔隙结构，能够有效吸附截留浓缩液中污染物;渗滤液能够将飞灰中的有害重金属溶出，降低飞灰的浸出毒性。对淋滤处理后的飞灰进行加热无害化处理，重金属浸出浓度进一步降低，达到了标准限值要求，可作为建筑材料使用。
权利要求书
1.垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)采用渗滤液对飞灰进行淋滤处理;
(b)淋滤处理后，取飞灰干燥，进行加热处理。
2.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，其特征在于，所述淋滤处理的速率为40-80mL/h;
优选的，所述渗滤液为渗滤液膜浓缩液;
更优选的，所述渗滤液为渗滤液纳滤膜浓缩液。
3.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，其特征在于，所述淋滤处理时，飞灰的填充高度为5-25cm;
优选的，淋滤处理前，采用渗滤液对飞灰进行预饱水处理;
更优选的，所述预饱水处理的饱水液固比为0.6-1L/kg。
4.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，其特征在于，所述加热处理的温度为300-1200℃;
优选的，所述加热处理的温度为800-1200℃;
优选的，所述加热处理的时间为0.2-2h;
更优选的，所述加热处理的时间为0.5-1h;
优选的，于空气氛围下进行加热处理。
5.根据权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，其特征在于，所述步骤(a)中，采用渗滤液对飞灰进行淋滤处理，至淋出液色度及电导率不变，达到淋滤终点;
优选的，所述淋滤处理的方法包括：以含飞灰成分制作飞灰填料柱，采用渗滤液对飞灰填料柱进行淋滤处理;
更优选的，所述飞灰填料柱由下至上包括石英砂、飞灰、石英砂。
6.垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，其特征在于，包括淋滤单元和加热单元;所述淋滤单元包括渗滤液承装容器和飞灰填充柱;所述渗滤液承装容器与飞灰填充柱顶部连通。
7.根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，其特征在于，所述渗滤液承装容器与飞灰填充柱之间通过导管连接;
优选的，所述导管上设置有流量调节阀。
8.根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，其特征在于，所述飞灰填充柱包括柱体和填料，所述填料填充于柱体中，所述填料由下至上包括石英砂层、飞灰层、石英砂层;
优选的，所述填料上方设置有均匀布液器。
9.根据权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，其特征在于，所述加热单元包括加热炉、加热容器、尾气净化部，所述加热炉用于承装淋滤处理后的飞灰，所述加热炉对置于加热容器中的飞灰进行加热处理，所述尾气净化部连通于加热炉;
优选的，所述加热炉设置有热电偶和炉温控件;
优选的，所述加热炉的炉体外侧设置有炉体隔热层;
优选的，所述加热单元还包括空气瓶，所述空气瓶连通于所述加热炉。
10.根据权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，其特征在于，所述渗滤液承装容器顶部设置有进样口、进气管和排气口;
优选的，所述进气管延伸至渗滤液承装容器内底部;
优选的，所述渗滤液承装容器为马氏瓶;
优选的，所述柱体底部设置有淋出液缓冲区;
更优选的，所述淋出液缓冲区底部设置有止水 阀。
说明书
垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法及装置
技术领域
本发明涉及废弃物处理与资源化利用技术领域，尤其是涉及一种垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法及装置。
背景技术
膜浓缩液是“生化处理+膜分离(纳滤/反渗透)”组合工艺处理垃圾渗滤液得到的副产物，相比垃圾渗滤液，其含有高浓度的无机盐及难降解有机污染物。目前，膜浓缩液的处理技术主要有高级氧化、蒸发、膜蒸馏等，但在实际工程应用中，这些技术多难以稳定运行。纳滤膜浓缩液呈棕黑色，含有大量腐殖质类物质，COD浓度高，通常为1000-5000mg/L，此外还含有Ca、Mg、Ba、SO42-等二价盐离子及Cd、Zn、Pb、Cr等重金属离子。相比反渗透浓缩液，纳滤膜浓缩液更难处理处置。
飞灰作为生活垃圾焚烧产生的副产物，因含有高浸出浓度的重金属和痕量的高毒性持久性有机物，已被我国作为危险废物进行管理，原则上需经无害化处理后进入危险废物填埋场，但由于危险废物填埋场的库容量有限且费用高，《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)允许其经过固化稳定化后进入生活垃圾填埋场填埋。但在对《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)实施评估时发现，飞灰预处理不达标、未分区填埋、易造成渗滤液导排系统淤堵等问题较多，重金属再度浸出污染环境的风险较高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，所述协同处理的方法能够溶出飞灰中有害重金属，降低飞灰的浸出毒性，并降低渗滤液中污染物的浓度，实现“以废治废”资源化综合利用。
本发明的第二目的在于提供一种垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，所述装置结构简单，处理效果显著，资源化利用率高。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，包括如下步骤：
(a)采用渗滤液对飞灰进行淋滤处理;
(b)淋滤处理后，取飞灰干燥，加热处理。
本发明所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理的方法，以渗滤液对飞灰进行淋滤处理，飞灰作为生活垃圾处理处置的衍生副产物，其颗粒堆积后具有丰富的孔隙结构，能够有效吸附截留浓缩液中污染物，主要包括有机物等;同时，渗滤液能够将飞灰中的有害重金属溶出，有效降低飞灰的浸出毒性。并且，对淋滤处理后的飞灰进行加热无害化处理后，其重金属浸出浓度进一步降低，达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)相应限值要求，无害化处理后的飞灰渣可作为建筑材料使用。
优选的，所述渗滤液为渗滤液膜浓缩液。更优选的，所述渗滤液为渗滤液纳滤膜浓缩液。
相比垃圾渗滤液，膜浓缩液含有高浓度的无机盐及难降解有机污染物。其中，纳滤膜浓缩液呈棕黑色，含有大量腐殖质类物质，COD浓度高，相比反渗透浓缩液，纳滤膜浓缩液处理处置难度更大。本发明，通过垃圾焚烧飞灰与渗滤液纳滤膜浓缩液协同处理，纳滤膜浓缩液能够溶出飞灰中有害金属，降低飞灰的浸出毒性，并且，飞灰能够降低渗滤液中有机等污染物的浓度，降低COD。
优选的，所述步骤(a)中，采用渗滤液对飞灰进行淋滤处理，直至淋出液色度及电导率不变，达到淋滤终点。
具体的，可以填料柱开始出水为计时点，随后每隔10-12h取依次淋出液，测定色度和电导率，当淋出液色度及电导率稳定不变时，说明渗滤液已经充分溶出飞灰中的有害重金属等物质，淋滤处理结束，达到淋滤终点。
优选的，所述淋滤处理的速率为40-80mL/h。
淋滤处理的速率对淋滤处理的效果具有较重要的意义，通过限定淋滤处理的速率在上述范围内，使渗滤液与飞灰颗粒充分接触交换，有效吸附截留渗滤液中的污染物，并充分将飞灰中的有害重金属等溶出。如在不同实施例中，所述淋滤处理的速率可以为40mL/h、45mL/h、50mL/h、55mL/h、60mL/h、65mL/h、70mL/h、75mL/h、80mL/h等等。
优选的，所述淋滤处理时，飞灰的填充高度为5-25cm。
采用上述的飞灰填充高度，使飞灰颗粒能够充分截留渗滤液中的污染物，同时兼顾有效溶出并洗脱飞灰中的有害重金属等。
如在不同实施例中，飞灰的填充高度可以为5cm、6cm、7cm、8cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm、15cm、16cm、17cm、18cm、19cm、20cm、21cm、22cm、23cm、24cm、25cm等等
优选的，淋滤处理前，采用渗滤液对飞灰进行预饱水处理。更优选的，所述预饱水处理的饱水液固比为0.6-1L/kg，优选为0.7-0.9L/kg，更优选为0.8L/kg。
采用渗滤液对飞灰进行预饱水处理，使飞灰颗粒先被渗滤液浸润后，再进行淋滤处理，提高浸润性，进而提高洗脱效率。
优选的，所述淋滤处理的方法包括：以含飞灰成分制作飞灰填料柱，采用渗滤液对飞灰填料柱进行淋滤处理。更优选的，所述飞灰填料柱由下至上包括石英砂、飞灰、石英砂。石英砂与飞灰之间优选采用尼龙网间隔。
优选的，所述石英砂的粒径为60-100目，优选为70-90目，更优选为80目。更优选的，所述石英砂的填装高度为4-5cm。
优选的，所述尼龙网的孔径为0.08-0.12mm，优选为0.09-0.11mm，更优选为0.1mm。
优选的，所述加热处理的温度为300-1200℃。更优选的，所述加热处理的温度为800-1200℃。
通过上述加热处理后，经飞灰颗粒吸附截留的有机物在热作用下分解除去，并且，加热处理后，能够有效去除飞灰颗粒中的重金属，并且随着温度的增加，提高重金属如Pd、Cd、Zn、Cu、Cr等的去除率，进一步降低飞灰的重金属浸出毒性。
优选的，所述加热处理的时间为0.2-2h，优选为0.5-1h。
优选的，于空气氛围下进行加热处理。更优选的，空气流量为1-3L/min，优选为2L/min。
优选的，所述加热处理产生的尾气经酸碱吸收处理后排放。
本发明还提供了一种垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，包括淋滤单元和加热单元;所述淋滤单元包括渗滤液承装容器和飞灰填充柱;所述渗滤液承装容器与飞灰填充柱顶部连通。
本发明所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，结构简单，将渗滤液承装容器与飞灰填充柱连通，以渗滤液作为淋滤液体对飞灰进行淋滤处理，降低飞灰的浸出毒性，并降低渗滤液中污染物的浓度，处理效果显著，操作简便。
优选的，所述渗滤液承装容器与飞灰填充柱之间通过导管连接。所述导管上优选设置有流量调节阀，以调节淋滤处理的速率。
优选的，所述飞灰填充柱包括柱体和填料，所述填料填充于柱体中，所述填料由下至上包括石英砂层、飞灰层、石英砂层。石英砂层与飞灰层之间优选采用尼龙网间隔。更优选的，所述填料上方设置有均匀布液器，以使渗滤液经过均匀布液器后，均匀淋于填料上。填充柱的柱体可根据实际需求进行选择，优选采用有机玻璃柱，避免腐蚀。
优选的，所述柱体底部设置有淋出液缓冲区，用于缓冲淋滤处理得到的淋出液。所述淋出液缓冲区底部设置有止水阀，用于开启或关闭淋滤处理过程。
优选的，所述渗滤液承装容器顶部设置有进样口、进气管和排气口。所述进气管延伸至渗滤液承装容器内底部。以使淋滤过程在恒压条件下进行。如所述渗滤液承装容器可采用马氏瓶。
优选的，所述加热单元包括加热炉、加热容器、尾气净化部，所述加热炉用于承装淋滤处理后的飞灰，所述加热炉对置于加热容器中的飞灰进行加热处理，所述尾气净化部连通于加热炉。所述尾气净化部主要包括酸碱吸收处理的试剂。
加热炉设置有热电偶和炉温控件，用于检测并调控加热炉对飞灰的加热处理温度。加热炉的炉体外侧设置有炉体隔热层，用于对炉体保温隔热。
优选的，所述加热单元还包括空气瓶，所述空气瓶连通于所述加热炉，用于向加热炉内通入空气。所述空气瓶与所述加热炉之间设置有流量计，用于调节送入加热炉的空气的流量。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理方法，以渗滤液对飞灰进行淋滤处理，飞灰作为生活垃圾处理处置的衍生副产物，其颗粒堆积后具有丰富的孔隙结构，能够有效吸附截留浓缩液中污染物，主要包括有机物等;同时，渗滤液能够将飞灰中的有害重金属溶出，有效降低飞灰的浸出毒性;
(2)本发明所述的处理方法，对淋滤处理后的飞灰进行加热无害化处理后，其重金属浸出浓度进一步降低，达到了《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)相应限值要求，无害化处理后的飞灰渣可作为建筑材料使用;
(3)本发明所述的垃圾焚烧飞灰与渗滤液协同处理装置，结构简单，将渗滤液承装容器与飞灰填充柱连通，以渗滤液作为淋滤液体对飞灰进行淋滤处理，降低飞灰的浸出毒性，并降低渗滤液中污染物的浓度，处理效果显著，操作简便。
