垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法及垃圾處理方法
2023-05-08 16:39:36 2
垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法及垃圾處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，包括：S1，對垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理，以形成凝固飛灰；S3，凝固飛灰運送至焚燒生活垃圾的焚燒爐內進行燒結處理，並產生累積的垃圾焚燒飛灰。本發明的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法利用垃圾焚燒時所用的焚燒爐進行燒結，只需要將垃圾焚燒飛灰和生活垃圾一起輸送至焚燒爐內燃燒即可，無需另行設置燒結條件和設備，且無需另行克服技術難題，成本低，流程短，操作方便，便於實施及大範圍的工程應用。此外，垃圾焚燒飛灰在膠凝燒結的過程中，垃圾焚燒飛灰中的重金屬及二噁英經過高溫焚燒後，燒結爐渣物性穩定，不會汙染環境，可以進行資源化利用。
【專利說明】垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法及垃圾處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種環保及危險廢棄物處理【技術領域】，特別涉及一種垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法及垃圾處理方法。
【背景技術】
[0002]隨著人口迅速增加及生活水平的提高，生活垃圾已日益成為影響我國環境的重要問題。垃圾焚燒因高效快捷、減容顯著、能源利用率高等優點成為生活垃圾處理的常用方式之一。然而，垃圾焚燒產生的垃圾焚燒飛灰中含有大量重金屬及有機汙染物，是《國家危險廢物名錄》規定的危險廢物(編號HW18)，在最終處理之前必須進行穩定化處理。
[0003]垃圾焚燒飛灰是生活垃圾焚燒處理過程中產生的煙氣攜帶的灰塵、煙氣及煙氣淨化系統產生的反應生成物,其主要由顆粒細小的塵粒構成,呈淺灰色。垃圾焚燒飛灰主要包括Ca0、Al203、Si02、Fe203和氯化物、硫酸鹽等常規組分，同時含有重金屬、二噁英類(P⑶Ds)和呋喃類(PCDFs)汙染物(簡稱「二噁英」)，有毒有害。目前，處理垃圾焚燒飛灰的主要方法包括填埋法、藥劑處理法及熔融固化法。然而，這些方法各自存在下面的問題:
[0004]一、填埋包括安全填埋和衛生填埋。安全填埋每一噸垃圾焚燒飛灰的處理費用為2500元，成本高。衛生填埋即是在垃圾焚燒飛灰中加入水泥及螯合劑進行固化處理，並達到標準後運往指定的衛生填埋場專區填埋。這樣，垃圾焚燒飛灰的資源化利用率低且佔用了大量的土地。並且垃圾焚燒飛灰在固化後增容比較大，給後續的運輸與處理帶來較高的成本和較多的空間要求。此外，填埋需要很多審批手續，操作手續，費時費力。
[0005]二、藥劑處理法:該方法在穩定固化重金屬的同時，對二英等有機物的效用甚微；產生的固化體只能放置在中性或弱鹼性的環境中，否則重金屬將會重新溶出汙染環境。由於垃圾焚燒飛灰的多樣性及差異性，還未找到一種適合各種垃圾焚燒飛灰的藥劑，因此大規模應用受到限制；且垃圾焚燒飛灰處理後的脫水濾液中含溶解性鹽類及懸浮狀重金屬類，極有可能造成二次汙染。
[0006]三、熔融固化法:該方法無害化徹底、減容減量程度高、產品性能穩定並可資源化再利用。但該方法也存在處理成本很高、二次汙染需要治理、主要設備可靠性有待驗證等諸多問題，目前還沒有進行工程應用，無法大範圍推廣。
【發明內容】
[0007]本發明的主要目的在於提供了一種垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法及垃圾處理方法，以避免現有技術的成本高、流程長、資源利用率低，且無法大範圍推廣使用的問題。
[0008]為了實現上述目的，本發明提供了一種垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，包括如下步驟:S1，對垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理，以形成凝固飛灰；S3，所述凝固飛灰運送至焚燒生活垃圾的焚燒爐內進行燒結處理，並產生累積的垃圾焚燒飛灰。
[0009]優選地，所述步驟SI中，向所述垃圾焚燒飛灰中加入水及膠凝固化劑以對所述垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理。[0010]優選地，所述步驟SI中，向所述垃圾焚燒飛灰中加入水及膠凝固化劑以對垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理，且所述垃圾焚燒飛灰、所述水及所述膠凝固化劑的質量比為100:8-16:5-15。
[0011 ] 優選地，在所述步驟S3之後還包括步驟S4和步驟S5，所述步驟S5:所述累積的垃圾焚燒飛灰中的重金屬濃度達到規定值時，通過穩定化預處理後進行填埋處理；所述步驟S4:監測所述步驟S3產生的爐渣的重金屬浸出濃度；當所述爐渣的所有重金屬的浸出濃度小於或等於危險廢物浸出毒性鑑別標準值時，則依次進行所述步驟SI和所述步驟S3，當所述爐渣的任意一種重金屬的浸出濃度大於所述危險廢物浸出毒性鑑別標準值時，進行所述步驟S5。
[0012]優選地，所述危險廢物浸出毒性鑑別標準為GB5085.3。
[0013]本發明還提供了一種垃圾的處理方法，其包括步驟一:將生活垃圾進行焚燒，得到垃圾焚燒飛灰；還包括步驟二:通過上述垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法對所述步驟一中得到的垃圾焚燒飛灰進行處理。
[0014]優選地，所述步驟一中，生活垃圾通過焚燒系統進行燃燒後產生所述垃圾焚燒飛灰，所述焚燒系統包括焚燒爐，所述凝固飛灰運送至所述焚燒爐中進行燒結處理。
[0015]本發明的有益效果:
[0016]本發明的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法及垃圾處理方法利用垃圾焚燒時所用的焚燒爐來進行燒結，只需要將垃圾焚燒飛灰和生活垃圾一起輸送至焚燒爐內燃燒即可，無需另行設置燒結條件和設備，且無需另行克服技術難題，成本低，操作方便，便於實施及大範圍的工程應用。此外，垃圾焚燒飛灰在燒結的過程中，垃圾焚燒飛灰中的重金屬及二噁英經過高溫焚燒後，燒結爐渣物性穩定，不會汙染環境，實現了垃圾焚燒飛灰的無害化和減量化工藝過程。並且垃圾焚燒飛灰轉換為可再利用的爐渣，資源利用率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法的結構示意圖；
[0018]圖2是本發明垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法的具體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0020]請參照圖1，本發明實施例提供的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，其包括如下步驟:
[0021]SI，對垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理。
[0022]垃圾焚燒飛灰由生活垃圾通過垃圾焚燒系統焚燒產生，其包括飛灰及反應生成物。垃圾焚燒系統包括依次連接的焚燒爐、餘熱鍋爐、煙氣淨化裝置及布袋過濾裝置。焚燒爐包括用於將生活垃圾進行焚燒的爐排及設置於爐排上部的爐膛。生活垃圾在焚燒爐內焚燒產生爐渣、煙氣及飛灰；其中，爐渣通過爐排末端排出，並可以用來製造爐渣水泥、爐渣磚及爐渣玻璃等；煙氣及飛灰通過餘熱鍋爐收集的熱量可用於發電或供熱，之後，煙氣依次通過煙氣淨化裝置及布袋過濾裝置進行處理後形成淨化煙氣，並通過煙?排出。飛灰、煙氣和飛灰在淨化裝置及布袋過濾裝置中的反應生成物一起構成了具有危害性的上述垃圾焚燒飛灰。
[0023]在垃圾焚燒飛灰的燒結前預處理時，垃圾焚燒飛灰中加入水和膠凝固化劑，並混合均勻以形成飛灰混合料。飛灰混合料經靜置養護或擠壓成型後形成凝固飛灰，從而將垃圾焚燒飛灰由灰狀的變成固態的，避免了垃圾焚燒飛灰吹浮在空中。需要說明的是，凝固飛灰可以是固態顆粒、固結塊或凝結渣等形態，只要是滿足不會飛揚起來而漂浮在空中即可。優選地，飛灰混合料常溫常壓下放置2-3天後形成固態的凝固飛灰。垃圾焚燒飛灰、水及膠凝固化劑的質量比為100:8-16:5-15。而在現有的技術中，垃圾焚燒飛灰、水及固化劑的質量比為100:15-25:20-30，還要添加質量百分比為0.5-5%的螯合劑。由上述可知:在垃圾焚燒飛灰的燒結前預處理時，只需添加比例較少的膠凝固化劑和水，而無需添加螯合劑，減少了固化後的增容比，且降低了成本。
[0024]S3，對上述凝固飛灰進行燒結處理。
[0025]具體地，凝固飛灰和生活垃圾一起運送至垃圾焚燒系統的焚燒爐內進行焚燒，且S3中新增的生活垃圾及凝固飛灰一起焚燒還會產生垃圾焚燒飛灰。為了便於與SI中的垃圾焚燒飛灰區別，下文中將S3中新增的生活垃圾及凝固飛灰一起產生的垃圾焚燒飛灰稱為累積的垃圾焚燒飛灰。由於垃圾焚燒飛灰進過SI的燒結前預處理後，不會揚起來懸浮在爐膛內，而是由於重力的作用置於爐排上，從而使得垃圾焚燒飛灰在爐排上的燒結過程為層狀燃燒，受熱均勻且燃燒穩定。且凝固飛灰只限於在焚燒廠內部進行短距離的運輸，並利用現成的垃圾焚燒系統的焚燒爐進行凝固飛灰的燒結處理，形成了就地循環操作，方便、且節省了人工費及設備費。凝固飛灰中的重金屬及二噁英等汙染經過600-1200°C的焚燒後，部分揮發降解，部分固結在無機鹽晶格中，燒結後爐渣物性穩定，不會汙染環境。凝固飛灰轉化為爐渣，可用作建築材料、路基材料及水泥材料等，提高了垃圾焚燒飛灰的資源化利用率並減少了填埋用地。需要說明的是，焚燒廠內的垃圾焚燒系統，可能設有多個焚燒爐，這樣，凝固飛灰可運輸至較近的任何一個焚燒爐內進行燒結處理，無需一定要運輸至生成該垃圾焚燒飛灰的焚燒爐內燒結。
[0026]具體地，本實施例中，在步驟S3之後還設有步驟S5，步驟S5即是:累積的垃圾焚燒飛灰達到規定值時，進行穩定化預處理後再進行填埋處理。
[0027]當經過一次或多次步驟S3的就地循環燒結處理，累積的垃圾焚燒飛灰達到規定的重金屬濃度富集限值時，向累積的垃圾焚燒飛灰中加入水、螯合劑及膠凝固化劑進行穩定化預處理，之後再進行衛生填埋或安全填埋。經過步驟S3之後再進行步驟S5處理，與傳統的單純填埋方法相比，提高了垃圾焚燒飛灰的資源化利用率，減少了填埋頻率和填埋量，且節約了填埋用地。
[0028]作為優選實施方式，請結合參照圖2，本實施例中，本發明的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，在步驟S3之後還包括步驟S4。具體地，步驟S4為及時監測S3產生的爐渣的重金屬浸出濃度。當S3中產生的爐渣所含有的重金屬浸出濃度小於或等於危險廢物浸出毒性鑑別標準值時，則依次進行步驟SI和步驟S3 ;當S3中產生的爐渣所含有的任意一種重金屬浸出濃度大於危險廢物浸出毒性鑑別標準值時，進行步驟S5。這樣，通過新增步驟S4，有利於及時檢測步驟S3的每一時段燒結產生的爐渣中的重金屬浸出濃度，並由此來判斷經過步驟S3之後產生的累積的垃圾焚燒飛灰中的重金屬富集程度，避免了累積的垃圾焚燒飛灰中的重金屬浸出濃度太高時再循環步驟S3汙染爐渣的問題。需要說明的是，本實施例中，上述危險廢物浸出毒性鑑別標準為GB5085.3 ;當然在其它實施方式中，上述危險廢物鑑別標準不限於GB5085.3，只要滿足國家規定的排放限值即可。
[0029]由上述敘述可知，本發明的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法利用垃圾焚燒時所用的焚燒爐來進行燒結，只需要將垃圾焚燒飛灰和生活垃圾一起輸送至焚燒爐內燃燒即可，無需另行設置燒結條件和專用的燒結設備，且無需另行克服技術難題，節省了成本，操作方便，便於實施及大範圍的工程應用。此外，垃圾焚燒飛灰在燒結的過程中，垃圾焚燒飛灰中的重金屬及二噁英經過高溫焚燒後，燒結爐渣物性穩定，不會汙染環境，實現了垃圾焚燒飛灰的無害化和減量化工藝過程。並且垃圾焚燒飛灰轉換為可再利用的爐渣，資源利用率高。
[0030]本發明還提供了一種垃圾處理方法，其包括上述垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法。具體地，該種垃圾處理方法為:步驟一，將生活垃圾進行焚燒，得到垃圾焚燒飛灰；步驟二，焚燒產生的垃圾焚燒飛灰按照上述垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法進行處理。需要說明的是，當上述垃圾處理方法包括上述垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法時，當然也能達到上述垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法的有益效果。
[0031 ] 以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，其特徵在於，包括如下步驟: Si，對垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理，以形成凝固飛灰； S3，所述凝固飛灰運送至焚燒生活垃圾的焚燒爐內進行燒結處理，並產生累積的垃圾焚燒飛灰。
2.根據權利要求1所述的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，其特徵在於，所述步驟SI中，向所述垃圾焚燒飛灰中加入水及膠凝固化劑以對所述垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理。
3.根據權利要求1所述的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，其特徵在於，所述步驟Si中，向所述垃圾焚燒飛灰中加入水及膠凝固化劑以對垃圾焚燒飛灰進行燒結前預處理，且所述垃圾焚燒飛灰、所述水及所述膠凝固化劑的質量比為100:8-16:5-15。
4.根據權利要求1所述的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，其特徵在於，在所述步驟S3之後還包括步驟S4和步驟S5，所述步驟S5:所述累積的垃圾焚燒飛灰中的重金屬濃度達到規定值時，通過穩定化預處理後進行填埋處理；所述步驟S4:監測所述步驟S3產生的爐渣的重金屬浸出濃度；當所述爐渣的所有重金屬的浸出濃度小於或等於危險廢物浸出毒性鑑別標準值時，則依次進行所述步驟SI和所述步驟S3，當所述爐渣的任意一種重金屬的浸出濃度大於所述危險廢物浸出毒性鑑別標準值時，進行所述步驟S5。
5.根據權利要求4所述的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法，其特徵在於，所述危險廢物浸出毒性鑑別標準為GB5085.3。
6.一種垃圾處理方法，其包括步驟一:將生活垃圾進行焚燒，得到垃圾焚燒飛灰；其特徵在於，還包括步驟二:通過上述權利要求1至5中任一項所述的垃圾焚燒飛灰的膠凝燒結處理方法對所述步驟一中得到的垃圾焚燒飛灰進行處理。
7.根據權利要求6所述的垃圾處理方法，其特徵在於，所述步驟一中，生活垃圾通過焚燒系統進行燃燒後產生所述垃圾焚燒飛灰，所述焚燒系統包括焚燒爐，所述凝固飛灰運送至所述焚燒爐中進行燒結處理。
【文檔編號】F23G5/02GK103822211SQ201410074319
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月3日 優先權日:2014年3月3日
【發明者】李先旺, 李璐 申請人:李先旺