一种生活垃圾焚烧飞灰的处理方法及其系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生活垃圾焚烧飞灰无害化、减量化、资源化研究领域。
【背景技术】
[0002]随着我国城市化和人民生活水平的不断发展，城市生活垃圾的产生量逐年增长，平均每年以9%左右的速度急速增加。传统垃圾填埋占用大量的土地资源，并会导致地下水与大气等一系列的污染问题；堆肥处理则存在处理周期长、堆肥产物中重金属含量高的问题。而与此同时，焚烧处理则可以最大限度地实现垃圾的无害化、稳定化、减量化以及资源化的总体目标，尚效快捷、能源利用率尚。
[0003]目前日本、美国、德国、瑞士、瑞典和加拿大等发达国家已将垃圾焚烧作为城市垃圾处理的主要方式之一，我国该领域起步相对较晚，从2003年我国仅有4.9%的城市生活垃圾通过焚烧处理，到2009年的12.9%，直到2013年我国已建立起166座垃圾焚烧厂。
[0004]然而不断涌现的垃圾焚烧厂也带来多种问题。生活垃圾经过焚烧会产生3%_5%的焚烧飞灰，由于生活垃圾本身成分的复杂性导致焚烧飞灰中含有包括二噁英、重金属在内的众多的有毒有害物质，其中重金属占飞灰总量的0.5%-3%。飞灰不加处理随意堆放，其中的重金属很可能会进入环境，污染土壤、危害水体，并经过土壤、水体等媒介进入生物链，对人体及其他生物造成毒害。
[0005]由此，生活垃圾焚烧飞灰按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014)必须按照危险废弃物处理处置，包括安全填埋、水泥固化、熔融固化、化学药剂螯合稳定化等无害化以及多种减量化、资源化的方法对其进行处理。然而，这些方法中多数仅对飞灰中的有毒有害物质进行暂时性的固化稳定化，并不能确保其中的重金属在外力或者内因地作用下重新进入环境。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于针对以上问题，提供一种从生活垃圾焚烧飞灰本身的特性入手，结合飞灰粒径与其所含重金属间的关系，利用水洗、固化稳定化以及资源化回收利用的技术手段对飞灰进行处理，以期稳定飞灰中的重金属并回收利用部分无害化的飞灰残渣和氯盐的生活垃圾焚烧飞灰的处理方法及其系统。
[0007]本发明的处理方法包括以下处理步骤:
1)筛分:将生活垃圾焚烧后的飞灰与水混合，通过湿式筛分形成小颗粒飞灰和大颗粒飞灰；
2)固定稳定化:将步骤1)中形成的小颗粒飞灰与水泥混合，同时加入螯合剂，小颗粒飞灰中的重金属类与螯合剂反应，生成螯合物从而被稳定化；
3)养护:将稳定化后的飞灰进行压制，形成水泥固化物，对压制成型后的水泥固化物进行养护；
4)深度养护:将初步凝结的水泥固化物进行深度养护； 5)填埋:将深度养护后的水泥固化物安全填埋；
6)反复水洗:将步骤1)中形成的大颗粒飞灰先与水溶液混合，通过反复水洗、沉淀，形成上清液和固液混合物；
7)固液分离:将固液混合物分离形成固化物和液体；
8)沉淀重金属:在液体达到一定量后，加入重金属络合剂使重金属沉淀，过滤后将重金属稳定化填埋；
9)蒸发处理:将固液分离出的液体进行蒸发处理，得到蒸馏水和盐；
10)干燥:对步骤7)中形成的固化物进行干燥；
11)挤压造粒:对干燥后的固化物进行挤压造粒，形成成型的陶粒坯料；
12)恒温保湿养护:对成型的陶粒坯料恒温保湿养护。
[0008]本发明从生活垃圾焚烧飞灰本身的特性入手，结合飞灰粒径与其所含重金属间的关系，其中生活垃圾焚烧飞灰的水洗预处理可将飞灰中的含氯的离子化合物中的氯离子洗脱下来，同时洗脱少量的重金属；过后的蒸发处理则可以收集到前处理中氯离子析出的氯盐，而蒸发出去的水蒸气则可通过冷凝回流装置回到储水池进行循环利用，本发明利用水洗、固化稳定化以及资源化回收利用的技术手段对飞灰进行处理，以期稳定飞灰中的重金属并回收利用部分无害化的飞灰残渣和氯盐。本发明处理体系处理方法简单，对飞灰的氯离子和重金属去除效果显著，减少了飞灰填埋的成本和土地占用，并且处理后的陶粒和飞灰残渣可资源化利用，具有显著经济效益和环保作用。
[0009]本发明步骤1)中的生活垃圾焚烧后的飞灰与水的混合比为1: 5?20。
[0010]本发明步骤2)中的小粒径飞灰与水泥的质量比为15?8: 1，螯合剂总质量为0.1 ?1.0wt%o
[0011 ] 本发明步骤3 )中的养护时间为0.5?2h。
[0012]本发明步骤4 )中的深度养护时间为1?5天。
[0013]本发明步骤6)中的大颗粒飞灰和水溶液质量比为1: 5?20，水洗次数为2?5次。
[0014]本发明步骤8)中的重金属络合剂添加量占总质量的0.1?3%。
[0015]本发明用于处理生活垃圾焚烧飞灰的系统包括第一飞灰储坑，所述第一飞灰储坑通过提升机与第一飞灰储仓连接，所述第一飞灰储仓通过飞灰输送机与电动振动筛连接，所述电动振动筛的小粒径飞灰输出口通过小粒径飞灰输送机与第二飞灰储仓连接，所述第二飞灰储仓通过飞灰螺旋喂料机与混炼机的飞灰输入口连接，所述混炼机还包括水泥输入口和螯合剂输入口，所述混炼机的水泥输入口通过水泥螺旋喂料机与水泥储仓的输出口连接，所述混炼机的螯合剂输入口通过栗与螯合剂溶液箱的输出端连接，所述混炼机的输出端通过养护输送机与压制成型机连接，所述压制成型机通过水平环形输送机与第二飞灰储坑连接；
所述电动振动筛的大粒径飞灰输出口通过大粒径飞灰输送机与水洗池连接，所述水洗池包括混合物输出端、清水输出端、第一进水端和第二进水端，所述水洗池的混合物输出端通过栗与固液分离器的输入端连接，所述水洗池的清水输出端与储水收集池的输入端连接，所述储水收集池的输出端通过栗与水洗池的第一进水端连接；
所述固液分离器的固体输出端通过管道与第三飞灰储仓连接，所述第三飞灰储仓的输出端通过第一干燥飞灰输送机与造粒机连接，所述造粒机的输出端通过第二干燥飞灰输送机与养护室连接；
所述固液分离器的液体输出端通过栗与污水收集池连接，所述污水收集池的输出端通过栗与污水处理池的进水端连接，所述污水处理池还包括稀释液输入端，所述污水处理池的稀释液输入端通过栗与络合剂稀释罐的输出端连接，所述污水处理池的输出端通过栗与含盐废水蒸发器的输入端连接，所述含盐废水蒸发器的输出端通过栗与储水罐的输入端连接，所述储水罐包括第一储水罐输出端、第二储水罐输出端，所述第一储水罐输出端通过栗与电动振动筛的进水端连接；所述第二储水罐输出端通过栗与水洗池的第二进水端连接。
[0016]本发明系统包括六个处理单元及辅助系统，采用“筛分+固化稳定化+水洗+制陶粒”的结合方式对垃圾焚烧飞灰进行处理，结构合理、使用方便。
[0017]本发明所述电动振动筛孔径为30?150 μm。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的处理系统结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]实施例一:
如图1所示，本发明包括第一飞灰储坑1，第一飞灰储坑1通过提升机2与第一飞灰储仓3连接，第一飞灰储仓3通过飞灰输送机4与电动振动筛5连接，电动振动筛5的小粒径飞灰输出口通过小粒径飞灰输送机6与第二飞灰储仓7连接，第二飞灰储仓7通过飞灰螺旋喂料机8与混炼机9的飞灰输入口连接，混炼机9还包括水泥输入口和螯合剂输入口，混炼机9的水泥输入口通过水泥螺旋喂料机10与水泥储仓11的输出口连接，混炼机9的螯合剂输入口通过栗与螯合剂溶液箱12的输出端连接，混炼机9的输出端通过养护输送机13与压制成型机14连接，压制成型机14通过水平环形输送机15与第二飞灰储坑16连接。
[0020]电动振动筛5的大粒径飞灰输出口通过大粒径飞灰输送机17与水洗池18连接，水洗池18包括混合物输出端、清水输出端、第一进水端和第二进水端，水洗池18的混合物输出端通过栗与固液分离器19的输入端连接，水洗池18的清水输出端与储水收集池20的输入端连接，储水收集池20的输出端通过栗与水洗池18的第一进水端连接。
[0021]固液分离器19的固体输出端通过管道与第三飞灰储仓21连接，第三飞灰储仓21的输出端通过第一干燥飞灰输送机22与造粒机23连接，造粒机23的输出端通过第二干燥飞灰输送机30与养护室24连接。
[0022]固液分离器19的液体输出端通过栗与污水收集池25连接，污水收集池25的输出端通过栗与污水处理池26的进水端连接，污水处理池26还包括稀释液输入端，污水处理池26的稀释液输入端通过栗与络合剂稀释罐27的输出端连接，污水处理池26的输出端通过栗与含盐废水蒸发器28的输入端连接，含盐废水蒸发器28的输出端通过栗与储水罐29的输入端连接，储水触29包括弟一储水触输出端、弟—■储水触输出端，弟一储水触输出端通过栗与电动振动筛5的进水端连接；第二储水罐输出端通过栗与水洗池18的第二进水端连接。
[0023]通过如图1所示的处理体系实施的处理方法为: 1)飞灰由提升机从第一飞灰储坑送入第一飞灰储仓。
[0024]2)飞灰由第一飞灰储仓通过飞灰输送机定量输送到电动振动筛中，同时储水罐中通过栗将飞灰与水混合，原始飞灰的含水率为10~40%，在振动筛中湿式筛分，振动筛孔径大小范围为38 μ m，形成小颗粒飞灰与大颗粒飞灰。
[0025]3)振动筛筛分后的小颗粒飞灰与水泥以质量比8:1进入混炼机混合，同时加入总质量0.5wt%的螯合剂，在混炼机中混合均匀，飞灰中的重金属类与螯合剂反应，生成螯合物从而被稳定化。
[0026]4)从混炼机出来的被稳定化后的飞灰，落在养护输送机上进入压制成型机压制成型。
[0027]5)压制成型后的稳定化物在水平环形输送机上养护0.5h，完成水泥初凝过程。
[0028]6)初步凝结的水泥固化物被送到第二飞灰储坑，深度养护2天。
[0029]7)最后，