一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法与装置的制作方法

专利名称：一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及环境工程技术领域，具体为一种将生活垃圾焚烧飞灰资源化、无害化处理的方法与装置。
背景技术：
发展循环经济、建设资源节约型、环境友好型社会，是国家对水泥工业与资源能源密集型产业转变经 济增长方式的基本要求。我国水泥产量由2000年的5. 97亿吨增长到2005年的10. 64亿吨，平均年增长速度 为12. 3%。
随着城市化的不断推进，生活垃圾的产量呈递增趋势。现在，焚烧是世界各国处理垃圾的主要方法 之一，且随着经济的发展，焚烧将显示出前所未有的优势。垃圾焚烧产生飞灰，飞灰的主要化学成分为氯 化物、Ca0、 Si02、 A1A和Fe203等，其中含有较大量的砷、铅、镉、锌等重金属，并且含有一定量的二噁 英，法律明文规定垃圾焚烧飞灰为危险废物。传统的处理焚烧飞灰的方法是进行安全填埋，在填埋前先采 用药剂进行稳定化，因此，国际、国内环保界对于飞灰的稳定化药剂、工艺和设备进行了大量的研究，取 得了很多可喜的成果。
但是安全填埋场是不可再生的资源，终有一天安全填埋场将使用完毕,面对如此大量的垃圾焚烧飞灰， 资源化才是可持续的途径。
随着GB16889—2008标准的实施，卫生填埋的标准大大提高，生活垃圾焚烧将更具有竞争力，生活垃 圾焚烧产业的发展将更加迅速，垃圾焚烧飞灰的产量也将急速增长。如果应对措施不当，垃圾焚烧飞灰的 处理将成为大都市发展中极为棘手的问题。
而根据水泥工业的装备与产业特点，其自身具有消化利用固体工业废渣的巨大潜力。如果能大量利用 工业废渣，可节约原材料和能耗，降低有害气体和粉尘排放，生料系统利用工业废渣可节约原料。经过研 究，水泥窑协同处理工业废物可利用两种技术途径
(1) 水泥窑焚烧可燃废弃物或进行有毒有害废弃物的无害化处理，替代或部分替代化石类燃料或天 然原料；
(2) 工业废渣和工业副产物用于水泥原料配料或作为水泥混合材使用，替代天然原料或水泥熟料。 作为一种工业废渣，焚烧飞灰颗粒微细，比表面积大，其主要化学成分为CaO、 Si02、 A1203和Fe203
等。从理论上分析可以推知焚烧飞灰在水泥生产的资源化方面具有二方面的应用潜力(1) 上海水泥生产的石灰石资源均需外省购入，焚烧飞灰的成分与水泥熟料相近，可以取代水泥原 料节约石灰石、黏土等原材料。
(2) 焚烧飞灰的成分与辅助性胶凝材料矿渣相近，焚烧飞灰可以用作新的辅助性胶凝材料取代水泥 熟料，制备水泥熟料-焚烧飞灰系列水泥，可实现焚烧飞灰的资源化。
但是，采用焚烧飞灰作为水泥原料尚具有几方面的问题需要解决-
(1) 焚烧飞灰中氯含量很高。而在《通用硅酸盐水泥》产品标准中规定氯离子含量不大于O. 06%，这 是一条强制性条款。而现有工艺很难对成品飞灰中的氯含量进行稳定的控制。氯含量过高不但会损害水泥 的品质，而且会在水泥烧化过程中形成堵塞。
(2) 飞灰中的重金属在高温下会气化，随尾气排放至大气中，对大气形成污染。
(3) 飞灰中的二噁英在高温下易挥发，二噁英污染如何有效控制也是非常关键的技术问题。
因此，若能够将垃圾焚烧飞灰用于生产水泥，它可以大量吸纳和处理垃圾焚烧飞灰。如果以每吨水泥 吸纳和处理0.02吨(S卩2X的焚烧飞灰含量)飞灰来计算，上海市的水泥工业每年可以处理焚烧飞灰20万 吨。20万吨/年基本上是目前上海市全年焚烧垃圾所产生的飞灰，也就是说，可以期望上海的水泥生产完 全吸纳垃圾焚烧过程产生的全部飞灰，从而实现垃圾焚烧飞灰的资源化安全处置。这一方面解决了飞灰的 处理问题，另一方面又节约了水泥原料。
而要将垃圾焚烧飞灰用作水泥原料，则必须解决如上提出的技术问题。
因此，目前存在一个亟待解决的技术需求如何妥当的处理垃圾焚烧飞灰制备水泥原料，既能达到无 害化，又能够资源化。

发明内容
本发明的目的是提供一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法与装置，解决现有的技术缺陷，使垃圾焚烧
飞灰无害化与资源化。本发明的技术方案如下
本发明提供了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，包含如下步骤 预湿，向焚烧飞灰中加入水和重金属稳定剂；
制浆，预湿处理后的焚烧飞灰与自来水或者回用水以1: 2 1: 20的比例混合，强力搅拌，形成灰浆； 水洗沉淀，灰浆与自来水或回用水搅拌、混合成为1: 5~1: 20的灰浆，加入压力空气，从水洗池底 部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可溶性盐，停止搅拌，进行沉淀，并排出上清液至排水池； 药剂改性，向水洗沉淀步骤中产生的沉淀中加入重金属高温稳定剂，以l: IO的比例加入水搅拌； 浓縮，以使得药剂改性后约为90%含水率的灰浆含水率降低至70%~90%，排出上清液至该排水池； 脱水，以使浓縮后的灰浆含水率达到35%以下，形成飞灰成品，并排出上清液至排水池；水处理，向排水池中充入C02和絮凝剂，C02与上清液中的重金属离子产生反应，生成化合物，沉
淀为污泥，并使PH值高达11~12的强碱性的上清液得到中性化处理，使其成为PH值6.0~8.5的中性水质； 絮凝剂有助于捕集微小颗粒，增强沉淀能力，加速沉淀过程；
制备水泥，将飞灰成品以1% 10%的比例添加进水泥原料，在水泥回转窑中加热到100(TC 145(TC的 高温，以分解二噁英，并使得在水泥回转窑的高温氧化碱性环境中，抑制二噁英的低温重新生成；飞灰成 品中所含有的重金属高温稳定剂使飞灰成品被加热到100(TC 145(rC时，作用基团对飞灰中的重金属进行 稳定化、矿物化作用，使重金属在煅烧过程中的晶格稳定化，形成稳定的化合物，提高了重金属的沸点， 钝化了挥发性能，使重金属在高温下不易挥发。
本发明的另一个实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，包含如下步骤
预湿，向焚烧飞灰中加入水和重金属稳定剂；
制浆，预湿处理后的焚烧飞灰与自来水或者回用水以1: 2~1: 20的比例混合，强力搅拌，形成灰浆； 水洗沉淀，灰浆与自来水或回用水搅拌、混合成为1: 5~h 20的灰浆，加入压力空气，从水洗池底
部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可溶性盐，停止搅拌，进行沉淀，并排出上清液至排水池； 药剂改性，向水洗沉淀步骤中产生的沉淀中加入重金属高温稳定剂，以l: 10的比例加入水搅拌； 浓縮，以使得药剂改性后约为90%含水率的灰浆含水率降低至70°/r90%，排出上清液至该排水池； 脱水，以使浓縮后的灰浆含水率达到35%以下，形成飞灰成品，并排出上清液至排水池； 水处理，向排水池中充入C02和絮凝剂，C02与上清液中的重金属离子产生反应，生成化合物，沉
淀为污泥，并使PH值高达11~12的强碱性的上清液得到中性化处理，使其成为PH值6.0-8.5的中性水质；
絮凝剂有助于捕集微小颗粒，增强沉淀能力，加速沉淀过程； 填埋，飞灰成品进入卫生填埋场直接进行填埋。
本发明的另一个实施例提供了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，包含 制浆池，使焚烧飞灰与水以l: 2~1: 20的比例混合并强力搅拌，形成灰浆；
水洗池，制浆池经单向阀、灰渣泵和阀门连接至水洗池，使灰浆与水混合为1: 5~1: 20的灰浆，由 连接到水洗池的鼓风机加入压力空气，充分搅拌，以溶解灰浆中的可溶性盐，之后沉淀，并产生上清液； 经由与水洗池连接的药剂罐向上清液排出完毕的该灰浆中加入重金属高温稳定剂以对灰浆进行药剂改性；
浓縮池，水洗池经单向阀、泵和阀门连接至浓縮池，以使灰浆进入浓缩池中进行浓縮，使灰浆含水率 降低到70~90%;
脱水机，浓縮池底部经单向阀、泵和阀门连接到脱水机，以使浓縮后的灰浆进入脱水池中进行脱水， 形成含水率35%以下的飞灰成品；
水泥回转窑，脱水机与水泥回转窑连接，飞灰成品以1%~10%的比例在7正泥回转窑中添加进水泥原料，
6被加热到ioo(rcri45(rc的高温，分解二噁英，并在水泥回转窑的高温氧化碱性环境中，抑制二噁英的低
温重新生成。
本发明的优点是
(1) 由于进行了无害化处理，使得处理后的飞灰成品中的氯含量降低至0.022%以下，在一定的搀合 比例下，使得水泥成品符合了国家标准的强制要求。与此同时，由于飞灰成品的氯含量很低，避免了水泥 窑的堵塞问题。
(2) 由于在无害化处理中采用了重金属高温稳定剂，飞灰中的重金属在高温下的挥发性能发生很大 改变，大大减少了飞灰资源化过程中向环境中所排放的重金属，使得更具环境效益；另外，可以使得处理 后的飞灰符合GB16889—2008标准中关于飞灰进入生活垃圾填埋场的规定，所以飞灰处理也可以作为进入 生活垃圾填埋场的稳定化工艺。
(3) 处理后的飞灰成品含水量在30%以下，不会大量的消耗燃料，进入温度高达140(TC的水泥转窑 后，含有二噁英等有机污染物的气体经过碱性环境，停留时间超过10秒，使得二噁英得以完全分解。
(4) 飞灰处理过程中产生的废水得以妥善处理。本发明通过在无害化处理中通入C02气体进行碳化反 应沉淀，再加入重金属絮凝剂稳定处理后，其产生的上清液满足《上海市污水综合排放标准》
(DB31/199-1997)中第一类污染物最高容许排放浓度要求，其他类符合三级排放标准。
利用本发明可以妥善的大量处理城市生活垃圾焚烧中产生的飞灰，具有良好的环境效益和一定的经济 效益，与传统的填埋相比较，具有可持续的特点，符合循环经济的思想；与现有工艺相比，在安全性、系 统性、经济性、批量生产等方面有明显的进步。


下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式
的详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显 而易见。
图1为本发明垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法示意图； 图2为本发明垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置示意图。
具体实施例方式
为了更进一歩了解本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图示仅提供参 考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1所示，为本发明垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法示意图。IOI焚烧生活垃圾，产生焚烧飞灰， 首先对焚烧飞灰进行102预湿处理，加入水和重金属稳定剂，以达到控制扬尘和防止重金属离子分离至大气中的作用。预湿后的焚烧飞灰输送至制浆池进行103制浆；制浆的方法是将焚烧飞灰与自来水或者回 用水以l: 2~1: 20的比例混合，混合后用带浆叶的搅拌机强力搅拌5~60分钟形成灰桨。在步骤104,灰 浆由灰渣泵送入水洗池，在这里进行水洗沉淀步骤105:使灰浆与自来水或回用水搅拌、混合成为l: 5~1: 20的灰浆，加入压力空气，从水洗池底部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可溶性盐，这称为一次洗 涤。 一次洗涤完成后，停止搅拌，进行一次沉淀，沉淀过程中分批排出上清液，直到液位到达指定位置； 沉淀所排出的上清液进入排水池进行水处理110。然后，再次向水洗池注入自来水或回用水，进行二次洗 涤与二次沉淀，过程同一次洗涤与一次沉淀。该洗涤沉淀步骤反复进行1~6次。之后进行药剂改性106: 向上清液排出完毕的灰桨屮加入重金属高温稳定剂，本发明采用药剂的湿法投加方式，重金属高温稳定剂
从进料斗投加进药剂罐，以l: IO的比例加入自来水搅拌，形成的混合物经泵投加进水洗池，在这里重金
属高温稳定剂对灰浆进行药剂改性。药剂改性后的灰浆含水率约为90%,之后，灰浆经泵输送至重力浓縮 池进行浓縮107，在重力浓缩池中经过1~5小时浓縮处理之后，使灰浆含水率降低到70~90%。自浓縮池 底部排出的灰浆由渣泵输送入脱水机进行脱水108;自浓縮池排出的上清液进入排水池进行水处理110。 脱水步骤完成后，形成含水率35%以下的飞灰成品。脱水机可以选择真空脱水机、离心式脱水机、带式脱 水机、压滤式脱水机等。本发明采用带式真空过滤机。
经上述无害化处理后的飞灰成品可以达到GB18598—2008关于飞灰的入场标准,可以直接进入卫生填 埋场，如歩骤112所示，填埋飞灰成品。
更进一步，为了飞灰资源化，飞灰成品可以输送至水泥厂制备水泥，如步骤109所示，飞灰成品以 1%~10%的比例添加进水泥原料，以飞灰成品为部分水泥原料在水泥回转窑中制备水泥。在这里，飞灰成 品被水泥回转窑加热到100(TC 145CTC的高温，分解了其中的二噁英，而且在水泥回转窑的高温氧化碱性 环境中，有效抑制了二噁英的低温重新生成。
经无害化处理后的飞灰成品中，氯含量大大降低，因此不会在制备水泥109的步骤中形成堵塞。制备 产生的水泥含氯量低，在本发明送检的两份样品中，氯含量均降至0.022%以下，符合《通用硅酸盐水泥》 产品标准中规定的氯离子含量不大于0.06%的强制性条款。
因为在水洗沉淀步骤105中加入了重金属高温稳定剂，所以，当飞灰成品在制备水泥的步骤109中被 水泥回转窑加热到100trC 145(TC的高温时，利用作用基团对飞灰中的重金属进行稳定化、矿物化作用， 即可实现重金属在煅烧过程中的晶格稳定化，与其它物质形成稳定的化合物，提高了重金属的沸点，钝化 了挥发性能，使其在高温下不易挥发，大大减少了焚烧飞灰资源化过程中向环境中所排放的重金属。
水处理步骤110为向排水池中充入C02和絮凝剂，C02和上清液中的重金属离子产生反应，生成化
合物，沉淀到污泥中，使得上清液中的重金属含量大大降低，使其达到排放标准。污泥中含有较多的重金
属，本发明将其作填埋处理1U。另外，C02使得PH值高达11~12的强碱性的上清液得到中性化处理，使得上清液的PH值调至6.0 8.5的中性水质。絮凝剂有助于捕集微小颗粒，增强了沉淀的能力，加速了沉淀 过程。本发明采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺。
由上述可见，焚烧飞灰的无害化处理过程中产生的废水已经得以妥善处理。本发明通入C02气体进行
碳化反应沉淀，再加入重金属絮凝剂稳定处理后，其产生的回用水或排放水满足《上海市污水综合排放标 准》(DB31/199-1997)中第一类污染物最高容许排放浓度要求，其他类符合二级排放标准，做到了废水无 害化处理。
图2为本发明垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置示意图。包含制浆池201;经单向阀、灰渣泵和阀门与 制浆池201相连的水洗池203;与制浆池201、水洗池203相连接的蓄水池202;连接到水洗池203的鼓风 机204和药剂罐205;水洗池203经单向阀、泵和阀门连接到浓縮池206;浓縮池可以为重力浓縮池；水 洗池203经阀门连接到排水池207;浓縮池206经阀门与排水池207连接，排水池207经阀门与制浆池201 、 水洗池203分别相连浓縮池206经单向阀、泵和阀门连接到脱水机208，脱水机208与水泥回转窑209 连接。
在制浆池201中加入自来水或者回用水，使焚烧飞灰与水以1: 2~1: 20的比例混合，混合后用带浆
叶的搅拌机强力搅拌5~60分钟形成灰浆。
灰浆经申-向阀、灰渣泵和阀门输送到水洗池203，进行水洗沉淀使灰浆与自来水或回用水搅拌、混 合成为l: 5~1: 20的灰浆，加入压力空气，从水洗池203底部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可
溶性盐，这称为一次洗涤。 一次洗涤完成后，停止搅拌，进行一次沉淀，沉淀过程中分批排出上清液，直
到液位到达指定位置；沉淀所排出的上清液经阀门输入排水池207以进行水处理。然后，再次向水洗池203 注入自来水或回用水，进行二次洗涤与二次沉淀，过程同一次洗涤与一次沉淀。该洗涤沉淀步骤反复进行 1~6次。之后在水洗池203中进行药剂改性向上清液排出完毕的灰浆中加入重金属高温稳定剂，本发明 采用药剂的湿法投加方式，重金属髙温稳定剂从进料斗投加进药剂罐205，以l: IO的比例加入自来水搅 拌，形成的混合物经泵投加进水洗池203，在这里重金属高温稳定剂对灰浆进行药剂改性。药剂改性后的 灰浆含水率约为卯％。
灰浆经单向阀、泵和阀门输送至浓縮池206进行浓縮，在重力浓缩池中经过1 5小时浓缩处理之后， 使灰浆含水率降低到70~90%。自浓縮池206的底部排出的灰浆由单向阀、渣泵和阀门输送入脱水机208 进行脱水；自浓缩池206排出的上清液经阀门进入排水池207进行水处理。脱水步骤完成后，形成含水率 35%以下的飞灰成品。
脱水机208可以选择真空脱水机、离心式脱水机、带式脱水机、压滤式脱水机等。本发明采用带式真 空过滤机。
经上述处理后的飞灰成品可以达到GB18598—2008关于飞灰的入场标准，可直接进入卫生填埋场210。
9飞灰成品可以用来制备水泥，由脱水机输送至水泥回转窑209以制备水泥，飞灰成品以1%~10°/。的比 例添加进水泥原料，以飞灰成品为部分水泥原料在水泥冋转窑209中被加热到100(TC 145(rC的高温，分 解了其中的二噁英，而且在水泥回转窑209的高温氧化碱性环境中，有效抑制了高温分解二噁英的低温重 新生成。
经无害化处理后的飞灰成品中，氯含量大大降低，因此不会在制备水泥的过程中形成堵塞。制备产生 的水泥含氯量低，在本发明送检的两份样品中，氯含量均降至0.022%以下，符合《通用硅酸盐水泥》产 品标准中规定的氯离子含量不大于0.06%的强制性条款。
排水池207中进行水处理时，向排水池207中充入CO2和絮凝剂，C02和上清液中的重金属离子产生 反应，生成化合物，沉淀到污泥中，使得上清液中的重金属含量大大降低，使其达到排放标准。污泥中含 有较多的重金属，本发明将其填埋。另外，C02使得PH值高达11 12的强碱性的上清液得到中性化处理， 使得上清液的？11值调至6.0~8.5的中性水质。絮凝剂有助于捕集微小颗粒，增强了沉淀的能力，加速了沉 淀过程。本发明采用的絮凝剂为聚丙烯酰胺。
由上述可见，焚烧飞灰的无害化处理制备水泥的过程中产生的废水已经得以妥善处理。本发明通入 C02气体进行碳化反应沉淀，再加入重金属絮凝剂稳定处理后，其产生的上清液满足《上海市污水综合排 放标准》(DB31/199-1997)中第一类污染物最高容许排放浓度要求，其他类符合三级排放标准，做到了废 水无害化处理。
我们对本发明进行实验，本发明所制备的水泥两份样本浸出毒性现场取样分析监测数据，如下表1:
表1水泥浸出毒性数据单位ppm
样品编号1#2#检出限危废鉴别标准
项目 ^
汞(浸出液)ND0.0000100細0050.05
砷(浸出液)NDND0扁1.5
六价铬(浸出液)0.3050.448'0細1.50
总铬(浸出液)0.3580.4690細10
铅(浸出液)NDND0扁5
镉(浸出液)NDND0.0010.30
镍(浸出液)NDND0.01010
氯化物(浸出液)NDND10—
苯并(a)芘(浸出液)NDND0扁0060扁03
注危险废物鉴别标准GB 5085.3—1996
由此可见，使用本发明制备的水泥经过浸出试验，存在于水泥中的汞、砷、六价铬、总铬、铅、镉、 镍、氯化物、苯并(a)芘等污染物，其浸出浓度远低于危险废物鉴别标准，甚至于大部分不能检出(表 巾ND所标出的为不能检出)。这验证了前述本发明的无害化处理焚烧飞灰的方法对重金属污染物能有效稳定、固化，并降低了氯含量。
表2为本发明方法制备水泥过程中，在水泥回转窑排气口检测的二噁英含量:
表2水泥制备过程中二噁英含量
检测项目样品描述二噁英含量(ngTEQ/m3)参考标准限值
未添加本发明飞灰成品时的排放值10.052
添加2%本发明飞灰成品样品1时的排放值20.0410.1
添加20/。本发明飞灰成品样品2时的排放值30.021
由上表数据可见，本发明产生的2份飞灰样品通过水泥回转窑高温煅烧，在工业实验现场取样烟气中 二噁英浓度为0.021~0.041ng TEQ/m3，不仅低于参考标准限制0.1，更低于未添加本发明飞灰成品时的排 放值0.052，这说明，水泥回转窑高温煅烧不仅能有效分解飞灰中的残存二噁英，而且在水泥窑的高温氧 化碱性环境中，也具有有效抑制高温分解二噁英重新低温生成的机制与工况环境。
表3为本发明制备的水泥样本A和B的氯离子含量、3天抗折强度、28天抗折强度、3天抗压强度、28 天抗压强度实验结果
表3送检水泥熟料A， B的强度
样品名称普通硅酸盐水泥32.5样品编号SW06-0349检测项目检测结果本产品标准单项判定
样本A 样本B氯离子，％0扁0扁0.06合格
3天抗折强度，MPa7.17.3合格
28天抗折强度，MPa9.39.325.5合格
3天抗压强度，MPa36.236.5211.0合格
28天抗压强度，MPa63.865.5232.5合格
检验结论本样品以上检验项目合格注硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥标准GB 175_1999
根据表3数据，本发明方法所制备的水泥样品A的3天抗折强度为7.1MPa，水泥样品B的3天抗折 强度为7.3MPa,均高于标准值2.5;水泥样品A和水泥样品B的28天抗折强度为9.3MPa，均高于标准值 5.5;水泥样品A的3天抗压强度为36.2MPa，水泥样品B的3天抗压强度为36.5MPa，均高于标准值11.0; 水泥样品A的28天抗压强度为63.8MPa，水泥样品B的28天抗压强度为65.5MPa，均高于标准值32.5。 同时，水泥样品A的氯离子浓度为0.016%,水泥样品B的氯离子浓度为0.018%，远低于标准中氯离子浓 度必须^0.06%的要求。
应当理解的是，上述对实施例的详细说明仅为了理解本发明，对本领域普通技术人员而言，可以根据 上述说明加以改进或变换，例如所产生的飞灰成品可以不作为水泥原料的一部分进入水泥回转窑中烧制水 泥，也可以直接作为骨料掺合入水泥的熟料来制备水泥，或者也可以作为骨料制作混凝土，所有达到此目 的的改进和变跌都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
1权利要求
1. 一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，其特征在于，包含如下步骤预湿，向焚烧飞灰中加入水和重金属稳定剂；制浆，该预湿处理后的焚烧飞灰与自来水或者回用水以12～120的比例混合，强力搅拌，形成灰浆；水洗沉淀，该灰浆与自来水或回用水搅拌、混合成为15～120的灰浆，加入压力空气，从水洗池底部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可溶性盐，停止搅拌，进行沉淀，并排出上清液至排水池；浓缩，使含水率大于90％的灰浆含水率降低至70％～90％，排出上清液至该排水池；脱水，使该浓缩后的灰浆含水率达到35％以下，形成飞灰成品，并排出上清液至排水池；水处理，向该排水池中充入CO2或酸，使PH值高达11～12的强碱性上清液成为PH值6.0～8、5的中性水体；然后加入絮凝剂，以加速沉淀过程；制备水泥，将该飞灰成品以1％～10％的比例添加进水泥原料，在水泥回转窑中加热到1000℃～1450℃，以分解二噁英，并使得在水泥回转窑的高温氧化碱性环境中，抑制二噁英的低温重新生成；该飞灰成品中所含有的重金属高温稳定剂使该飞灰成品被加热到1000℃～1450℃时，作用基团对飞灰中的重金属进行稳定化、矿物化作用，使该重金属在煅烧过程中的晶格稳定化，形成稳定的化合物，提高了重金属的沸点，钝化了挥发性能，使该重金属在高温下不易挥发。
2. 如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，其特征在于，该絮凝剂为聚丙烯酰胺。
3. 如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，其特征在于，该强力搅拌进行5 60分钟。
4. 如权利要求1所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，其特征在于，该水洗沉淀的歩骤包含在水洗沉淀执行完毕之后，再次将沉淀物与自来水或回用水搅拌、混合成为1: 5~1: 20的灰浆，加入压力空气，从水洗池底部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可溶性盐，停止搅拌，进行沉淀，并排出上清液至排水池，该水洗沉淀步骤反复进行1 6次。
5. —种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，其特征在于，包含如下步骤预湿，向焚烧飞灰中加入水和重金属稳定剂；制浆，该预湿处理后的焚烧飞灰与自来水或者回用水以1: 2~1: 20的比例混合，强力搅拌，形成灰浆；水洗沉淀，该灰浆与自来水或回用水搅拌、混合成为1: 5~1: 20的灰浆，加入压力宇气，从水洗池底部曝气形成充分的搅拌，以溶解飞灰中的可溶性盐，停止搅拌，进行沉淀，并排出上清液至排水池浓缩，使含水率大于90%的灰浆含水率降低至70% 卯％,排出上清液至该排水池；脱水，使该浓縮后的灰浆含水率达到35%以下，形成飞灰成品，并排出上清液至排水池；水处理，向该排水池中充入C02或酸，使PH值高达11~12的强碱性上清液成为PH值6.0-8.5的中性水体；然后加入絮凝剂，以加速沉淀过程；填埋，成品飞灰进入生活垃圾填埋场直接进行填埋。
6. —种垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于，包含制浆池，使该焚烧飞灰与水以l: 2~1: 20的比例混合并强力搅拌，形成灰浆；水洗池，该制浆池经单向阀、灰渣泵和阀门连接至该水洗池，使灰浆与水混合为l: 5~1: 20的灰浆，由连接到该水洗池的鼓风机加入压力空气，充分搅拌，以溶解该灰浆中的可溶性盐，之后沉淀，并产生上清液；经由与该水洗池连接的药剂罐向上清液排出完毕的该灰浆中加入重金属高温稳定剂以对灰浆进行药剂改性；浓縮池，该水洗池经单向阀、泵和阀门连接至该浓縮池，以使该灰浆进入该浓縮池中进行浓縮，使灰浆含水率降低到70~卯％;脱水机，该浓缩池底部经单向阀、泵和阀门连接到该脱水机，以使浓縮后的该灰浆进入该脱水池中进行脱水，形成含水率35%以下的飞灰成品；水泥回转窑，该脱水机与该水泥回转窑连接，该飞灰成品以％~10%的比例在该水泥回转窑中添加进水泥原料，被加热到100(TC 145(rC的高温，分解二噁英，并在该水泥回转窑的高温氧化碱性环境中，抑制二噁英的低温重新生成。
7. 如权利要求6所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于，还包含排水池，该水洗池经阀门连接到该排水池，以使得该水洗池所排出的该上清液在该排水池中处理得到回用水；该浓縮池经阔门连接至该排水池，以使得该浓縮池所排出的该上清液在该排水池中处理得到回用水；该排水池经阀门与该制浆池、该水洗池分别相连，以使得该回用水注入至该制浆池与该水洗池中得到废水利用。
8. 如权利要求7所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于，该脱水机为如下之一真空脱水机、离心式脱水机、带式脱水机、压滤式脱水机。
9. 如权利要求8所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于，该浓縮池为重力浓縮池。
10. 如权利要求9所述的垃圾焚烧飞灰无害化处理的装置，其特征在于，还包含蓄水池，与该制浆池、该水洗池相连接，以注入水。
全文摘要
本发明提出了一种垃圾焚烧飞灰无害化处理的方法，包含预湿；制浆，飞灰与水以1∶2～1∶20的比例混合、搅拌，形成灰浆；水洗沉淀，溶解飞灰中的可溶性盐；药剂改性；浓缩，使灰浆含水率降低至70％～90％；脱水，使灰浆含水率达到35％以下；水处理，充入CO₂或酸，使pH值高达11～12的强碱性的上清液成为pH值6.0～8.5的中性水质；加入絮凝剂，捕集微小颗粒，加速沉淀过程；制备水泥，将飞灰成品在水泥回转窑中加热到1000℃～1450℃的高温，分解二噁英，并抑制其低温重新生成；提高重金属的沸点，钝化挥发性能。
文档编号C04B7/26GK101462835SQ20081004234
公开日2009年6月24日 申请日期2008年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者吴奇方, 唐正飞, 汪喜生, 敏 蒲, 邹庐泉, 钱光人 申请人:上海市固体废物处置中心;上海大学;上海城投环境投资有限公司