一种处理垃圾焚烧飞灰的方法与流程

本发明涉及一种处理垃圾焚烧飞灰的方法，尤其涉及一种处理镉、铅、铬复合污染生活垃圾焚烧飞灰的方法，使其中的镉、铅、铬生成稳定的化合物，不会随生活垃圾填埋场中的酸性渗滤液溶出，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008)，属于垃圾焚烧飞灰处置领域。

背景技术：

城市生活垃圾焚烧是我国垃圾处置的重要手段。据统计，2011年全国城市垃圾焚烧量为2599.3万吨，如按飞灰量为焚烧垃圾量3％估算，全国年产生78万吨飞灰。生活垃圾焚烧飞灰已被列入《国家危险废物名录》2016，属于环境治理业，hw18焚烧处置残渣。生活垃圾焚烧飞灰中含有大量对生态环境有害的重金属，例如铅、镉、铬等。重金属的危害在于它不能被微生物分解且能在生物体内富集或形成其它毒性更强的化合物，通过食物链它们会最终对人体造成危害。因此，为防止生活垃圾焚烧飞灰对环境和人类构成威胁，必须进行妥善处理。根据《国家危险废物名录》2016生活垃圾焚烧飞灰有两种处置方式，一种是满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008)中6.3条要求，进入生活垃圾填埋场填埋；另一种是满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(gb30485-2013)，进入水泥窑协同处置。受限于国内水泥窑协同处置设施数量和处理能力的限制。

目前，国内绝大部分飞灰是通过固化/稳定化处理后，进入生活垃圾填埋场填埋。常用的化学稳定化稳定剂主要有二价铁、硫化物、磷酸盐、有机螯合剂和高分子螯合剂等。发明专利cn106316307a指出固化稳定化处理方法中，水泥固化与玻璃固化、有机固化等相比，具有成本低，应用方便的优点，已在国内外的危险废物填埋处置方面广泛应用且技术成熟。但此方法存在对zn²⁺、pb²⁺等部分二价两性重金属阳离子和高价重金属阴离子团如cro4^2-等固化稳定束缚效率低的问题。两性金属zn²⁺、pb²⁺在高ph值条件下会形成锌酸盐或者铅酸盐而由沉淀转化成可溶解的盐，而高价重金属的阴离子团如cro4^2-等在高碱性的环境中具有很高的迁移性。据此，该专利发明了一种以矿渣、熟料、碱性激发剂、羟基磷灰石为主要成分的复合钝化剂配方用于飞灰的稳定化处理，但该发明专利的飞灰质量与复合钝化剂的质量比为3～6，即药剂添加比例为16.7～33.3％,添加比例较高，大大增加了运输和填埋成本。发明专利但该发明专利的飞灰质量与复合钝化剂的质量比为3～6，即药剂添加比例为16.7～33.3％，添加比例较高，大大增加了运输和填埋成本。发明专利(cn106178385a)提出了一种硫化钠和硫酸亚铁作为复合稳定剂，将氢氧化钠和水玻璃作为复合激发剂，应用此两种配方可以使飞灰固化后重金属浸出浓度满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》gb5085.3-2007，但实际上该药剂对cr的效果在实施例1中并未得到体现，且实施例1中的pb浸出浓度未能满足《危险废物填埋场污染控制标准》gb18598-2001要求(pb<5mg/l)。因此，一种高效的且能同时稳定飞灰中铅、镉、铬的处理方法是迫切需要的。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明一种处理垃圾焚烧飞灰的方法，解决现有的飞灰稳定剂、固化剂或螯合剂处理镉、铅、铬复合污染生活垃圾焚烧飞灰的效果不佳或药剂添加比例过大的难题，同时提升对六价铬的稳定化效果。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种处理垃圾焚烧飞灰的方法，包括如下步骤：

1)取垃圾焚烧飞灰，向垃圾焚烧飞灰中加入铁基还原剂，搅拌，混合均匀；其中，铁基还原剂包括铁粉，铁基还原剂的添加量为垃圾焚烧飞灰总质量的0.5-5％；

2)向步骤1)处理后的垃圾焚烧飞灰中加入有机硫螯合剂和水，搅拌均匀，养护。

采用这样的方法，通过铁基还原剂，可将垃圾焚烧飞灰中的六价铬还原，形成三价铬，而垃圾焚烧飞灰本身呈碱性，在添加水的情况下形成碱性环境，三价铬与氢氧根离子结合，形成cr(oh)3沉淀，从而实现稳定化，达到无害化处理目的；通过有机硫螯合剂的添加，可将飞灰中的镉和铅等重金属转化成稳定的螯合物沉淀，从而达到无害化处理目的。整个处理过程中，投入的固体药剂量小，处理后飞灰体量增加幅度小，不会增大填埋压力。

进一步地，所述垃圾焚烧飞灰为生活垃圾焚烧飞灰，更进一步地，所述垃圾焚烧飞灰为镉、铅、铬复合污染生活垃圾焚烧飞灰，包含铬、铅、镉等污染物。

步骤1)中，所述铁基还原剂还包括硫酸亚铁和氯化亚铁中的一种或两种。亚铁离子对六价铬也具有一定还原能力，且为水溶性物质，处理过程中，可溶于水中，渗入飞灰颗粒内部，与六价铬充分接触反应，进一步提升稳定化效果，亚铁离子与铁粉相互协同作用，相比现有技术，可大幅提升对六价铬的稳定效果。优选地，所述铁基还原剂还包括硫酸亚铁。

步骤1)中，所述铁基还原剂的添加量为垃圾焚烧飞灰总质量的1-3％。

步骤1)中，搅拌时间为30-60s。

步骤1)中，铁基还原剂和垃圾焚烧飞灰通过混炼机搅拌混合。

步骤2)中，所述有机硫螯合剂的添加量为垃圾焚烧飞灰总质量的0.5-3％，水的添加量为垃圾焚烧飞灰总质量的20-30％。优选地，所述有机硫螯合剂的添加量为垃圾焚烧飞灰总质量的1-2％，水的添加量为垃圾焚烧飞灰总质量的24-26％。

步骤2)中，先将所需添加的有机硫螯合剂用所需添加量的水溶解，然后将获得的有机硫螯合剂水溶液加入步骤1)处理后的垃圾焚烧飞灰中。这样将有机硫螯合剂预配制成水溶液，可使得有机硫螯合剂与垃圾焚烧飞灰混合更为充分，提高处理质量。

作为一种替代方案，步骤2)中，可先称取所需添加量的有机硫螯合剂，然后加水稀释，获得浓度为2.5-10％的有机硫螯合剂水溶液，然后将该有机硫螯合剂水溶液全部加入到垃圾焚烧飞灰中。

步骤2)中，所述有机硫螯合剂包括福美钠(二甲基二硫代氨基甲酸钠)、tmt(三巯基三嗪三钠盐)中的一种或两种。

步骤2)中，搅拌时间为3-5min。优选为4-5min。

步骤2)中，养护时间为3天或3天以上。优选为3天以上。

采用铁基还原剂和有机硫螯合剂对镉、铅、铬复合污染生活垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理，治理后生活垃圾焚烧中的镉、铅、铬，不会随生活垃圾填埋场中的酸性渗滤液溶出，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008)。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)稳定化效果好，相比现有技术，可有效提升对六价铬的稳定效果，六价铬的稳定率可达95.7％以上；

(2)处理过程中，投入的固体药剂量小，飞灰体量增幅小，相比现有技术，可降低处理后的填埋压力；

(3)工艺流程简单，通过两步即可实现对铬、铅、镉等污染物的稳定化处理。

附图说明

图1是本发明第一种实施方式的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合广州某生活垃圾焚烧发电厂的具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。具体工艺流程如下(图1)：

a)通过螺旋给料机和计量装置，准确称取800kg生活垃圾焚烧飞灰进入混炼机；

b)通过螺旋给料机和计量装置，准确输送16kg(2％)铁粉至混炼机，搅拌1min；

c)通过计量泵，准确输送16kg(2％)液体福美钠至3#料仓；

d)通过计量泵，准确输送200kg(25％)的工艺水至3#料仓；

e)将3#料仓中的福美钠溶液添加至混料机，搅拌4min，下料，养护3天后，取样检测。

在稳定运行前，取1个未处理的飞灰样品作为对照样，稳定化处理，且养护结束后，取3个固化块样品(固化块1#，2#，3#)，根据《固体废物浸出毒性醋酸缓冲溶液法》hj/t300制备浸出液，然后测定浸出液中镉、铬、铅浓度，其结果如表1所示。经过2％的铁粉和2％的液体福美钠处理后的飞灰样品，浸出浓度均低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008)要求。

表1添加稳定化处理效果对比

以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。