一种飞灰水洗拌和生物质焚烧脱毒的方法与流程

本发明涉及环保领域，尤其是一种飞灰水洗拌和生物质焚烧脱毒的方法。

背景技术：

1、目前，垃圾焚烧发电是处理生活垃圾的最佳途径和主要发展方向，但在垃圾焚烧过程中会产生相当量的生活垃圾焚烧飞灰。而生活垃圾焚烧飞灰中含有二噁英和重金属等有毒有害物质，会造成水体和土壤的污染，对环境和人类健康造成严重危害。

2、飞灰是指在垃圾焚烧发电厂烟气净化系统收集而得的残余物，含有大量的重金属和二噁英等有毒有害物质，世界卫生组织国际癌症研究中心将二噁英确定为一级致癌物。我国《国家危险废物名录》已将垃圾焚烧飞灰规定为编号hw18的危险废物。

3、随着大量的垃圾焚烧电厂的建立和运行，垃圾焚烧产生的飞灰也呈逐年增长的趋势。飞灰中含有大量的有毒、有害物质，其中重金属有pb、cr、cd、cu、zn、hg等，还有二噁英等剧毒有机物。在特定的条件下飞灰中的这些重金属和二噁英等会渗滤出来，造成水体和土壤的污染，对环境和人们的生活造成严重的影响，因此也受到了国内外的普遍关注。

4、飞灰危害主要表现为：二噁英和重金属污染。飞灰中含有二噁英类物质，包括多氯二苯并二噁英（pcdds）和多氯二苯并呋喃（pcdfs），是一种剧毒物质，万分之一甚至亿分之一克的二噁英就会给健康带来严重的危害。它的致癌性极强，是氰化物的130倍，是砒霜的900倍，有“世纪之毒”之称。

5、飞灰中含有大量高浸出毒性的重金属及其化合物，主要有cr6+、pb2+、zn2+、cu2+等。重金属严重污染土壤、水源等，对人体也有极大的毒性。其毒性主要表现为慢性中毒，导致脑病变、影响孩童发育、贫血、慢性肾衰竭以及致癌等。如何能够把这些大量有毒有害的飞灰进行无害化的处理也就成了一个亟待解决的问题。

6、截至2020年底，据估算，浙江省垃圾焚烧发电厂76座，浙江省超过占全国垃圾发电项目市场13.4%。因此急需对飞灰进行无害化处理及资源综合利用。

7、目前国际上最普遍的垃圾焚烧飞灰处理方法是固化后填埋。填埋处理既浪费土地资源，飞灰主要是以螯合技术进行处理，螯合后的飞灰各项指标满足标准后进入生活垃圾填埋场进行填埋。现有螯合技术存在螯合效果不稳定的情况，进入填埋场后需要长期进行跟踪。不能从根本上解决飞灰中二噁英和重金属的解毒问题，并且；此外，还需占用填埋场地，浪费土地资源。因此，迫切需要一种更为有效的飞灰无害化处置方法对飞灰中的二噁英、重金属进行有效处理。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种飞灰水洗拌和生物质焚烧脱毒的方法。

2、一种飞灰水洗拌和生物质焚烧脱毒的方法，其操作步骤为：

3、s1：水洗工序

4、密封罐车运输的飞灰，气力输送至密封料仓；料仓底部安装螺旋，将飞灰定量输送至制浆池；制浆池上部为硫酸钠溶解罐，罐内有飞刀搅拌装置；

5、制浆池配置好的灰浆通过泥浆泵，送至一级水洗池；在一级水洗池内，将飞灰、碳酸钠溶液混合搅拌，飞灰：碳酸钠的比例为1~10：5~30，搅拌；一级水洗池上部设置溢流口，静置后的水溶液溢流到污水处理池；静置后灰浆采用泥浆泵，送到板框压滤机压滤成泥饼后，再通过皮带输送至二级水洗池；

6、二级水洗池的水采用清水，二级水洗池上部设置溢流口，静置后的水溶液溢流到一级水洗池；静置后灰浆采用泥浆泵，送到板框压滤机压滤成泥饼后，再通过皮带输送至三级水洗池；

7、三级水洗池的水采用清水，三级水洗池上部设置溢流口，静置后的水溶液溢流到二级水洗池；静置后灰浆采用泥浆泵，送到板框压滤机压滤成泥饼后，再通过皮带输送至焚烧车间；

8、一级漂洗后的水洗废水，进入污水处理单元，加入重金属螯合剂，其中，金属螯合剂的比例为0.5~1.5%；沉淀后的上清液，溢流进入待蒸发水池；待蒸发池的清水进入三效蒸发，制得混合工业盐；

9、s2：焚烧段工艺

10、采用齿辊破碎机将三级水洗后的泥饼破碎至1~5mm；在破碎后的泥饼中掺入5~30%的助燃物，将混合好的物料放入立式焚烧炉，上部点火焚烧，下部抽气；烧结后的无机危废导入密闭料仓，料仓外部采用水套，急冷至室温；烧结物料与冷水套交换产生的热水供给工业园区；冷却后的飞灰由于经过高温烧结，作为建筑材料水泥使用。

11、所述的重金属螯合剂的制备方法为：

12、按照质量份数，将240-260份的空心玻璃微珠，1000-1640份水，2-7份端巯基硅烷偶联剂加入反应釜中，60-70℃搅拌50-100min，过滤，烘干，得到含巯基硅烷空心玻璃微珠；

13、按照质量份数，称取10-18份烯丙基硼酸频哪醇酯，3-7份4-丙烯基硫代氨基脲，200-220份甲苯和3-6份甲醇钠，升温至50-60℃反应1-3h，再加入100-120份含巯基硅烷空心玻璃微珠，反应温度为70-80℃，反应时间为2-5h，过滤，烘干，得到重金属螯合剂。

14、所述的s1中制浆池内水：飞灰的比例控制为1:1~3:1。

15、所述的s1中制浆池中硫酸钠浓度为5~30%，按照飞灰中的钙含量确定，确定的原则是保持钠与钙的摩尔比为2:1。

16、所述的s1中一级水洗池的搅拌采用浆叶方式，搅拌时间为5~15min；然后静置10~20min。

17、所述的s1中二级水洗池的水与泥饼的比例控制为0.5:1~1.5:1。

18、所述的s1中三级水洗池的水与泥饼的比例控制为1:1~2:1。

19、所述的s2中助燃物包括碎布、碎纸、秸秆、果壳、谷壳、活性炭、木屑、碎木头、树叶。

20、所述的s2中立式焚烧炉上部温度控制为1000~1100℃，下部抽气调节抽气压力5-10秒。

21、所述的含巯基硅烷偶联剂包括γ-巯丙基三甲氧基硅烷、γ-巯丙基甲基二甲氧基硅烷和γ-巯丙基三乙氧基硅烷中的一种或两种以上的组合。

22、反应机理：

23、烯丙基硼酸频哪醇酯， 4-丙烯基硫代氨基脲分别与含巯基硅烷空心玻璃微珠进行迈克尔加成反应，将氨基脲，硼酸酯接枝到空心玻璃微珠表面，可以作为重金属螯合剂使用。

24、技术效果：

25、本发明能经济有效解决飞灰中二噁英和重金属的污染问题，形成多方共赢的良好局面即：

26、1．实现了飞灰中二噁英及重金属的彻底解毒，大大减少了pm2.5及其有毒、有害物质的排放，改善空气质量，减少“雾霾”现象的产生；

27、2．飞灰经术处置后得到的残渣，二噁英和重金属彻底实现解毒，后期根据国家相关政策出台后，不再进行填埋可直接资源化利用，经水洗、分质结晶后得到再生盐产品，剩余固体渣可作为优质的建筑材料生产原材料使用；

28、3．避免了二次转移带来的环境风险；

29、4．飞灰得到了无害化处理，消除了制约产业发展的限制环节，为可持续发展得到了根本保障；为飞灰的处理提供了最佳的技术路线；为政府解决了社会民生极为关注的飞灰对环境的污染问题。