一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法，包括將生活垃圾焚燒飛灰進(jìn)行水洗脫鹽脫氯處理，之后進(jìn)行酸洗脫除重金屬，所獲得的脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配制備透水磚，水洗液和酸洗液混合后采用活性炭選擇性富集和純化貴金屬，剩余液相進(jìn)行可溶鹽回收后，所得水處理液返回水洗步驟回用。采用本發(fā)明專利技術(shù)處理方法可以有效脫除飛灰中的可溶性鹽、氯元素和重金屬，其中飛灰中殘留重金屬的浸出毒性完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)；同時有效回收飛灰中的貴金屬和可溶性鹽，并保證廢液和活性炭的循環(huán)利用；該方法具有節(jié)能、生態(tài)環(huán)保、資源回收、變廢為寶等優(yōu)點，同時脫毒后的飛灰可以安全用于建筑、環(huán)保等行業(yè)，應(yīng)用和推廣價值極高。

Detoxification classification and resource utilization method for MSWI fly ash of domestic waste

The invention relates to a garbage incineration fly poison classification resource utilization method of ash removal, including fly ash water desalting dechlorination treatment of MSW incineration, after the removal of heavy metals from pickling, detoxification of fly ash and waste incineration bottom ash were prepared for permeable bricks, washing liquid and mixed acid solution after using activated carbon selective enrichment and purification of precious metals, the residual liquid recovery of soluble salts, the water treatment liquid back washing process reuse. The processing method can effectively remove the soluble salt and fly ash in chlorine and heavy metals, the leaching toxicity of heavy metals in full compliance with national standards remain one in the fly ash and fly ash; effective recovery of precious metals and soluble salts, and to ensure that the wastewater and activated carbon recycling; the method has the advantages of energy saving, environmental protection recycling and waste, etc., at the same time after detoxification of fly ash can be safely used for construction, environmental protection and other industries, the high value of application and promotion.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法
本專利技術(shù)屬于環(huán)境工程
，尤其涉及一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法。
技術(shù)介紹
生活垃圾焚燒技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾的減容、減量和能源化利用，同時還具有占地面積小、處理時間短和可以徹底殺死所有的病原微生物和寄生蟲卵等優(yōu)點，因此焚燒技術(shù)已在我國得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。而生活垃圾焚燒飛灰是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二次污染物，產(chǎn)量約為總量的3%-5%，2015年全國生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生量超800萬噸/年。飛灰因含有高濃度的重金屬以及高毒性當(dāng)量的二噁英等有機(jī)污染物已將它列入《國家危險廢物名錄》（HW18）。國家規(guī)定飛灰必須進(jìn)行穩(wěn)定化處理后再填埋或利用。根據(jù)HJ/T300制備的浸出液中重金屬濃度必須低于規(guī)定的限制，參照《生活垃圾填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）要求進(jìn)入填埋場的飛灰二噁英含量低于3μgTEQ/Kg。因此生活垃圾焚燒飛灰的安全處理處置已成為中國當(dāng)前面臨的巨大環(huán)境問題。目前，我國生活垃圾焚燒飛灰無害化處理處置主要固定化技術(shù)為主，固化方式通常為水泥固化、熔融固化以及添加化學(xué)藥劑固化。其中水泥固化技術(shù)體積明顯增加1.5-2.0倍，直接用于填埋處理會浪費我國寶貴的土地資源，而且存在長期穩(wěn)定性問題；高溫熔融法完全可以實現(xiàn)固化重金屬和徹底降解二噁英，但是其耗能和投資費用高，并對可燃或具有揮發(fā)性的廢物不適用；添加化學(xué)藥劑則對重金屬的固化效果好，但是對二惡英的降解和可溶性鹽的穩(wěn)定作用較差。由此可見，如何安全高效處理處置飛灰還有待進(jìn)一步探索。我國生活垃圾焚燒飛灰未來無害化處理的趨勢是實現(xiàn)飛灰中污染物低成本去除，有用資源高效回收利用以及重金屬固化長期穩(wěn)定的目標(biāo)。現(xiàn)有的飛灰無害化處理技術(shù)主要側(cè)重于飛灰中污染物的固化或脫除，無害化處理后的飛灰主要用于填埋處理，還未見將生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用的報道。例如，專利申請CN105907981A公開了一種利用生物瀝浸技術(shù)去除城市垃圾焚燒飛灰中重金屬的方法，通過自養(yǎng)瀝浸菌劑實現(xiàn)飛灰有毒金屬的浸提，其瀝浸菌劑制備復(fù)雜，條件苛刻，整個浸提過程工藝冗雜，處理成本和難度都非常高，不適于大量城市垃圾焚燒飛灰的處理。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的問題是克服現(xiàn)有技術(shù)處理生活垃圾焚燒飛灰存在的飛灰無害化效果差、成本高、有用資源難以回收利用等問題，提供一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法。本專利技術(shù)處理流程短，可以為飛灰無害化處理提供新途徑，也可以實現(xiàn)飛灰中污染物低成本去除，有用資源高效回收利用以及重金屬固化長期穩(wěn)定的綜合效果，且不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染，一舉多得。本專利技術(shù)所述的方法中，飛灰與水以質(zhì)量體積比為1:5-1:20g/ml的比例混合，比例的范圍是基于可溶性鹽全部溶出所需的水量而定，水量越大，可溶性鹽溶出越徹底，但是會造成成本的大幅度提高。因此綜合考慮可用性鹽的溶出率和用水量之后，發(fā)現(xiàn)1:5-1:20g/ml的比例混合為最佳比例。同理，水洗后的飛灰和酸液按質(zhì)量體積比為1:5-1:20g/ml的比例混合，比例的范圍基于金屬離子全部溶出和成本的綜合考慮。本專利技術(shù)所述的方法中優(yōu)選采用混酸，相比于單獨的酸，混酸的優(yōu)勢在于可以保證將飛灰中全部重金屬脫除，而單一酸可能對某些重金屬的脫除效果顯著，但是對其他重金屬的脫除效果則較差，因此本方法優(yōu)選采用混酸。本專利技術(shù)所述的方法中，關(guān)鍵技術(shù)之一是飛灰的徹底脫毒并實現(xiàn)多級資源化利用，包括貴金屬的回收和脫毒飛灰用于制備建材磚；對環(huán)境零排放，零污染，并變廢為寶，同時回收不可再生資源貴金屬。其中，所得固相的脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配用于制備透水磚，最佳復(fù)配比例為質(zhì)量比1:4-1:8，這是因為脫毒后飛灰粒徑很小，而底灰粒徑較大。最佳比例是根據(jù)生產(chǎn)過程中工人的經(jīng)驗所得。飛灰比例過大則制備的建材磚硬度太低，如果飛灰摻入比例較小，則所需底灰較多，飛灰資源化進(jìn)程太慢。并且不同飛灰的特性具有差異性。本專利技術(shù)所述的方法中，富集和純化貴金屬后的活性炭可用于回收貴金屬，具體為：首先采用酸洗的方法溶解活性炭吸附的貴金屬，再從溶液中分離（如還原沉淀法，溶劑萃取法等）和精煉，最終獲得貴金屬純產(chǎn)品。富集和純化貴金屬后的活性炭回收貴金屬之后，經(jīng)干燥處理后在不同氣氛下（氮氣、二氧化碳以及水蒸氣）采用高溫活化活性炭，以此來調(diào)整和改變活性炭的表面特征和孔徑分布，并用于循環(huán)利用。具體方案如下：一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法，包括以下步驟：（1）將生活垃圾焚燒飛灰與水以質(zhì)量體積比為1:5-1:20g/ml的比例混合，經(jīng)機(jī)械攪拌混合0.5-4.0小時形成灰漿；（2）將步驟（1）中得到的灰漿送入離心機(jī)進(jìn)行脫水，分離出水洗液和水洗后的飛灰，其中水洗后的飛灰和酸液按質(zhì)量體積比為1:5-1:20g/ml的比例混合，在機(jī)械攪拌下處理2.0-12.0小時，得到脫毒灰漿；（3）將步驟（2）中得到的脫毒灰漿進(jìn)行機(jī)械分離，分離出酸洗液和固相的脫毒飛灰，其中所得固相的脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配，用于制備透水磚；（4）將步驟（2）中得到的水洗液和步驟（3）中得到的酸洗液混合，采用具有選擇性吸附功能的活性炭富集和純化貴金屬，富集和純化貴金屬后的活性炭用于回收貴金屬，剩余液相進(jìn)行可溶性鹽回收后，所得水處理液返回到步驟（1）中與生活垃圾焚燒飛灰混合再利用。進(jìn)一步的，所述的步驟（2）中酸液的濃度為0.5-2.5mol/L。進(jìn)一步的，所述的步驟（2）中酸液為鹽酸、硝酸和硫酸所形成的混酸，其中鹽酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的濃鹽酸；硝酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%的濃硝酸；硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的濃硫酸，鹽酸、硝酸和硫酸混合的體積比為1:（1-3）:1。進(jìn)一步的，所述的步驟（3）中固相的脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配比例為質(zhì)量比1:4-1:8。進(jìn)一步的，所述的步驟（4）中富集和純化貴金屬后的活性炭用于回收貴金屬的方法包括：采用酸洗的方法溶解活性炭吸附的貴金屬，再采用還原沉淀法或溶劑萃取法從溶液中分離貴金屬離子，經(jīng)精煉最終獲得貴金屬純產(chǎn)品。進(jìn)一步的，所述的步驟（4）中剩余液相進(jìn)行可溶性鹽回收的方法為蒸發(fā)濃縮和結(jié)晶析出可溶性鹽類，實現(xiàn)鹽類物質(zhì)的回收。進(jìn)一步的，所述的步驟（4）中富集和純化貴金屬后的活性炭回收貴金屬之后，經(jīng)干燥處理后，再在氮氣、二氧化碳或水蒸氣氣氛下于600℃-1000℃活化活性炭，以此來調(diào)整和改變活性炭的表面特征和孔徑分布，所得的活化后的活性炭循環(huán)再利用。有益效果：（1）本專利技術(shù)提供了生活垃圾焚燒飛灰的低成本脫毒方法；與其他技術(shù)相比，該技術(shù)具有協(xié)同低成本脫除生活垃圾焚燒飛灰中污染物的顯著優(yōu)勢。也就是，經(jīng)飛灰水洗脫鹽脫氯處理，有效解決飛灰中高含可溶性鹽和氯的問題，再經(jīng)酸洗脫除重金屬處理，有效降低了飛灰中重金屬總量，并且各個重金屬浸出濃度均低于國家標(biāo)準(zhǔn)GB16889-2008規(guī)定的濃度限制，使脫毒飛灰更安全的資源化利用；而后續(xù)脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配按照常規(guī)方法制備透水磚過程，均可以有效降解二噁英，完全滿足飛灰二噁英含量低于3μgTEQ/Kg的要求。（2）本專利技術(shù)工藝具有有用資源高效回收利用的特點；生活垃圾焚燒飛灰經(jīng)水洗和酸洗處理后，不僅有脫除飛灰中污染物的效果，更重要的是可以高效回收水洗酸洗液中的貴金屬和可溶性鹽類物質(zhì)，解決了目前飛灰中重金屬嚴(yán)重超本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將生活垃圾焚燒飛灰與水以質(zhì)量體積比為1:5?1:20g/ml的比例混合，經(jīng)機(jī)械攪拌混合0.5?4.0小時形成灰漿；（2）將步驟（1）中得到的灰漿送入離心機(jī)進(jìn)行脫水，分離出水洗液和水洗后的飛灰，其中水洗后的飛灰和酸液按質(zhì)量體積比為1:5?1:20g/ml的比例混合，在機(jī)械攪拌下處理2.0?12.0小時，得到脫毒灰漿；（3）將步驟（2）中得到的脫毒灰漿進(jìn)行機(jī)械分離，分離出酸洗液和固相的脫毒飛灰，其中所得固相的脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配，用于制備透水磚；（4）將步驟（2）中得到的水洗液和步驟（3）中得到的酸洗液混合，采用具有選擇性吸附功能的活性炭富集和純化貴金屬，富集和純化貴金屬后的活性炭用于回收貴金屬，剩余液相進(jìn)行可溶性鹽回收后，所得水處理液返回到步驟（1）中與生活垃圾焚燒飛灰混合再利用。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將生活垃圾焚燒飛灰與水以質(zhì)量體積比為1:5-1:20g/ml的比例混合，經(jīng)機(jī)械攪拌混合0.5-4.0小時形成灰漿；（2）將步驟（1）中得到的灰漿送入離心機(jī)進(jìn)行脫水，分離出水洗液和水洗后的飛灰，其中水洗后的飛灰和酸液按質(zhì)量體積比為1:5-1:20g/ml的比例混合，在機(jī)械攪拌下處理2.0-12.0小時，得到脫毒灰漿；（3）將步驟（2）中得到的脫毒灰漿進(jìn)行機(jī)械分離，分離出酸洗液和固相的脫毒飛灰，其中所得固相的脫毒飛灰和生活垃圾焚燒底灰復(fù)配，用于制備透水磚；（4）將步驟（2）中得到的水洗液和步驟（3）中得到的酸洗液混合，采用具有選擇性吸附功能的活性炭富集和純化貴金屬，富集和純化貴金屬后的活性炭用于回收貴金屬，剩余液相進(jìn)行可溶性鹽回收后，所得水處理液返回到步驟（1）中與生活垃圾焚燒飛灰混合再利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法，其特征在于：所述的步驟（2）中酸液的濃度為0.5-2.5mol/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生活垃圾焚燒飛灰的脫毒分級資源化利用方法，其特征在于：所述的步驟（2）中酸液為鹽酸、硝酸和硫酸所形成的混酸，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王興棟，汪印，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：福建,35