一種利用剩余污泥對飛灰進行脫氯的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術領域，尤其涉及一種利用剩余污泥對飛灰進行脫氯的方法。
【背景技術】
[0002]隨著我國城市生活垃圾產(chǎn)量逐年增加，可用于填埋的土地面積日益緊張。垃圾焚燒技術可使垃圾最大程度的減容、減量，還能夠回收部分能源，因而逐漸受到了大范圍的推廣應用。2012年，全國焚燒廠數(shù)量達到了 138座，日處理能力達122649噸，相對于2004年增加了近7倍。然而生活垃圾焚燒后會產(chǎn)生大量的殘留物，約占垃圾總質(zhì)量的20%?30%。飛灰是指在煙氣凈化系統(tǒng)中收集到的殘余物質(zhì)，約占焚燒垃圾總量的2%?4%。飛灰中主要成分為S1、Al、Ca、Na等，但由于采用焚燒法處理城市生活垃圾時，大量重金屬因為高溫而揮發(fā)進入煙氣，使得城市生活垃圾中大部分重金屬元素富集到飛灰中，一般焚燒飛灰的重金屬含量可占飛灰總量的0.5%?3%，且Zn、Pb、Cu、Cr等重金屬含量相對較高。同時，飛灰是廢物焚燒二噁英的主要排放途徑。二噁英化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易被自然界微生物分解，因而容易在環(huán)境中滯留，對人類健康安全造成極大的危害。因此，我國明確規(guī)定飛灰為危險廢物。
[0003]飛灰中含有Ca0、Si02、Al203等，與水泥原材成分類似，因而飛灰可以取代部分水泥制作所需的原料；水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度高達1700°C?1900°C，物料溫度也可達到1450°C，可以將飛灰中的二噁英徹底分解為簡單化合物；同時，水泥熟料礦物在形成過程中存在結(jié)構(gòu)缺陷，使得飛灰中的重金屬可以有效固熔或置換到其礦物結(jié)構(gòu)中，顯著降低重金屬的浸出毒性。因此，將飛灰作為水泥生產(chǎn)原材料，可以徹底實現(xiàn)飛灰的資源化利用，同時降低水泥生產(chǎn)行業(yè)對資源和能源的消耗。
[0004]我國城市生活垃圾一般采用混合收集的方式，廚余垃圾可占垃圾總量的50%左右，大量廚余垃圾進入焚燒廠，最終導致焚燒飛灰中氯含量過高，據(jù)統(tǒng)計我國垃圾焚燒飛灰中氯含量高達15%左右，且大多是以Na、K、Ca的氯鹽形態(tài)存在。大量氯鹽的存在可使水泥窯設備產(chǎn)生結(jié)皮堵塞和腐蝕，造成水泥窯無法正常運行；氯與重金屬的結(jié)合還可能造成重金屬的大量揮發(fā)，使重金屬在水泥熟料中的固化率大為降低；同時，氯的存在影響水泥產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至引起混凝土埋置鋼筋的銹蝕。因此，飛灰中大量氯鹽的存在是制約飛灰資源化利用的瓶頸因素。
[0005]傳統(tǒng)水洗預處理工藝可以去除飛灰中的大部分可溶氯，但水洗工藝存在水資源消耗量大，廢液中重金屬積累量高，環(huán)境二次污染風險嚴重等問題，因此，開發(fā)一種高效、低成本的新型脫氯工藝，可有效實現(xiàn)飛灰的安全處理處置與資源化利用，具有重要的實際應用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有垃圾焚燒飛灰脫氯技術所存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用剩余污泥對飛灰進行脫氯的方法，該方法具有投資運行成本較低、能源消耗量較小、工藝流程簡單易行等優(yōu)點。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下:
[0008]本發(fā)明提供了一種利用剩余污泥對飛灰進行脫氯的方法，包括以下步驟:
[0009]將脫水污泥與飛灰充分混合，然后將混合物放入脫氯裝置中定期淋洗，定期對飛灰和濾液進行分析測試，飛灰中氯含量合格后進行回收再利用。
[0010]所述飛灰為生活垃圾焚燒后由袋式除塵器收集的飛灰。
[0011]所述脫水污泥的含水率為80?85%，pH為6.5?7.5。
[0012]所述飛灰與脫水污泥的質(zhì)量比為(4?9):1。
[0013]所述脫氯裝置為一個圓柱形的柱體，包括脫氯裝置的柱體、設于脫氯裝置的柱體中間位置的取樣口及用于支撐脫氯裝置的不銹鋼支架。
[0014]所述脫氯裝置的柱體高為150cm，柱截面直徑為30cm，橫截面形狀為圓形。
[0015]所述定期淋洗是指每隔一周對脫氯裝置淋洗一次，共持續(xù)24?30周，周淋水量是當?shù)厝掌骄邓康?倍。
[0016]所述定期對飛灰和濾液進行分析測試是指水洗和酸洗聯(lián)合離子色譜儀法。
[0017]所述水洗離子色譜儀法包括以下步驟:將樣品研磨至150 μπι以下并烘干后備用，按照去離子水與樣品以20L/kg液固比的比例配成混合液，以60r/min轉(zhuǎn)速于50°C下恒溫攪拌30min，用0.45 μ m微孔濾膜真空抽濾，收集濾液，采用《水質(zhì)無機陰離子的測定離子色譜法》(HJ/T84-2001)中所述測定工業(yè)廢水中氯離子含量的方法測定濾液中氯含量，所得結(jié)果經(jīng)換算后為固體樣品中可溶氯含量。
[0018]所述酸洗離子色譜儀法包括以下步驟:將樣品研磨至150 μπι以下并烘干后備用，將65%硝酸與蒸餾水按體積比1:6混合配置硝酸(1+6)試劑，稱取1g樣品加入盛有70mL硝酸(1+6)試劑的燒杯中，用磁力攪拌器攪拌30分鐘，然后加熱煮沸約5分鐘后冷卻至常溫，采用真空抽濾裝置過濾，取濾液進行定容，采用《水質(zhì)無機陰離子的測定離子色譜法》(HJ/T84-2001)中所述測定工業(yè)廢水中氯離子含量的方法測定濾液中氯含量，所得結(jié)果經(jīng)換算后為固體樣品中總氯含量。
[0019]本發(fā)明同現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0020]本發(fā)明的方法是基于污泥與飛灰共處置為目的，利用污泥堿性發(fā)酵產(chǎn)生的有機酸作用，將飛灰中不可溶氯轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苈?，進而通過淋洗方法降低飛灰中氯含量，使飛灰滿足水泥原材料的相關標準要求；該工藝操作運行簡單，能源消耗量低，可以克服傳統(tǒng)水洗工藝水資源消耗量大、水洗廢水中重金屬含量高等缺點，不僅減少水泥生產(chǎn)對石灰石和粘土等自然資源的大量消耗，實現(xiàn)垃圾焚燒飛灰的安全處理處置與資源化利用，還可有效控制污泥、飛灰的環(huán)境污染風險，具有重要的理論與實際應用價值。
[0021]本發(fā)明工藝簡單、成本低廉，可顯著降低飛灰中氯含量，不僅在較短時間內(nèi)滿足了飛灰資源化利用的相關要求，減少了傳統(tǒng)水洗工藝對水資源的大量消耗，還可達到以廢治廢的目的，具有較高的經(jīng)濟與社會環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0022]圖1為實施例1所示飛灰中總氯含量隨反應時間的變化曲線圖。
[0023]圖2為實施例1所示飛灰中不可溶氯含量隨反應時間的變化曲線圖。
[0024]圖3為實施例2所示飛灰中總氯含量隨反應時間的變化曲線圖。
[0025]圖4為實施例2所示飛灰中不可溶氯含量隨反應時間的變化曲線圖。
[0026]圖5為脫氯裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]其中:1為脫氯裝置的柱體，2為取樣口，3為不銹鋼支架。
【具體實施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。
[0029]以下實施例所用的水洗和酸洗聯(lián)合離子色譜儀法，分別采用水洗和酸洗方法處理飛灰污泥混合樣品，其中水洗方法可將固相中可溶氯全部轉(zhuǎn)移至水相，酸洗方法可將飛灰中不可溶氯全部轉(zhuǎn)移至液相，水洗液、酸洗液中氯離子含量分別即為固相中可溶氯、總氯含量，總氯含量與可溶氯含量相減即為不可溶氯含量，分析定期測定結(jié)果即可判斷飛灰污泥混合樣品中的不可溶氯及總氯變化規(guī)律，進而說明本發(fā)明所述技術方法的有效性，水洗和酸洗聯(lián)合離子色譜儀法的具體步驟如下:
[0030](I)水洗飛灰測定可溶氯:將樣品研磨至150μπι以下并烘干后備用，按照去離子水與樣品20L/kg的液固比比例配成混合液，以60r/min轉(zhuǎn)速于50 °C下恒溫攪拌30min，用0.45 μ m微孔濾膜真空抽濾，收集濾液，采用《水質(zhì)無機陰離子的測定離子色譜法》(HJ/T84-2001)中所述測定工業(yè)廢水中氯離子含量的方法測定濾液中氯含量，所得結(jié)果經(jīng)換算后為固體樣品中可溶氯含量。
[0031](2)酸洗飛灰測定總氯:將樣品研磨至150 μπι以下并烘干后備用，將65%硝酸與蒸餾水按體積比1:6混合配置硝酸(1+6)試劑，稱取1g樣品加入盛有70mL硝酸(1+6)試劑的燒杯中，用磁力攪拌器攪拌30分鐘，然后加熱煮沸約5分鐘后冷卻至常溫，采用真空抽濾裝置過濾，取濾液進行定容，采用《水質(zhì)無機陰離子的測定離子色譜法》(HJ/T84-2001)中所述測定工業(yè)廢水中氯離子含量的方法測定濾液中氯含量，所得結(jié)果經(jīng)換算后為固體樣品中總氯含量。
[0032]實施例1
[0033](I)取一定質(zhì)量上海市曲陽生活污水