一种生活垃圾焚烧飞灰协同反渗透膜浓液、烟气处理方法

技术领域

本发明涉及生活垃圾焚烧技术领域，尤其涉及一种生活垃圾焚烧飞灰协同反渗透膜浓液、烟气处理方法。

背景技术

飞灰是生活垃圾在焚烧过程(约850℃)中，部分细小的灰烬颗粒随烟气被带入到后续设备、管道和烟气净化装置中的，经脱酸塔收集的小颗粒和经烟气净化除尘装置收集的微小粉尘，二者的混合物统称飞灰。飞灰成分复杂，含有大量的重金属、二噁英、未反应的石灰、盐以及活性碳等，按我国国家危险废物名录属于危险废物，需要进行稳定化处理后，达到安全填埋场填埋标准或生活垃圾填埋场新填埋标准(GB16889-2008)后，方可作填埋处理。

根据GB16889-2008《生活垃圾填埋污染控制标准》，生活垃圾渗滤液一般采用“生化+物化+膜分离”工艺技术处理。生化是利用微生物的分解作用，分解渗滤液中大量的有机污染物和无机氮化合物。经过微生物的生化作用后，大量的有机污染物被分解或去除，少量的难被微生物降解的有机物和大量的无机盐需经过膜(超滤膜UF、微滤膜MF、反渗透膜DTRO等)的物理过滤，方能达标排放。在物理膜的过滤过程中，污水被分成一路净水(约70％～80％)，一路则是高浓度废水的浓液(约30％～20％)。反渗透膜浓液由于含有大量的难降解的有机污染物和大量的无机盐等，因此反渗透膜浓液具有污染物浓度高、盐分高、难生物降解、高腐蚀性及处理费用高等特征。目前生活垃圾发电厂主要采用炉内回喷的方式处理反渗透膜浓液，但此法易导致炉膛内壁腐蚀以及发电量减少。因此，亟需探寻更佳的反渗透膜浓液处理方法。

此外，随着国家对环保要求的提高，垃圾焚烧厂烟气排放标准更加严格，降低烟气中的二氧化碳含量，减少温室效应，也越来越受到各界的广泛关注。因此，寻找一种低成本、高效率的降低二氧化碳排放的技术迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提出一种生活垃圾焚烧飞灰协同反渗透膜浓液、烟气处理方法，针对生活垃圾焚烧厂作业过程中产生的飞灰、反渗透膜浓液、烟气等污染物，通过合理配置将三者协同处理，将三者在作业流程中闭环解决，并最大化利用其剩余价值，最大限度减少厂外排放。

为达此目的，本发明采用以下技术方案。

一种生活垃圾焚烧飞灰协同反渗透膜浓液、烟气处理方法，所述方法包括。

S1：将生活垃圾焚烧厂飞灰与生活垃圾渗滤液处理后的反渗透膜浓液按比例均匀混合，搅拌制成浆液。

S2：将浆液分离为碱性溶液和均质灰。

S3：保持对所述步骤S2碱性溶液的搅拌，将垃圾焚烧厂烟气通入到所述碱性溶液。

S4：对步骤S3的所得液进行过滤处理。

S5：将步骤S2所述的均质灰养护至含水率低于30％后，进入垃圾填埋场作填埋处理。

作为一种可能的方案，在步骤S1中，飞灰与反渗透膜浓液按照1g：4-6ml比例进行混合。

作为一种可能的方案，在步骤S1中，以250～400r/min的速率搅拌15-30分钟。

作为一种可能的方案，在步骤S2中，以自然沉淀分离得到位于上层的碱性溶液和位于下层的均质灰。

作为一种可能的方案，在步骤S3中，在碱性溶液中按照每升通入5-30mL/min的流量的垃圾焚烧厂烟气，至步骤S3的所得液的pH＜7。

作为一种可能的方案，步骤S4过滤所得液可重复利用于石灰制浆，喷入到生活垃圾焚烧厂的脱酸塔中。

作为一种可能的方案，使用锅炉乏汽对步骤S5的均质灰进行烘干。

由上述方案可知，本发明提供的处理方法将飞灰重金属固化与垃圾焚烧厂烟气净化相结合，利用浓液中的腐殖酸、飞灰中的碱和烟气中的二氧化碳固定飞灰中的重金属，将飞灰的重金属浸出浓度控制在允许排放浓度值以下，该方法可替代化学药剂的使用，降低飞灰固化处理成本，减少二次污染。

附图说明

图1是本发明一个实施例提供的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例提供的生活垃圾焚烧飞灰协同反渗透膜浓液、烟气处理方法流程示意图。请参阅图1，适用于处理生活垃圾的垃圾焚烧发电作业流程中对所产生的飞灰、反渗透膜浓液、烟气进行协同处理。

该处理方法包括。

S1：将生活垃圾焚烧厂飞灰与生活垃圾渗滤液处理后的反渗透膜浓液按比例均匀混合，搅拌制成浆液。

搅拌，使飞灰中的可溶性物质充分溶解，使飞灰中的重金属与未完全反应的碱进行反应，并利用反渗透膜中的腐植酸和飞灰中的部分重金属生成重金属络合物。

生成重金属络合物的反应式可以如下所示，由于对生活垃圾发电厂产生的飞灰中，以铅为容易超标的的重金属元素，故以腐植酸(HA)和飞灰中的重金属离子(例如铅)为例。

HA+Pb

这个反应式描述了腐植酸(HA)与铅离子(Pb^{2+})之间的络合反应。在这个反应中，腐植酸中的官能团(如羧基和酚基)可以与铅离子发生络合作用，形成一个或多个铅的络合物[Pb(HA)

这个原理基于络合反应的化学原理，其中有机分子(腐植酸)中的官能团可以与重金属离子形成稳定的络合物。络合反应可以用于废水处理、环境污染控制和金属提取等领域，以降低重金属离子的浓度，从而减少对环境和人类健康的危害。

本实施例中，飞灰与反渗透膜浓液按照1g：4-6ml比例进行混合，该比例为腐植酸与生活垃圾焚烧飞灰中的重金属离子反应平衡的优选，以250～400r/min的速率搅拌15-30分钟，保证络合反应完全。

S2：将浆液分离为碱性溶液和均质灰。

部分的重金属离子因络合反应与其它稳定固体颗粒一并形成均质灰，所形成的均质灰理化性质稳定，在本实施例中，待均质灰养护至含水率低于30％，重金属浸出浓度能控制在允许排放浓度值以下，满足送往垃圾填埋场作填埋的要求，为达到均质灰含水率低于30％的养护目标，充分利用能源，本实施例中如图1所示，将汽轮机发电剩余的乏汽用作均质灰的烘干。

本实施例中，采用自然沉淀的方式分离得到位于上层的碱性溶液和位于下层的均质灰。

S3：保持对所述步骤S2碱性溶液的搅拌，将垃圾焚烧厂烟气通入到所述碱性溶液。

垃圾焚烧产生的烟气含有大量的二氧化碳，常规对烟气的后续处理主要集中在氮氧化物、硫化物、粉尘，新时代对环保提出更高的要求，其中减少二氧化碳排放，碳中和概念逐渐受到关注，本发明将协同利用垃圾焚烧厂烟气中的二氧化碳。

重金属离子并不会全部经步骤S1络合反应全部都经均质灰分离出去，部分重金属还是会溶解在步骤S2的碱性溶液中，二氧化碳(CO

反应式可能会根据液体中的具体重金属离子而变化。以一般性的反应为例，可以考虑液体中存在铅离子(Pb

Pb

这个反应式描述了二氧化碳与铅离子在液体中反应生成稳定的沉淀，即碳酸铅(PbCO

原理方面，这种类型的反应是通过离子之间的化学反应来移除水中的重金属离子。二氧化碳在水中可以生成碳酸，而重金属离子可以与碳酸根离子发生沉淀反应，从而生成不溶于水的重金属化合物沉淀。这个原理在废水处理和环境污染控制中常常被用于去除水中的重金属离子，以减少对环境的污染和保护水质。

在本实施例中，为使反应得以完全，须在碱性溶液中按照每升通入5-30mL/min的流量的垃圾焚烧厂烟气，至步骤S3的所得液的pH＜7。

S4：对步骤S3的所得液进行过滤处理。

在本实施例中，采用抽滤的方式分离出步骤S3的所得液和沉淀物，沉淀物按照危险废物处理，步骤S3的所得液具有碱性，可重复利用于石灰制浆，喷入到生活垃圾焚烧厂的脱酸塔中。

至此，焚烧飞灰经反渗透膜浓液、烟气的处理，其污染环境核心重金属得以固定，垃圾渗滤液形成的反渗透膜浓液物尽其用，最终产生步骤S3的所得液重复用于石灰制浆，喷入垃圾焚烧厂的脱酸塔中资源化利用，焚烧烟气中的二氧化碳被利用，减少了对外排放，重金属络合物与重金属沉淀均实现有组织的填埋。

S5：将步骤S2所述的均质灰养护至含水率低于30％后，进入垃圾填埋场作填埋处理。

在本实施例中，待均质灰养护至含水率低于30％，重金属浸出浓度能控制在允许排放浓度值以下，满足送往垃圾填埋场作填埋的要求，为达到均质灰含水率低于30％的养护目标，充分利用能源，本实施例中如图1所示，将汽轮机发电剩余的乏汽用作均质灰的烘干。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。