申請(qǐng)日2015.11.09
公開(公告)日2015.12.30
IPC分類號(hào)C02F9/04; B09B5/00; B09B3/00
摘要
危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水和飛灰中重金屬協(xié)同處置方法，針對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒廠飛灰、廢水中重金屬的高濃度存在，本發(fā)明以水熱條件為處理環(huán)境，并加入一定量的堿性和外源硅鋁添加劑，即燃燒電廠飛灰，經(jīng)過水熱反應(yīng)后廢水中的重金屬由液相轉(zhuǎn)移到固相從而被脫除;飛灰對(duì)大部分重金屬均有較強(qiáng)的吸附能力，特別是經(jīng)水熱改性后，飛灰對(duì)重金屬的吸附能力進(jìn)一步提高。水熱反應(yīng)后，重金屬不是簡(jiǎn)單地富集于飛灰表面，而是包覆于沸石類晶體中，以一種穩(wěn)定的、難以離子交換、難以解吸附的形式存在，從而實(shí)現(xiàn)飛灰中重金屬的穩(wěn)定化，使得重金屬滲濾濃度大為降低，低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值符合綜合利用和填埋處理的要求。
權(quán)利要求書
1.危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水和飛灰中重金屬協(xié)同處置方法，其特征在于：
步驟1：取危險(xiǎn)廢物焚燒廠飛灰，混入該飛灰量5%~10%的燃煤電廠飛灰，將混合飛灰和危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水在預(yù)混器中混合，固液比保持在1：10~20范圍;并向混合液中添加NaOH調(diào)節(jié)混合液PH值>12;將混合液注入水熱反應(yīng)釜中;
步驟2：封閉水熱反應(yīng)釜混合液注入口，打開自動(dòng)攪拌器，通入來自焚燒爐尾部煙道的余熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的過熱蒸汽使反應(yīng)釜內(nèi)部逐漸升溫;
步驟3：在溫度達(dá)到設(shè)定溫度250~300℃，壓力升到4.0~8.5MPa后，減小蒸汽流量，最后使反應(yīng)釜溫度保持在設(shè)定溫度的±5℃范圍內(nèi)，并在此條件下保持1.5~3小時(shí);
步驟4：關(guān)閉蒸汽入口閥和自動(dòng)攪拌器，緩慢打開反應(yīng)釜卸料閥，利用反應(yīng)釜內(nèi)壓力將處理后的混合液排出，將混合液注入固液分離儲(chǔ)存池，靜置后進(jìn)行固液分離;
步驟5：固液分離產(chǎn)生的液相水存于儲(chǔ)水箱，作為煙道急冷及濕法除酸用水;分離產(chǎn)生的固相飛灰，檢驗(yàn)合格后可運(yùn)送至填埋場(chǎng)或直接綜合利用。
說明書
危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水和飛灰中重金屬協(xié)同處置方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及廢水中重金屬脫除和飛灰中重金屬穩(wěn)定化協(xié)同處置方法。
背景技術(shù)
隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的高速持續(xù)增長(zhǎng)和生活方式的多樣化，我國生活垃圾和工業(yè)固體廢物產(chǎn)量和堆積量也逐年增加。2013年我國工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為3156.9萬噸。隨著居民對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高和《全國危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》的頒布實(shí)施，我國的危險(xiǎn)廢物處置逐步走上標(biāo)準(zhǔn)化道路。焚燒技術(shù)因其具有快速實(shí)現(xiàn)減容、減量和除害，并能實(shí)現(xiàn)熱能源回收，得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)國家環(huán)保部《2013年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》，列入年報(bào)統(tǒng)計(jì)危險(xiǎn)廢物集中處置場(chǎng)767座，比上年增加45座;醫(yī)療廢物集中處置場(chǎng)243座，比上年增加7座;危險(xiǎn)廢物設(shè)計(jì)處置能力達(dá)到85886噸/日。全年共處置危險(xiǎn)廢物282.3萬噸，其中采用焚燒方式處置的149.0萬噸�？梢姺贌俏覈�(dāng)前危險(xiǎn)廢物處置的主要技術(shù)手段。
危險(xiǎn)廢物相對(duì)于生活垃圾產(chǎn)生量少、組分復(fù)雜，同時(shí)還須嚴(yán)格控制危險(xiǎn)廢物的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，因此危險(xiǎn)廢物焚燒廠規(guī)模都比較小，通常每天焚燒的垃圾數(shù)量在5~30噸，并且熱量回收價(jià)值不高。危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣二噁英和HCl排放濃度高，所以大部分危險(xiǎn)廢物焚燒廠都設(shè)置了噴水急冷塔(降低煙氣在200~500℃區(qū)間的停留時(shí)間)和濕法除酸洗滌塔，在此過程中會(huì)產(chǎn)生含重金屬、二噁英、酸等高濃度污染物的廢水。危險(xiǎn)廢物焚燒廠產(chǎn)生的飛灰，重金屬濃度相對(duì)生活垃圾更高，毒性更大，更難以處置。為防止二次污染，需要有效處置焚燒廠產(chǎn)生的廢水和飛灰。
飛灰因含有高浸出濃度的重金屬和高毒性當(dāng)量的二噁英等而被列入《國家危險(xiǎn)廢物名錄》(HW18)。目前飛灰處置技術(shù)主要有熔融、水泥/橡膠固化、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化等。去除工業(yè)廢水中重金屬的方法有:沉淀法和吸附法、離子交換法、反滲透法等。這些方法，普遍存在能耗高，需要消耗較多添加劑增加成本，效果單一，存在二次污染及二次風(fēng)險(xiǎn)等不足。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水中重金屬脫除和飛灰中重金屬穩(wěn)定協(xié)同處置方法。這種方法不僅能實(shí)現(xiàn)廢水中重金屬含量顯著降低和飛灰重金屬滲濾毒性的降低，使飛灰滿足綜合利用和填埋處置的要求;同時(shí)能夠回收利用了危險(xiǎn)廢物焚燒煙氣余熱實(shí)現(xiàn)節(jié)能，廢水處理后可直接重復(fù)利用于焚燒廠的急冷或濕法除酸，節(jié)約用水及重復(fù)利用水中剩余的堿。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
步驟1：取危險(xiǎn)廢物焚燒廠飛灰，混入該飛灰量5%~10%的燃煤電廠飛灰，將混合飛灰和危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水在預(yù)混器中混合，固液比保持在1：10~20范圍;并向混合液中添加NaOH調(diào)節(jié)混合液PH值>12;將混合液注入水熱反應(yīng)釜中;
步驟2：封閉水熱反應(yīng)釜混合液注入口，打開自動(dòng)攪拌器，通入來自焚燒爐尾部煙道的余熱蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的過熱蒸汽使反應(yīng)釜內(nèi)部逐漸升溫;
步驟3：在溫度達(dá)到設(shè)定溫度250~300℃，壓力升到4.0~8.5MPa后，減小蒸汽流量，最后使反應(yīng)釜溫度保持在設(shè)定溫度的±5℃范圍內(nèi)，并在此條件下保持1.5~3小時(shí);
步驟4：關(guān)閉蒸汽入口閥和自動(dòng)攪拌器，緩慢打開反應(yīng)釜卸料閥，利用反應(yīng)釜內(nèi)壓力將處理后的混合液排出，將混合液注入固液分離儲(chǔ)存池，靜置后進(jìn)行固液分離;
步驟5：固液分離產(chǎn)生的液相水存于儲(chǔ)水箱，作為煙道急冷及濕法除酸用水;分離產(chǎn)生的固相飛灰，檢驗(yàn)合格后可運(yùn)送至填埋場(chǎng)或直接綜合利用。
上述的危險(xiǎn)廢物焚燒廠廢水重金屬脫除和飛灰重金屬穩(wěn)定協(xié)同方法，步驟1的固液比可結(jié)合飛灰特性，焚燒廠廢水和飛灰產(chǎn)量情況綜合確定;步驟2余熱蒸汽發(fā)生器入口煙氣在900~1000℃區(qū)間，出口煙氣溫度控制在500~600℃區(qū)間，并且出口設(shè)置急冷水噴射口;焚燒廠現(xiàn)場(chǎng)可設(shè)置多組水熱反應(yīng)釜，實(shí)現(xiàn)連續(xù)處置運(yùn)轉(zhuǎn)，及時(shí)處置產(chǎn)生的廢水和飛灰。
針對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒廠飛灰、廢水中重金屬的高濃度存在，本發(fā)明以水熱條件為處理環(huán)境，并加入一定量的堿性和外源硅鋁添加劑，即燃燒電廠飛灰，經(jīng)過水熱反應(yīng)后廢水中的重金屬由液相轉(zhuǎn)移到固相從而被脫除;飛灰對(duì)大部分重金屬均有較強(qiáng)的吸附能力，特別是經(jīng)水熱改性后，飛灰對(duì)重金屬的吸附能力進(jìn)一步提高。水熱反應(yīng)后，重金屬不是簡(jiǎn)單地富集于飛灰表面，而是包覆于沸石類晶體中，以一種穩(wěn)定的、難以離子交換、難以解吸附的形式存在，從而實(shí)現(xiàn)飛灰中重金屬的穩(wěn)定化，使得重金屬滲濾濃度大為降低，低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)值符合綜合利用和填埋處理的要求。
本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)廢水中重金屬的脫除和飛灰重金屬浸出毒性的降低，使飛灰滿足綜合利用和填埋處置的要求。具體的優(yōu)點(diǎn)有：
1.水熱反應(yīng)的蒸汽來自于危險(xiǎn)廢物焚燒尾部煙道的余熱回收(500~1000℃段)，實(shí)現(xiàn)了熱量利用，不需要外部能量，節(jié)能效果明顯，降低成本;
2.水熱反應(yīng)過程中，廢水中的重金屬在堿性沉淀和水熱改性飛灰吸附共同作用下從液相轉(zhuǎn)移到固相，并且水熱環(huán)境加速了這個(gè)轉(zhuǎn)移過程;
3.固相重金屬被水熱條件下反應(yīng)生成硅鋁酸鹽等沸石類晶體吸附、包覆及參與結(jié)晶，使得重金屬得到穩(wěn)定化，顯著降低飛灰重金屬浸出毒性;
4.該方法增容小，處理后的飛灰可以直接填埋處置或綜合利用;同時(shí)處理后的廢水可以重新用于煙氣急冷和濕法除酸，不僅節(jié)約用水，同時(shí)水中剩余堿也得到了重復(fù)利用。
