[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰无害化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环境污染治理方法，特别涉及一种垃圾焚烧飞灰的无害化处理方法。 

背景技术

生活垃圾焚烧发电技术具有环保和能源的双重效益，已成为城市垃圾处理的发展方向。我国垃圾焚烧发电在近年来发展迅速，垃圾经焚烧后将产生约3～5％的飞灰，这些焚烧飞灰中含有相当数量的二恶英、重金属等毒性物质，这两者物质具有很强的生物累积效应，一旦进入环境将最终通过食物链为人体所摄取，危害人类生存和健康。按照国家环保总局规定，垃圾焚烧灰飞灰为危险废物，必须进行处理。目前，国内普遍采用水泥固化后填埋方法处理焚烧飞灰，该方法主要缺陷在于：(1)、必须采用很高的水泥/飞灰比，消耗大量的水泥，增容、增质严重，无法实现废物处理的减量化要求；(2)、水泥固化需要足够的操作时间；(3)、水泥固化以稳定飞灰中的重金属为主要目标，无法分解或稳定飞灰中的二噁英，是其又一致命弱点。(4)、飞灰中渗沥性超标的Zn、Pb、Cd等重金属主要依靠在水泥提供的碱性环境下保持相对稳定的化学态，以物理方式稳定在固化体中，水泥固化后重金属最终积累在环境中，其长期稳定性不能保证，不能实现彻底的无害化。(5)、稳定后的产物是无用的、不可再生资源，不能实现焚烧飞灰的资源化。 

熔融是近年来发展的新技术，它能兼顾二恶英分解和重金属固化的处理要求，产生的熔渣还可综合利用，在“减量化、无害化、资源化”方面具有明显优势。熔融炉按热源分为电热型熔融炉和燃料型熔融炉两类，电热型熔融炉主要包括电弧熔融炉、等离子体熔融炉、电阻熔融炉等；燃料型熔融炉主要包括反射面式熔融炉、旋转面式熔融炉、涡流式熔融炉、残余炭式熔融炉等。传统熔融方法需要将飞灰通过从外部高温(≥1400℃)加热至熔融状态，需消耗大量能源，运行成本高；另外，对于电热型熔融炉而言，飞灰中高氯、高碳会带来耐火材料的侵蚀及石墨电极的烧损等不利影响；燃料型熔融炉需要依靠大量辅助燃料及空气来维持高温，这样会产生大量含有挥发性重金属的烟气，窑后需要配备复杂的尾气净化设施。 

微波加热具有常规加热无法实现的优点，如节能、极快的加热速度和烧结速度。“热 点”效应是微波加热的重要特性，由该效应所产生的快速加热效果是传导和对流方式所达不到的，会出现局部过热现象。专利CN103601526A公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰微波烧制多孔陶粒的方法，该专利通过在医疗垃圾焚烧飞灰中混入富含SiO₂的辅助物中，造粒成型后在微波场中进行外周埋粉烧结，在低于飞灰熔点下制备成陶粒。 

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种安全有效的垃圾焚烧飞灰的处理方法，该方法能够借助微波耦合剂及飞灰中自身物质在微波场中的吸波特性，使得飞灰内外加热并迅速升温熔融，在将飞灰中二恶英即时彻底分解的同时固化大部分重金属，固态熔渣可作为建材利用，微波耦合剂分离后回收重复再用。 

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种垃圾焚烧飞灰无害化处理方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将垃圾焚烧飞灰与少量微波耦合剂充分混合，并加入适量水并经成型机造粒成型；(2)在成型颗粒外周再包埋微波耦合剂；(3)将包埋后的颗粒生料送入工业微波加热设备进行微波熔融，熔融后熔渣与微波耦合剂过筛分离；(4)将分离后的微波耦合剂返回作为埋粉再用。 

所述的微波耦合剂是碳化硅、碳粉、四氧化三铁等微波敏感介质中的一种或两种所组成的混合物，微波耦合剂的粒径为300μm以下。 

所述垃圾焚烧飞灰与微波耦合剂的质量比为20∶1～5∶1。 

所述工业微波加热设备的工作频率为915兆赫兹或2450兆赫兹，输入功率为5～300千 

瓦，加热时间为5～15分钟。