[发明专利]复合生物质炭生活垃圾焚烧飞灰处理稳定剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于垃圾焚烧飞灰稳定处理技术领域，具体涉及利用复合生物质炭作为一种环境友好的飞灰重金属固定剂的应用。

背景技术

飞灰是指垃圾焚烧后在热回收利用系统、烟气净化系统收集的物质。飞灰的产生量与垃圾种类、焚烧条件、焚烧炉型及烟气处理工艺有关，一般约占垃圾焚烧量的3％-5％左右。飞灰中含有大量的铅、锌、镉、汞等重金属及其盐类以及多种持久性有机污染物，其中二噁英是飞灰中的主要有机污染物。二噁英类是多氯二苯并-对-二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)的统称，飞灰中二噁英类异构体的浓度分布具有相类似的特征，高氯代二噁英类的含量明显高于低氯代二噁英类。目前普遍认为垃圾焚烧是环境中二噁英的主要来源之一。上述飞灰中的污染物如不经处理，直接进入环境后会在环境中迁移，不仅会对环境产生严重的影响，还可能通过食物链进入人体，威胁人体健康。我国的《生活垃圾焚烧污染控制标准》明确将焚烧飞灰列为一类危险废物，必须进行无害化处理处置。目前我国每年城市垃圾生产量在1.8 亿吨左右，7％左右为焚烧处理，飞灰的产生量按3％计，每年的飞灰产生量约为37.8万吨，因此需要廉价、高效的技术对飞灰进行处理处置，降低其环境风险。

淋洗和固定化是目前处理飞灰中污染物的两类主要方法。淋洗是指采用水或者水溶液洗涤飞灰，降低污染物含量从而减少其环境风险，但是由于飞灰是高温焚烧后的产物，金属赋存形态复杂，因此简单的水溶液难以将其洗出，因而需要一些化学淋洗剂淋洗。而且飞灰淋洗处理后还会产生二次污染和水污染的问题，因而飞灰淋洗处理的难度较大、成本较高。固定化处理也称为稳定化，是将固定化药剂与垃圾焚烧飞灰混合后，利用固定化药剂和金属的反应生成矿物或者不溶性物质，从而减少重金属和有机污染物的溶出。现有的固定化药剂分为无机稳定剂和有机稳定剂两大类。常用的药剂有石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物(硫代硫酸钠、硫酸钠)、高分子有机稳定剂、铁酸盐、粘土矿物、N-苯甲酰-N-苯基羟胺等。与无机稳定剂相比，有机稳定剂具有药剂投加量少、增容量小、性质稳定的优点，但也存在价格过高导致使用受限的问题。因此虽然实验室研究表明有机固定剂的固定效果好，但由于成本高而并未大规模工业化生产和使用，并且一般都只针对无机重金属有效果，但对于有机污染物如二噁英的固定效果不佳。

因此，虽然飞灰固定化处理是一种简单可行、无二次污染的飞灰处理方式，但是需要针对飞灰中污染物类型多、危害大的特征，开发广谱、新型、廉价、高效的固定化药剂。这是目前影响飞灰固定化处理技术发展和促进垃圾焚烧发展的关键。但是迄今为止，尚未发现能同时固定化有机污染物和多种金属的生活垃圾焚烧飞灰固定剂的研究报道，也未发现复合生物质炭在飞灰处理中的应用研究。

发明内容

本发明的目的之一在于克服常见稳定药剂对重金属和有机污染物难以同时固定，只能控制单一类型污染物以及用量大、抗酸性不足的弱点，提供一种同时能有效控制垃圾焚烧飞灰中的重金属、有机污染物等多种污染物的固定剂，具有处理工序简单、成本低，应用范围广、抗酸碱能力强的特点，能满足垃圾焚烧飞灰稳定化处理成本和长期安全性要求。本发明的目的之二在于提供应用复合生物质炭生活垃圾焚烧飞灰复合稳定剂稳定化处理生活垃圾焚烧飞灰的方法。

为实现上述目的，本发明提供的一种复合生物质炭垃圾焚烧飞灰复合稳定剂，其包括生物源稳定剂成分、吡啶改性膨润土和载体基料。

其中，所述复合稳定剂中各原料的重量分别为生物源稳定剂成分 1.5kg～1.8kg、吡啶改性膨润土1.0kg～1.3kg和载体基料8kg～12kg。

其中，该生物源稳定剂成分是利用不同来源的生物质，按照一定的比例混合后在高温下厌氧干馏而成。

其中，所述生物质的来源由植物性材料和动物性材料构成，其中植物性材料来源的质量占比为10％～50％，余量为动物性材料来源。

其中，所述吡啶改性膨润土的制备方法具体为：

将1，4-二溴丁烷与吡啶按照质量比1∶2的比例放入反应容器中，倒入乙醇作为溶剂，加热回流10小时，随后冷却，加入膨润土在30℃进行恒温水浴震荡30min～1h，所加入的膨润土与吡啶的质量比为5∶1，产物多次离心处理，倒出上清液，沉淀为吡啶改性膨润土，置于干燥箱中干燥24h，研磨过 100目筛，得到吡啶改性膨润土。

其中，所述钛钨粉载体基料的制备方法具体为：