[发明专利]一种中温热处理稳固垃圾焚烧飞灰重金属的方法

说明书

本发明公开了一种中温热处理稳固垃圾焚烧飞灰重金属的方法，包括下列步骤：一、将垃圾飞灰、硅基材料无定形SiO₂的材料与水进行混合，送入带有移动床或流化床热处理反应器；二、引入高温烟气直接接触加热混合飞灰，产生的尾气通入垃圾焚烧炉烟气净化系统；三、待热处理后的飞灰冷却至室温后，将其贮存，送入填埋场进行填埋或待后续资源化处理。区别于常规烧结、熔融热处理法，采用本发明的系统与方法，热处理温度低，不需要额外设置热源和尾气处理设备，不仅节约能源，利于控制Cr浸出浓度的增加，还能降低重金属挥发量，减轻尾气处理系统的负担，实现垃圾飞灰的现场处置，简单经济，操作方便。

技术领域

本发明属于危险废弃物处理领域，尤其涉及一种垃圾焚烧飞灰重金属稳固化的工艺方法。

背景技术

近年来，随着我国工商业迅猛发展，资源消耗逐年增加，导致生产、消费过程中产生大量的生活垃圾。生活垃圾如果处置不当，会造成土壤、水、大气污染，传播疾病，危害人类健康。目前垃圾无害化处理方式主要有卫生填埋、堆肥与垃圾焚烧。鉴于垃圾焚烧具有去毒、减重、回收能量的优势，垃圾焚烧在国内发展迅速。根据国家规划，至2020年，我国垃圾焚烧比重将占一半以上，年复合增长率达到12％。然而垃圾焚烧将产生3～5％的焚烧飞灰，根据国家规定GB18485-2001须当危废处理。垃圾焚烧飞灰一般由SiO₂、CaCO₃、Al₂O₃、CaSO₄、Ca(OH)₂、NaCl、KCl等矿物相组成并包含Pb,Cd,Zn,Cu,Cr等重金属。垃圾焚烧过程中，重金属根据蒸发冷凝机制以及夹带、扬析等方式聚集在飞灰中。飞灰中的重金属易进入水体，恶化水质，且重金属进入人体后不易排出，从而在人体内不断积累，严重危害人们的健康安全。因此，垃圾焚烧飞灰须经适当处置，满足垃圾填埋场污染物控制标准后方可填埋。

目前垃圾焚烧飞灰处理技术主要有热处理、提取、固化和稳定化技术。

热处理技术主要以熔融和烧结技术为代表。熔融技术是利用高温使飞灰达到熔融状态，一般热处理温度达到1400℃，飞灰中的有机物分解、燃烧及气化,而无机物则熔融成玻璃质熔渣。在熔融过程中，飞灰中的SiO₂中的Si—O键被打开，形成网状结构，从而固定重金属。烧结技术是利用低于熔融法的能量,扩散飞灰颗粒，从而排除晶体中的孔隙，形成致密坚硬物质。例如专利CN101081397B公开了一种垃圾焚烧飞灰高温烧结处理方法，向飞灰加入可溶性硅酸盐、活性二氧化硅微粉、高岭土后加水混练，1200℃高温烧结，使飞灰玻璃化，减容率大，重金属稳固效果好。但采用这些高温处理方法需要消耗大量的能源,同时由于其中的Pb,Cd,Zn等重金属元素高温易挥发,需进行严格的后续烟气处理,故处理成本很高。另外，高温下，飞灰中难溶解的Cr₂O₃能与CaO和O₂反应生成易溶解的CaCrO₄，可能造成Cr的浸出浓度升高，不满足填埋标准。

飞灰中的重金属提取的方法主要有：酸提取、碱提取、高温提取、生物浸提和其他药剂提取等。提取技术可回收飞灰中的重金属，实现飞灰的资源利用，但需要对可溶盐和排水进行处理，一般只用于重金属浓度较高、有必要进行回收的情况。

水泥固化技术是目前国际上最常用的危险废物固化技术,可在常温下操作，处理费用低廉且固化体不要求脱水和干燥，但水泥耗量大，增容增重比大，加大了运输成本。若飞灰碱性和氯含量较高，两性重金属处理效果不理想，重金属容易渗出。