[发明专利]一种飞灰淋溶液均相离子交换膜电渗析深度处理工艺

说明书

本发明属于水处理领域，具体涉及到一种稳定化垃圾焚烧飞灰淋溶液均相离子交换膜电渗析深度处理工艺，通过加药除钙系统、浸没式超滤系统、PH调节、电渗析系统、纳滤系统、反渗透系统，从而将产生的纳滤浓水和反渗透浓水返回到电渗析淡水中进行循环脱盐，提高系统整体回收率。本发明通过选用高钙容忍度的均相离子交换膜及其电渗析装置，降低了对飞灰淋溶液的预处理要求，进而大幅度节约处理成本。本发明采用电渗析技术，通过合理设计料液量比、料液流速和平均电流密度，实现高硬度的飞灰淋溶液的高倍浓缩和大幅度减量，避免了淋溶液溢流而对周围环境造成污染的风险。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及到一种稳定化垃圾焚烧飞灰淋溶液均相离子交换膜电渗析深度处理工艺。

背景技术

飞灰是指在垃圾焚烧厂烟气净化系统、烟囱底部和热回收系统等过程中收集的固体废物。

为了控制飞灰重金属的浸出，减少飞灰的毒性和对环境的危害，飞灰必须经过稳定化或固化等中间处理过程，才能最终填埋或资源化利用。固化/稳定化过程需加入化学稳定药剂、水泥、粉煤灰、硅酸钠、石灰等化学添加剂先稳定化再固化，该方法稳定重金属的能力有限，存在长期释放的可能，遇上雨水，其中的可溶性盐分容易渗出，形成大量的飞灰淋溶液，需进行处理。

近年来，与飞灰相关的专利主要集中在飞灰固化/稳定化方法以及飞灰无害化资源化处理方法方面，如：《一种垃圾飞灰处理用稳定化药剂及采用其处理飞灰的方法》（CN107137858A）；《垃圾焚烧发电厂飞灰稳定化造粒一体化系统》（CN106345369A）；《一种垃圾焚烧飞灰无害化处置方法》（CN106964628A）；《一种飞灰无害化处理资源化再生利用装置及处理方法》（CN106391663A）等。关于飞灰淋溶液的处理方法鲜见报道，主要是因为飞灰淋溶液具有重金属含量高、硬度高、盐度高、水质水量随着季节变化而变动较大等特点，处理技术存在许多技术难点。

目前，飞灰淋溶液的常规处理方式是：在飞灰填埋场附近建设调节池，将填埋场产生的淋溶液收集其中。然而，遇到雨季时，调节池液体将明显升高，存在淋溶液溢流而对周围环境造成污染的风险，环保政策要求单独对这类高盐高硬度废水进行深度处理。

飞灰淋溶液属于典型的高盐高硬度废水，其深度处理工艺步骤主要包括软化预处理、浓缩减量处理和固化处理（如蒸发结晶）三个过程。其中的浓缩减量处理为该工艺链的核心关键步骤，可用的方法有：反渗透（苦咸水反渗透、海水淡化反渗透、蝶管式反渗透）、电渗析、正渗透和膜蒸馏。由于各种技术对进水溶液中钙含量的要求（钙容忍度）不同，使得相应的预处理要求也各不相同，最终将造成整体工艺方案的整体处理成本的不同。

近年来，随着均相离子交换膜制备技术的突破，均相离子交换膜电渗析技术在高盐高硬度废水浓缩减量上因其钙容忍度高、浓缩倍数高、减量化程度高、投资成本和运行成本适中的优点，具有独特优势。

均相离子交换膜含有大量-COOH、-SO3H等功能性基团，表现出高钙容忍度、高离子选择透过性和低电阻性能。高钙容忍度能够减少钙离子在膜表面结垢而造成的膜孔道堵塞现象，适应于高硬度废水处理；高离子选择透过性使得均相离子交换膜对反离子（与膜固定荷电基团电性相反的离子）具有高选择透过性，但基本不透过同离子（与膜固定荷电基团电性相同的离子），进而使电渗析过程的运行效率较高，适用于高盐度废水的处理；低电阻能够降低运行过程的操作电压，从而使电渗析过程的运行能耗较低。同时，均相离子交换膜还具备合适的机械稳定性、化学稳定性、抗污染性，能够承受工程应用过程中的严苛工况。

发明内容

为了解决飞灰淋溶液的处理问题，本发明提出一种稳定化垃圾焚烧飞灰淋溶液均相离子交换膜电渗析深度处理工艺，该工艺以均相离子交换膜电渗析技术为核心技术，适合于各类高盐高硬度废水深度处理。

本发明提出的一种稳定化垃圾焚烧飞灰淋溶液均相离子交换膜电渗析深度处理工艺，包括以下步骤：