[发明专利]一种利用鱼类废料稳定生活垃圾焚烧飞灰中的主要重金属的方法

说明书

本发明公开了一种利用鱼类废料稳定生活垃圾焚烧飞灰中的主要重金属的方法，包括步骤：将从鱼类废料中提取的原形态羟基磷灰石与垃圾焚烧飞灰混合，以垃圾焚烧飞灰的重量计，按液固比为0.5～1.5L/kg加水充分混匀，置于密闭环境静置12h以上；所述原形态羟基磷灰石的提取工艺如下：选取含鱼骨的鱼类废料，在420～480℃及有氧环境下进行第一次充分焚烧，至质量损失率稳定在最大值。本发明能同步稳定焚烧灰飞中的主要重金属Zn和Pb，具有处理步骤简单、操作难度小、体积增容比小，时间短的优点，便于大规模产业化应用，具有一定的经济价值。同时，还避免了鱼类废料生物质易腐坏带来的环境风险，实现了资源的充分利用。

技术领域

本发明涉及固废处理技术领域，具体涉及一种利用鱼类废料稳定生活垃圾焚烧飞灰中的主要重金属的方法。

背景技术

在很长一段时间里，生活垃圾的最终处置方式都是进入垃圾填埋场。然而，伴随着社会经济发展以及城市化水平的提高，生活垃圾的产生量快速上升，填埋场的容量逐渐变得相对不足；同时，生活垃圾直接填埋对于能量和物质循环亦有负面作用；此外，居民对于垃圾填埋场的“邻避效应”，也逐步开始被纳入考虑之中。于是，生活垃圾的焚烧处理逐渐开始受到重视，所占比例逐步上升。

焚烧处理是一种高温热处理技术。生活垃圾在有一定量过剩空气的条件下于800～1200℃高温的焚烧炉内进行氧化燃烧，大部分有机物质得以分解，产生的残渣进入填埋场进行处置。经过焚烧，进入填埋场的生活垃圾残渣与原生垃圾相比，质量减少70％，体积减少90％左右；同时，焚烧能够分解掉生活垃圾中大部分有害有机成分，还能在过程中回收能源。因此焚烧法是对生活垃圾进行减量化、无害化、资源化的有效手段。生活垃圾焚烧残渣主要是底灰和飞灰。虽然底灰在数量上占绝大多数，但对于飞灰的处置更受到关注，因为其含有高浓度的可溶出性重金属(主要是Zn和Pb)而被划归为危险废物。因此，飞灰必须经过稳定化等处理后才能进入填埋场。

当前已经有多种用于生活垃圾焚烧飞灰中重金属稳定化的方法，但是大多数方法存在操作复杂、步骤繁多或使用成本较高等问题而难以被推广。当前应用较广泛的方法是水泥固化，但这种方式存在一个明显缺陷，就是处理完后体积会增长接近一倍，对填埋场容量占用过高，并且产物不容易资源化利用。因此，当前仍然缺乏一种操作简单、使用成本低且利于后续资源化的生活垃圾焚烧飞灰稳定化处理技术。

鱼类废料是一种常见的固体废弃物，特别是在沿海或者水产品加工业发达地区，大量鱼肉作为产品原料被提取并加工利用，其余部分则作为固体废弃物被排出，且其所占比例可能接近一半。当前，对鱼类废料中有机成分的回收利用已经比较成熟，比如，用作动物饲料，利用提取的油类和脂肪成分制作生物柴油，或提取鱼类废料中的有效成分添加入食品或化妆品，等等。在回收完有机成分后，含有大量的无机成分的部分成为固体废弃物；这一部分鱼类废料需要在短时间内妥善处理处置，以避免其生物有机成分腐坏而带来的环境卫生风险。然而，已有研究表明，鱼骨等硬组织中含有低结晶度的羟基磷灰石(Hydroxyapatite)，它可有效吸附环境中的重金属离子，实现重金属离子的稳定化或从环境中的去除。因此，含有鱼骨的鱼类废料其实拥有着“变废为宝”的潜力。从可持续发展和资源循环的角度来说，鱼类废料中的无机成分应优先考虑能否成为某些生产活动的原料或原料替代品以实现再利用，而这一点对于集中大量排放鱼类废料的企业而言很重要，因为它一方面有助于企业降低废料的处理成本，另一方面还可能获取经济收益。

鱼类废料中有机和无机成分紧密结合，而有机成分的存在，一来可能会因为阻碍重金属离子与羟基磷灰石的接触而降低两者结合效率；二来可能与环境中其他物质结合带来负面影响；三来会降低单位质量鱼类废料中有效成分的比例。因此，去除鱼类废料中的有机成分对于鱼类废料中的羟基磷灰石高效发挥作用非常重要。然而，现有从鱼骨中提取羟基磷灰石的方法存在耗时长、能耗大、工艺复杂的缺点，还可能影响羟基磷灰石的原始结晶态及其对重金属的吸附效果。

发明内容