一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法技术

本发明专利技术涉及一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法，包括将生活垃圾焚烧飞灰进行水洗脱盐脱氯处理，之后进行酸洗脱除重金属，所获得的脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配制备透水砖，水洗液和酸洗液混合后采用活性炭选择性富集和纯化贵金属，剩余液相进行可溶盐回收后，所得水处理液返回水洗步骤回用。采用本发明专利技术处理方法可以有效脱除飞灰中的可溶性盐、氯元素和重金属，其中飞灰中残留重金属的浸出毒性完全符合国家标准；同时有效回收飞灰中的贵金属和可溶性盐，并保证废液和活性炭的循环利用；该方法具有节能、生态环保、资源回收、变废为宝等优点，同时脱毒后的飞灰可以安全用于建筑、环保等行业，应用和推广价值极高。

Detoxification classification and resource utilization method for MSWI fly ash of domestic waste

The invention relates to a garbage incineration fly poison classification resource utilization method of ash removal, including fly ash water desalting dechlorination treatment of MSW incineration, after the removal of heavy metals from pickling, detoxification of fly ash and waste incineration bottom ash were prepared for permeable bricks, washing liquid and mixed acid solution after using activated carbon selective enrichment and purification of precious metals, the residual liquid recovery of soluble salts, the water treatment liquid back washing process reuse. The processing method can effectively remove the soluble salt and fly ash in chlorine and heavy metals, the leaching toxicity of heavy metals in full compliance with national standards remain one in the fly ash and fly ash; effective recovery of precious metals and soluble salts, and to ensure that the wastewater and activated carbon recycling; the method has the advantages of energy saving, environmental protection recycling and waste, etc., at the same time after detoxification of fly ash can be safely used for construction, environmental protection and other industries, the high value of application and promotion.

【技术实现步骤摘要】
一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法
本专利技术属于环境工程
，尤其涉及一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法。
技术介绍
生活垃圾焚烧技术能够实现垃圾的减容、减量和能源化利用，同时还具有占地面积小、处理时间短和可以彻底杀死所有的病原微生物和寄生虫卵等优点，因此焚烧技术已在我国得到了快速发展和广泛应用。而生活垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧过程中产生的二次污染物，产量约为总量的3%-5%，2015年全国生活垃圾焚烧飞灰产生量超800万吨/年。飞灰因含有高浓度的重金属以及高毒性当量的二噁英等有机污染物已将它列入《国家危险废物名录》（HW18）。国家规定飞灰必须进行稳定化处理后再填埋或利用。根据HJ/T300制备的浸出液中重金属浓度必须低于规定的限制，参照《生活垃圾填埋污染控制标准》（GB16889-2008）要求进入填埋场的飞灰二噁英含量低于3μgTEQ/Kg。因此生活垃圾焚烧飞灰的安全处理处置已成为中国当前面临的巨大环境问题。目前，我国生活垃圾焚烧飞灰无害化处理处置主要固定化技术为主，固化方式通常为水泥固化、熔融固化以及添加化学药剂固化。其中水泥固化技术体积明显增加1.5-2.0倍，直接用于填埋处理会浪费我国宝贵的土地资源，而且存在长期稳定性问题；高温熔融法完全可以实现固化重金属和彻底降解二噁英，但是其耗能和投资费用高，并对可燃或具有挥发性的废物不适用；添加化学药剂则对重金属的固化效果好，但是对二恶英的降解和可溶性盐的稳定作用较差。由此可见，如何安全高效处理处置飞灰还有待进一步探索。我国生活垃圾焚烧飞灰未来无害化处理的趋势是实现飞灰中污染物低成本去除，有用资源高效回收利用以及重金属固化长期稳定的目标。现有的飞灰无害化处理技术主要侧重于飞灰中污染物的固化或脱除，无害化处理后的飞灰主要用于填埋处理，还未见将生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用的报道。例如，专利申请CN105907981A公开了一种利用生物沥浸技术去除城市垃圾焚烧飞灰中重金属的方法，通过自养沥浸菌剂实现飞灰有毒金属的浸提，其沥浸菌剂制备复杂，条件苛刻，整个浸提过程工艺冗杂，处理成本和难度都非常高，不适于大量城市垃圾焚烧飞灰的处理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是克服现有技术处理生活垃圾焚烧飞灰存在的飞灰无害化效果差、成本高、有用资源难以回收利用等问题，提供一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法。本专利技术处理流程短，可以为飞灰无害化处理提供新途径，也可以实现飞灰中污染物低成本去除，有用资源高效回收利用以及重金属固化长期稳定的综合效果，且不会对环境产生二次污染，一举多得。本专利技术所述的方法中，飞灰与水以质量体积比为1:5-1:20g/ml的比例混合，比例的范围是基于可溶性盐全部溶出所需的水量而定，水量越大，可溶性盐溶出越彻底，但是会造成成本的大幅度提高。因此综合考虑可用性盐的溶出率和用水量之后，发现1:5-1:20g/ml的比例混合为最佳比例。同理，水洗后的飞灰和酸液按质量体积比为1:5-1:20g/ml的比例混合，比例的范围基于金属离子全部溶出和成本的综合考虑。本专利技术所述的方法中优选采用混酸，相比于单独的酸，混酸的优势在于可以保证将飞灰中全部重金属脱除，而单一酸可能对某些重金属的脱除效果显著，但是对其他重金属的脱除效果则较差，因此本方法优选采用混酸。本专利技术所述的方法中，关键技术之一是飞灰的彻底脱毒并实现多级资源化利用，包括贵金属的回收和脱毒飞灰用于制备建材砖；对环境零排放，零污染，并变废为宝，同时回收不可再生资源贵金属。其中，所得固相的脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配用于制备透水砖，最佳复配比例为质量比1:4-1:8，这是因为脱毒后飞灰粒径很小，而底灰粒径较大。最佳比例是根据生产过程中工人的经验所得。飞灰比例过大则制备的建材砖硬度太低，如果飞灰掺入比例较小，则所需底灰较多，飞灰资源化进程太慢。并且不同飞灰的特性具有差异性。本专利技术所述的方法中，富集和纯化贵金属后的活性炭可用于回收贵金属，具体为：首先采用酸洗的方法溶解活性炭吸附的贵金属，再从溶液中分离（如还原沉淀法，溶剂萃取法等）和精炼，最终获得贵金属纯产品。富集和纯化贵金属后的活性炭回收贵金属之后，经干燥处理后在不同气氛下（氮气、二氧化碳以及水蒸气）采用高温活化活性炭，以此来调整和改变活性炭的表面特征和孔径分布，并用于循环利用。具体方案如下：一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法，包括以下步骤：（1）将生活垃圾焚烧飞灰与水以质量体积比为1:5-1:20g/ml的比例混合，经机械搅拌混合0.5-4.0小时形成灰浆；（2）将步骤（1）中得到的灰浆送入离心机进行脱水，分离出水洗液和水洗后的飞灰，其中水洗后的飞灰和酸液按质量体积比为1:5-1:20g/ml的比例混合，在机械搅拌下处理2.0-12.0小时，得到脱毒灰浆；（3）将步骤（2）中得到的脱毒灰浆进行机械分离，分离出酸洗液和固相的脱毒飞灰，其中所得固相的脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配，用于制备透水砖；（4）将步骤（2）中得到的水洗液和步骤（3）中得到的酸洗液混合，采用具有选择性吸附功能的活性炭富集和纯化贵金属，富集和纯化贵金属后的活性炭用于回收贵金属，剩余液相进行可溶性盐回收后，所得水处理液返回到步骤（1）中与生活垃圾焚烧飞灰混合再利用。进一步的，所述的步骤（2）中酸液的浓度为0.5-2.5mol/L。进一步的，所述的步骤（2）中酸液为盐酸、硝酸和硫酸所形成的混酸，其中盐酸为质量分数为37%的浓盐酸；硝酸为质量分数为65%的浓硝酸；硫酸为质量分数为70%的浓硫酸，盐酸、硝酸和硫酸混合的体积比为1:（1-3）:1。进一步的，所述的步骤（3）中固相的脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配比例为质量比1:4-1:8。进一步的，所述的步骤（4）中富集和纯化贵金属后的活性炭用于回收贵金属的方法包括：采用酸洗的方法溶解活性炭吸附的贵金属，再采用还原沉淀法或溶剂萃取法从溶液中分离贵金属离子，经精炼最终获得贵金属纯产品。进一步的，所述的步骤（4）中剩余液相进行可溶性盐回收的方法为蒸发浓缩和结晶析出可溶性盐类，实现盐类物质的回收。进一步的，所述的步骤（4）中富集和纯化贵金属后的活性炭回收贵金属之后，经干燥处理后，再在氮气、二氧化碳或水蒸气气氛下于600℃-1000℃活化活性炭，以此来调整和改变活性炭的表面特征和孔径分布，所得的活化后的活性炭循环再利用。有益效果：（1）本专利技术提供了生活垃圾焚烧飞灰的低成本脱毒方法；与其他技术相比，该技术具有协同低成本脱除生活垃圾焚烧飞灰中污染物的显著优势。也就是，经飞灰水洗脱盐脱氯处理，有效解决飞灰中高含可溶性盐和氯的问题，再经酸洗脱除重金属处理，有效降低了飞灰中重金属总量，并且各个重金属浸出浓度均低于国家标准GB16889-2008规定的浓度限制，使脱毒飞灰更安全的资源化利用；而后续脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配按照常规方法制备透水砖过程，均可以有效降解二噁英，完全满足飞灰二噁英含量低于3μgTEQ/Kg的要求。（2）本专利技术工艺具有有用资源高效回收利用的特点；生活垃圾焚烧飞灰经水洗和酸洗处理后，不仅有脱除飞灰中污染物的效果，更重要的是可以高效回收水洗酸洗液中的贵金属和可溶性盐类物质，解决了目前飞灰中重金属严重超本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将生活垃圾焚烧飞灰与水以质量体积比为1:5‑1:20g/ml的比例混合，经机械搅拌混合0.5‑4.0小时形成灰浆；（2）将步骤（1）中得到的灰浆送入离心机进行脱水，分离出水洗液和水洗后的飞灰，其中水洗后的飞灰和酸液按质量体积比为1:5‑1:20g/ml的比例混合，在机械搅拌下处理2.0‑12.0小时，得到脱毒灰浆；（3）将步骤（2）中得到的脱毒灰浆进行机械分离，分离出酸洗液和固相的脱毒飞灰，其中所得固相的脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配，用于制备透水砖；（4）将步骤（2）中得到的水洗液和步骤（3）中得到的酸洗液混合，采用具有选择性吸附功能的活性炭富集和纯化贵金属，富集和纯化贵金属后的活性炭用于回收贵金属，剩余液相进行可溶性盐回收后，所得水处理液返回到步骤（1）中与生活垃圾焚烧飞灰混合再利用。

【技术特征摘要】
1.一种生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将生活垃圾焚烧飞灰与水以质量体积比为1:5-1:20g/ml的比例混合，经机械搅拌混合0.5-4.0小时形成灰浆；（2）将步骤（1）中得到的灰浆送入离心机进行脱水，分离出水洗液和水洗后的飞灰，其中水洗后的飞灰和酸液按质量体积比为1:5-1:20g/ml的比例混合，在机械搅拌下处理2.0-12.0小时，得到脱毒灰浆；（3）将步骤（2）中得到的脱毒灰浆进行机械分离，分离出酸洗液和固相的脱毒飞灰，其中所得固相的脱毒飞灰和生活垃圾焚烧底灰复配，用于制备透水砖；（4）将步骤（2）中得到的水洗液和步骤（3）中得到的酸洗液混合，采用具有选择性吸附功能的活性炭富集和纯化贵金属，富集和纯化贵金属后的活性炭用于回收贵金属，剩余液相进行可溶性盐回收后，所得水处理液返回到步骤（1）中与生活垃圾焚烧飞灰混合再利用。2.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法，其特征在于：所述的步骤（2）中酸液的浓度为0.5-2.5mol/L。3.根据权利要求1所述的生活垃圾焚烧飞灰的脱毒分级资源化利用方法，其特征在于：所述的步骤（2）中酸液为盐酸、硝酸和硫酸所形成的混酸，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴栋，汪印，
申请(专利权)人：中国科学院城市环境研究所，
类型：发明
国别省市：福建,35