高分子树脂材料包封生活垃圾焚烧飞灰的方法及其在路面中的清洁应用技术

本发明专利技术公开了一种高分子树脂材料包封生活垃圾焚烧飞灰的方法，并实现了生活垃圾焚烧飞灰在沥青路面中的资源化清洁应用。将生活垃圾焚烧飞灰与高分子树脂材料按质量比为10:2～3的比例进行混合达到包封目的。高分子树脂材料既可以是热固性高分子材料也可以是热塑性高分子材料。包封后的飞灰可应用于沥青路面的面层和基层。路面在应用过程中，生活垃圾焚烧飞灰中的重金属及其化合物浸出毒性合格，不会对环境造成二次污染。铺设的路面路用性能各项指标满足规范要求，实现了生活垃圾焚烧飞灰在沥青路面中的资源化清洁应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法及其在路面中的清洁应用，属于固体废弃物处理处置与资源化、道路铺面材料及其加工制备技术交叉领域。
技术介绍
生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧厂烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰。研究表明，生活垃圾焚烧飞灰中含有二噁英类及重金属等有毒有害物质，因此，我国将其列为《国家危险废物名录》中的HW18类危险废物，不妥善处置会直接威胁周围环境及人类健康，并会引发公众群体事件进而影响垃圾焚烧行业积极健康发展。生活垃圾焚烧飞灰的毒性和易造成二次污染的特性也是生活垃圾焚烧厂选址受公众质疑的重要原因。目前，国内生活垃圾焚烧飞灰主要处置方式及缺点有：(1)直接进入危险废物填埋场填埋。处理成本高，无填埋场的区域在远距离运输中存在二次污染风险；(2)螯合剂稳定化或水泥固化后进入卫生填埋场填埋。浸出毒性不合格现象时有发生，二次污染风险高。存在增容量大、占有土地资源等问题。随着垃圾焚烧的普及，卫生填埋场的逐步关停或填埋场容量饱和，生活垃圾焚烧飞灰面临无法填埋的风险；(3)水泥窑协同处置。Cl元素影响水泥质量，会限制水泥使用范围，对设备腐蚀危害较大。国外发达国家飞灰的处置技术有：德国采用矿井深埋，日本采用高温熔融，美国采用飞灰炉渣混合处置等。考虑到我国国情、投资处置成本以及现行法规限制等，以上发达国家采用的技术均不适宜我国飞灰处置。因此，开发环境友好、符合我国经济发展的垃圾焚烧飞灰处置技术，从根本上改变飞灰处置现状，突破当前垃圾焚烧行业能源、环境、资源三者之间的矛盾，成为中国垃圾焚烧行业可持续发展的重大战略需求。传统的沥青固化技术可将生活垃圾焚烧飞灰与沥青按一定比例混合，使飞灰中重金属元素在固化产物中惰化从而降低重金属类元素向环境浸出的技术。理论上，由传统沥青固化技术制成的生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料在重金属浸出毒性合格的前提下，可用于铺路。然而，在实际应用中，生活垃圾焚烧飞灰中高含量可溶盐会影响沥青路面的抗水损害能力，降低路面使用性能。因此，传统的沥青固化技术目前无法实际应用于生活垃圾焚烧飞灰的大掺量处置，并实现生活垃圾焚烧飞灰的资源化清洁利用。鉴于上述问题，本专利技术不断寻找创新的沥青固化技术，使高可溶盐含量下生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料的水稳定性指标合格、重金属类物质浸出毒性合格，进而能够实现生活垃圾焚烧飞灰在路面中的资源化清洁应用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，并实现包封后生活垃圾焚烧飞灰在路面中的清洁应用。采取本专利技术所述的技术方案有效解决了生活垃圾焚烧飞灰在路面应用中可溶盐溶出对沥青路面水稳定性能的影响，不仅保证了沥青路面的使用性能，而且缓解了生活垃圾焚烧飞灰中重金属类物质的浸出，进而实现生活垃圾焚烧飞灰在路面中的资源化清洁应用。本专利技术采取的技术方案如下：1、一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，将生活垃圾焚烧飞灰与高分子树脂材料按质量比为10:2～3的比例进行混合固化、形成强度，从而达到包封目的；所述高分子树脂材料包括有机胶凝材料及固化剂。所述生活垃圾焚烧飞灰为经过二噁英低温热降解处理后的飞灰。优选的，所述有机胶凝材料为热固性高分子材料，先将热固性高分子材料与固化剂混合均匀，然后加入生活垃圾焚烧飞灰，并混合搅拌均匀，放置室温下养生12～24h形成强度即可。优选的，所述热固性高分子材料为酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂或聚氨酯。优选的，所述有机胶凝材料为热塑性高分子材料，在高于热塑性高分子材料熔点的温度下按比例将生活垃圾焚烧飞灰与热塑性高分子材料进行熔融共混，最后冷却形成强度即可。优选的，所述热塑性高分子材料为聚烯烃及其共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯酸类塑料、聚砜、聚苯醚中的一种或几种。优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰的粒径小于1mm，所述包封后生活垃圾焚烧飞灰颗粒的粒径为0～4.75mm。优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰中粒径小于75μm的飞灰质量百分含量大于75％，且处于58～75μm粒径范围的生活垃圾焚烧飞灰质量分数大于70％。2、所述生活垃圾焚烧飞灰包封方法获得的包封飞灰在路面中的应用。优选的，按质量百分比计，所述包封飞灰占沥青混合料中矿料质量的4％，将包封飞灰替代部分矿粉或集料加入到沥青混合料中，所述沥青混合料采用SMA-13型级配、SMA-16型级配、AC-20C型级配、AC-25C型级配或ATB-25型级配。优选的，所述沥青混合料中沥青为SK70#沥青。本专利技术的有益效果在于：本专利技术采用高分子树脂材料对生活垃圾焚烧飞灰进行包封，包封得到的生活垃圾焚烧飞灰颗粒致密无孔、强度高，有效阻断了生活垃圾焚烧飞灰中的可溶盐的溶出与重金属的浸出。将包封后的生活垃圾焚烧飞灰用于路面铺设，其在沥青面层和基层应用效果良好，铺设的路面路用性能各项指标满足规范要求，且生活垃圾焚烧飞灰中重金属浸出毒性合格，不会对环境造成二次污染。本专利技术在工程上实现了生活垃圾焚烧飞灰在路面中的资源化清洁利用。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。本专利技术所用生活垃圾焚烧飞灰来源于重庆某垃圾焚烧厂，为经炉排炉式垃圾焚烧炉的布袋除尘器收集的生活垃圾焚烧飞灰，生活垃圾焚烧飞灰首先进行二噁英低温热降解处理，低温热降解的最佳工艺参数如下：热降解温度：400℃，飞灰排出温度：≤150℃，固相停留时间：1-2h，气氛：氮气气氛，O2体积浓度≤1％，脱氯活性介质：CaO，质量浓度≥10％。在上述工艺条件下二噁英的降解率达95％以上，生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的含量降低至10ngTEQ/kg以下；另外，生活垃圾焚烧飞灰中可溶盐含量为20～30％，重金属含量见表1。表1生活垃圾焚烧飞灰中重金属含量(干基，mg/kg)生活垃圾焚烧飞灰浸出液重金属浸出浓度见表2。表2生活垃圾焚烧飞灰浸出液重金属浸出浓度(醋酸缓冲溶液法，mg/L)危害成分浸出浓度Be未检出V未检出Cr0.05Mn3.92Co0.10Ni0.19Cu3.09Zn111.29As未检出Se未检出Cd5.99Sb...

【技术保护点】
一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，其特征在于，将生活垃圾焚烧飞灰与高分子树脂材料按质量比为10:2～3的比例进行混合固化、形成强度，从而达到包封目的；所述高分子树脂材料包括有机胶凝材料及固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，其特征在于，将生活垃圾焚烧飞灰与高分子树脂材料按
质量比为10:2～3的比例进行混合固化、形成强度，从而达到包封目的；所述高分子树脂材料
包括有机胶凝材料及固化剂。
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，其特征在于，所述有机胶凝材料
为热固性高分子材料，先将热固性高分子材料与固化剂混合均匀，然后加入生活垃圾焚烧飞
灰，并混合搅拌均匀，放置室温下养生12～24h形成强度即可。
3.根据权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，其特征在于，所述热固性高分子
材料为酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂或聚
氨酯。
4.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，其特征在于，所述有机胶凝材料
为热塑性高分子材料，在高于热塑性高分子材料熔点的温度下按比例将生活垃圾焚烧飞灰与
热塑性高分子材料进行熔融共混，最后冷却形成强度即可。
5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，其特征在于，所述热塑性高分子
材料为聚烯烃及其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李菁若，周再江，王琪，洪流，李祖伟，钟宁，蒋立新，季炜，李文旭，刘思明，杨玉飞，闫大海，赵战伟，熊绍武，雷东，杨毅，裴建民，张曼丽，胡旭辉，
申请(专利权)人：重庆三峰环境产业集团有限公司，招商局重庆交通科研设计院有限公司，中国环境科学研究院，重庆中信渝黔高速公路有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50