本发明涉及垃圾飞灰的重金属螯合稳定固化领域，特别涉及一种垃圾飞灰稳定改良剂及其制备方法。
背景技术：
土壤是人类赖以生存的环境，水更是人类生存的基础，但城市垃圾已经严重威胁到人类的生存。城市垃圾焚烧是目前最高效、最经济的处理方法。垃圾经高温焚烧产生的飞灰因其含有的重金属离子严重超标，被国家明令列入危险废物，废物类别：HW18，废物代码：772-002-18。同时根据2016年环保部公布并实施的《危险废物豁免管理清单》中规定，垃圾飞灰经螯合处理后，重金属离子含量经检验合格，可以按固体废物自行处理。仅“危”与“固”一字之差，对水、土壤及人类的危害程度已是天壤之别。
现有的螯合剂，包括硫代氨基型螯合剂，在处理超高重金属离子的效果却十分不理想，有的飞灰在处理后的检测结果甚至超出相关国标标准的数十倍。出现此结果的原因并不是在于稳定剂螯合能力不够，而是在于固体飞灰中重金属含量的不均匀造成的。各种药剂的螯合值测得都是在溶液中测得，前提是螯合基团(硫代氨基等基团)与被螯合重金属离子的充分接触，但飞灰中重金属离子在垃圾飞灰中的含量分布却是不均匀的。
以深能源宝安垃圾焚烧厂测得的数据为例，见表，1，为2011年至2016年不同时期不同批次的飞灰的12项国家标准列明进行监管的重金属离子含量，其中最有代表性，也是最容易超标的铅离子的含量从最低0.15到最高125，相差800倍左右；镉离子的含量从最低0.05到最高31.9，相差640倍左右(详见说明书附图，附表1)。
进一步看表2，为同一天同一批次中不同点取单点样品检测，铅的含量从0.03到48.6，相差在1500倍左右；镉离子的含量从最低0.02到最高24.9，相差1250倍左右(详见说明书附图，附表2)。
由于垃圾飞灰量巨大，仅深能源宝安垃圾厂每日产量100吨左右，全国到2018年将有1000座垃圾焚烧厂在运行，每日产量约5万吨左右。而垃圾飞灰的固化螯合过程无法在溶液中完成，现采用的是类似水泥搅拌固化的工艺，具体见附图1。也就是说，稳定药剂通过稀释搅拌，充分均匀的分散到飞灰里，但螯合对象重金属离子却不是均匀的分布在灰中，螯合基团在固化的飞灰中缺少活性，不能快速自由的移动，螯合效果是部分重金属离子低的区域药剂严重过剩，部分重金属离子低的区域药剂严重不足，最后的检测结果就是螯合的结果不稳定。
鉴于此，特提出本发明，在不改变稳定剂本身螯合能力的情况下，通过增加稳定剂的表面活性来增加螯合基团的分散性、扩散性来提高螯合剂对飞灰重金属离子的螯合效果。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种垃圾飞灰稳定改良剂及其制备方法，通过增加稳定剂的表面活性来增加螯合基团在固体飞灰中的分散性及扩散性，来解决飞灰中重金属离子的局部不均匀问题，从而能够很好的适应各种垃圾飞灰的螯合处理，特别是针对重金属含量超高的垃圾飞灰有超常的效果。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种垃圾飞灰稳定改良剂及其制备方法，其特征在于：所述垃圾飞灰稳定改良剂包括以任意比例配比的重金属离子螯合剂、表面活性剂、分散剂；其中重金属离子螯合剂可以是硫代氨基类螯合剂，也可以是其他各类能用于重金属离子螯合用途的螯合剂，表面活性剂可以是各种能促进稳定剂表面活性，提高螯合基团在飞灰固化物中的分散性和扩散性的试剂，分散剂可以是各种能促进螯合剂分散性，提高螯合基团在飞灰固化物中的分散性和扩散性的试剂，该垃圾飞灰稳定改良剂可以是固态，也可以是液态。
垃圾飞灰稳定改良剂的制备方法为：使用飞灰螺旋输送机和飞灰计量装置将飞灰输送到干粉管道，再使用药剂螺旋输送机和药剂计量装置将固体药剂输送到干粉管道，将飞灰和药剂在干粉管道内搅拌混合后送入飞灰混合搅拌机，使用液体药剂输送泵和液体药剂计量装置将液体药剂输送到飞灰混合搅拌机，使用工艺水输送泵和工艺上计量装置将工艺水输送到飞灰混合搅拌机，利用飞灰混合搅拌机整体进行搅拌，之后进行固化物养护，最终将该垃圾飞灰稳定改良剂放入生活垃圾卫生填埋场使用。
优选的，所述表面活性剂可以是单一水溶性表面活性剂，也可以是多种表面活性剂的复合剂。
优选的，所述分散剂可以是单一水溶性分散剂，也可以是多种分散剂的复合剂。
优选的，所述表面活性剂及分散剂的添加比例为质量比的1～5％，是实验的较优配比，但不局限于本添加量的配比，可以是表面活性剂、分散剂与螯合剂的最佳效果的任意比。
采用以上技术方案的有益效果是：该垃圾飞灰稳定改良剂对于重金属含量正常超标的飞灰，本发明提供产品提高了稳定剂的活性及分散性，可以大幅提高螯合基团在飞灰中的分散性与扩散性，提高螯合效果，从而降低稳定剂的总体用量，实现飞灰稳定固化经济性的目的。对于重金属含量异常超标的飞灰，普通稳定剂无法满足局部超标飞灰螯合的要求，而经本发明改良后的稳定剂，提高了稳定剂的活性分散性，可以大幅提高螯合基团在飞灰中的分散性与扩散性，提高螯合效果，从而达到局部异常超标飞灰螯合的要求，实现飞灰螯合固化环保性的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
图1是本发明一种垃圾飞灰稳定改良剂及其制备方法的原理图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明一种垃圾飞灰稳定改良剂及其制备方法的优选实施方式。
采用平行对比实验及数据来验证本发明的结论：
实验准备：
足量的垃圾飞灰、足量的去离子水、未经改良的稳定剂(实验简称药剂1，为40％的二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液)、按本发明所述的实验例1是配制的改良剂(实验简称药剂2，40％的改良剂水溶液)、精确到0.01g的电子称、可调整搅拌器(定速60转/分)、胶头滴管、量筒烧杯等实验常用器材。
实验目的：在实际固态飞灰体系中，验证改良剂的螯合效果优于普通稳定剂
实验方法：分别用两种不同的药剂，在相同剂量、相同的螯合条件的情况下进行螯合实验，经过相同的固化保养时间后，按HJ/T300-2007标准进行毒性浸出后，并对浸出液的12项重金属离子进行测试
实验步骤：
1.制作灰样：将事先准备的垃圾飞灰充份均匀的分成21份，每份200g；
2.从21份中任意抽取3份，分别标为1.2.3号，分别装袋备检；
3.再从21份中任意抽取6份，分别放入玻璃容器中，标为4-9号，其中4-6号每份分别滴加4g药剂1，同时每份分别加入56g去离子水，分别用搅拌器搅拌60s后，分别装袋备检；7-9号每份分别滴加4g药剂2，同时每份分别加入56g去离子水，分别用搅拌器搅拌60s后装袋备检；
4.再从21份中任意抽取6份，分别放入玻璃容器中，标为10-15号，其中10-12号每份分别滴加6g药剂1，同时每份分别加入54g去离子水，分别用搅拌器搅拌60s后，分别装袋备检；13-15号每份分别滴加6g药剂2，同时每份分别加入54g去离子水，分别用搅拌器搅拌60s后，分别装袋备检；
5.再从21份中任意抽取6份，分别放入玻璃容器中，标为16-21号，其中16-18号每份分别滴加8g药剂1，同时每份分别加入52g去离子水，分别用搅拌器搅拌60s后，分别装袋备检；19-21号每份分别滴加8g药剂2，同时每份分别加入52g去离子水，分别用搅拌器搅拌60s后，分别装袋备检；
6.将21份袋装样品在常温下放置48小时进行固化保养；
7.按HJ/T300-2007标准要求对21份样品分别进行毒性浸出，浸出液分别按原样的顺序编为1-21号；
8.按GB5085.3-2007的要求对21份浸出液进行12项重金属离子含量测试。
实验结果：详见图1，附表3。
实验结论：
1、在垃圾飞灰中，改良剂的螯合能力及螯合效果优于现有稳定剂；
2、在垃圾飞灰中，现有稳定剂无法达到全面的螯合效果，而改良剂仍能较好的完成全面的螯合。
下面将结合实施例，对本发明的实施方案进行详细描述，但本领域技术部人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例是未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器示注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实验例1
原料组成：二乙基二硫代氨基甲酸钠38％，十二烷基苯磺酸钠1％，柠檬酸钠1％，水60％
实施方案：将二乙基二硫代氨基甲酸钠、十二烷基苯磺酸钠及柠檬酸钠置于固体混合容器中，开动搅拌并升温到30～40℃左右，保持0.5h后，待无悬浮无沉淀，取样检验合格后进行计量包装。
实验例2
原料组成：二乙基二硫代氨基甲酸钠95％，十二烷基苯磺酸钠3％，柠檬酸钠2％，
实施方案：将二乙基二硫代氨基甲酸钠、柠檬酸钠及十二烷基苯磺酸钠置于固体混合容器中，充分搅拌混合，待混合均匀后，取样检验合格后进行计量包装。
实践案例：
本发明产品在广东佛山南海绿电再生能源有限公司在南海市的垃圾焚烧厂推广使用，并与传统稳定药剂作平行对比实验。
实验情况说明：
南海绿电是亚洲最大的垃圾焚烧及发电厂之一，两个分厂日焚烧垃圾3500吨，日产飞灰150吨。飞灰集中处理，每日使用飞灰稳定剂约4.5吨，每年用量约1500吨飞灰稳定剂。南海绿电使用的稳定工艺：先将950公斤飞灰与占飞灰量10-15％左右的水泥进混合搅拌，再向混合物中同时加入飞灰量3％的飞灰稳定剂以及27％左右的水后，混合搅拌约约90秒后，装入吨包进行固化保养48小时左右，固化后进入抽检，按HJ/T300-2007标准要求进行毒性浸出，按GB5085.3-2007的要求对浸出液进行12项重金属离子含量测试，如12项重金属含量全部符合GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准的要求，则进入相应的生活垃圾填埋场填埋；如任意一项重金属含量达不到GB16889-2008生活垃圾填埋场污染控制标准的要求，则全部的固化飞灰重新处理直至达标或高成本的进入危废填埋场。工艺示意图见说明书附图1。
实验说明：
1.按上步所述的稳定工艺，每处理950公斤飞灰为一个批次；
2.药剂：药剂A，现用的飞灰稳定剂，即40％二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液药剂B；
3.按本发明中实验例2配制的40％改良剂水溶液用量：药剂A，飞灰量的2％，3％，4％药剂B，飞灰量的2％，3％，4％；
4.说明：药剂A及药剂B每四批各交错进行，交错一次后第一批次不取样，后三批每批各取一个样品进行检测并纳入对比记录。
步骤：
一、尽量均匀的用多点取样法取未经处理的飞灰样品三份，标为1-3号；
二、按上述工艺，灰、水泥、药、水分别按950∶95∶19∶266的比例，将药剂A分别螯合4批，尽量均匀的用多点取样法在第2.3.4批次分别取样并标记为4-6号；
三、按上述工艺，灰、水泥、药、水分别按950∶95∶19∶266的比例，将药剂B分别螯合4批，尽量均匀的用多点取样法在第2.3.4批次分别取样并标记为7-9号；
四、同二、三步，分别将A.B药剂按灰、水泥、药、水950∶95∶28.5∶256.5比例螯合并取样，分别标记为10-12，13-15；
五、同四步，分别将A.B药剂按灰、水泥、药、水950∶95∶38∶247比例螯合并取样，分别标记为16-18，19-21；
六、将21份袋装样品在常温下放置48小时进行固化保养；
七、按HJ/T300-2007标准要求对21份样品分别进行毒性浸出，浸出液分别按原样的顺序编为1-21号；
八、按GB5085.3-2007的要求对21份浸出液进行12项重金属离子含量测试。
检测结果总结：详见说明书附图，附表4
由实践案例得知：在重金属离子浓度严重超标垃圾飞灰中，现有稳定剂无法达到全面的螯合效果，而改良剂仍能较好的完成全面的螯合。
表1
表2
表3
表4
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。