一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统的制作方法

专利名称：一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及垃圾处理领域，尤其涉及一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统。
背景技术：
垃圾填埋场是恶臭污染最主要的来源之一，目前受到了越来越多的关注。随着社会经济的发展，我国垃圾的产生量逐年升高，垃圾填埋场中的恶臭污染的问题越来越多地被提及，由于恶臭引发的问题也使得填埋场的选址更加困难。我国颁布的《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中规定了 8种需要控制的恶臭物质中有5种是含硫物质。由此可见，恶臭污染当中含硫化合物受到了较多的关注。硫化氢(H2S)是填埋气中重要的恶臭气体，在还原性硫化物中占主导地位，可以指示其它还原性硫化物(RSC)的浓度以及流量。 大量研究表明，H2S是恶臭污染的主要影响因子，其对于恶臭的贡献可以达到10. 92%，因此，通过限制H2S的排放，可以在很大程度上减轻填埋场的恶臭污染。与工业生产中产生H2S的情况不同，在填埋场或其他固体废弃物处置场所释放的硫化氢都在极微量的浓度。但由于硫化氢的阈值较低，仅为0. 05ppb，所以即使低浓度的H2S仍会对人的感官产生恶劣的影响。另外，长时间暴露在硫化氢气体下会引起一系列不适的反应，如恶心、头晕、失眠、食欲不振等，甚至引发角膜炎和一些呼吸疾病。许多对于填埋场周边居民健康状况的研究发现H2S浓度的升高直接导致了居民的负面情绪，并且引发了黏膜刺激，上呼吸道感染等症状。目前，垃圾填埋场的H2S通常采用喷洒药剂的方式处理，不仅去除H2S的效果差、成本高，且二次污染严重。另一方面，垃圾焚烧由于其处理固体废弃物高效、快捷的特点，近年发展迅速。垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧厂的烟气净化系统中收集而得的残余物，一般包括除尘器飞灰和吸收塔飞灰或洗涤塔污水污泥。飞灰中含有烟道灰、加入的化学药剂及化学反应产物。焚烧飞灰作为一种高比表面积物质，富集大量的汞、铅和镉等有毒重金属，是一种具有重金属危害特性的危险废物，对人体健康和生态环境具有极大的危害。目前国内的垃圾焚烧量超过13150t/d，按照焚烧飞灰量是焚烧垃圾量3%计算，每年垃圾焚烧将产生飞灰14. 4万吨。飞灰的处理和处置也成为目前的一大技术难点。重金属是垃圾焚烧飞灰中重要的污染成分，飞灰中不同种类重金属含量差异很大，通常Cu、Pb和Zn的含量较多。有研究表明，焚烧过程中废物中33%的Pb和92%的Cd转移到飞灰中。由于重金属污染物所具有的不可降解性，飞灰将长期存在并对环境构成极大的潜在威胁。排放到环境中的飞灰经过迁移转化，最终通过食物链危害人体和其他生物体。人体摄入的重金属会导致身体组织器官病变、致癌。因此，垃圾焚烧飞灰中的重金属污染与防治问题引起了世界各国的普遍关注。

发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，提供一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统，以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改变填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，包括收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置；所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒；收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。
其中，所述收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置，包括收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰；将收集的飞灰压实后装填入硫化氢去除装置。其中，所述收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中，包括在填埋作业区内，利用硫化氢收集装置收集填埋作业区内产生的硫化氢气体，并通过引风装置将所述硫化氢收集装置所收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；或在填埋作业区内的垃圾表层覆盖一层经过改性的填埋覆土，并在土层上布置微孔导气管，所述微孔导气管将所述填埋作业区内产生的硫化氢气体排至硫化氢气体去除装置。其中，所述收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中，包括在渗滤液处理装置的加盖密封处理单元处设置硫化氢去除装置，通过引风装置将所述渗滤液处理装置因处理渗滤液而产生的硫化氢气体收集后集中引入所述硫化氢去除装置中。其中，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物中，具体的反应式为H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx为重金属氧化物；MSx为不可溶性金属硫化物。其中，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物之后，还包括对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行浸出毒性测试，对经测试浸出毒性达标的飞灰进行安全处置。相应的，本发明实施例还提供一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，包括飞灰收集装置，用于收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置；所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒；硫化氢收集装置，用于收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；
硫化氢去除装置，用于使所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。其中，所述飞灰收集装置包括飞灰收集模块，用于收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰；飞灰装填装置，用于将所述飞灰收集模块所收集的飞灰压实后装填入硫化氢去除装置。
其中，所述硫化氢收集装置包括 第一收集装置，用于在填埋作业区内收集填埋作业区内产生的硫化氢气体，并通过第一引风装置将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；第一引风装置，用于将所述第一收集装置所收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；或所述硫化氢收集装置包括硫化氢导气装置，所述硫化氢导气装置由若干导通的微孔导气管组成；所述微孔导气管布置在填埋作业区内的垃圾表层覆盖的经过改性的填埋覆土上，所述微孔导气管将所述填埋作业区内产生的硫化氢气体排至硫化氢去除装置。其中，所述硫化氢收集装置包括第二引风装置，所述第二引风装置连接渗滤液处理装置的加盖密封处理单元和所述硫化氢去除装置，用于将所述渗滤液处理装置因处理渗滤液而产生的硫化氢气体收集后集中引入所述硫化氢去除装置中。其中，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中的反应式为H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx为重金属氧化物；MSx为不可溶性金属硫化物。其中，所述硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统还包括气相色谱装置，用于在所述硫化氢与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物之后，对排出气体中的硫化氢含量进行检测；飞灰毒性浸出测试装置，用于对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行毒性浸出测试，对经毒性浸出测试达标的飞灰进行安全处置。实施本发明实施例所提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统，至少具有如下有益效果1、显著降低垃圾填埋作业区H2S排放，改善填埋库区的空气状况；2、有效减少渗滤液处理厂的H2S释放量，保护工人及周边居民健康；3、完成垃圾焚烧飞灰无害化处理与综合利用；4、实现了填埋场H2S污染控制和焚烧飞灰综合利用。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图I为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法第一实施例流程示意图；图2为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法第二实施例流程示意图；图3所示为反应前后飞灰的部分重金属溶出物浓度；图4为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法第三实施例流程示意图；图5为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统第一实施例结构示意图；图6为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统第二实施例结构示意·图；图7为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统模拟图。
具体实施例方式本发明实施例所提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，可以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改变填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1，为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法第一实施例流程示意图。如图I所示，该方法包括步骤S100，收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置；所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒。步骤S101，收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中。步骤S102，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。本发明实施例所提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，利用飞灰中的重金属主要以氧化态的形式存在，将其与还原性的恶臭气体H2S进行氧化还原反应，有效地将焚烧飞灰中的重金属氧化物进行固化，将属于危险废弃物的飞灰变成普通废弃物，降低飞灰处理成本。同时也对飞灰进行资源化利用，有效的去除TH2S。本实施例提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法可以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改变填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。参见图2，为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法第二实施例流程示意图。如图2所示,该方法包括
步骤S200，收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰。更为具体的，垃圾焚烧由于其处理固体废弃物高效、快捷的特点，近年发展迅速。垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧炉的烟气净化系统中收集而得的残余物，垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰。飞灰中富集大量的汞、铅和镉等有毒重金属，是一种同时具有多种重金属危害特性的危险废物，对人体健康和生态环境具有极大的危害性。步骤S201，将收集的飞灰压实后装填入硫化氢去除装置。步骤S202，在填埋作业区内，利用硫化氢收集装置收集填埋作业区内产生的硫化氢气体，并通过引风装置将所述硫化氢收集装置所收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；或在填埋作业区内的垃圾表层覆盖一层经过改性的填埋覆土，并在土层上布置微孔导气管，所述微孔导气管将所述填埋作业区内产生的硫化氢气体排至硫化氢气体去除装
置。 进一步的，本步骤可以是由垃圾运输车将垃圾倾倒在填埋作业区内，利用引风装置将填埋作业单元的硫化氢气体送入硫化氢去除装置，或进一步压实倾倒的垃圾，并于垃圾层表面覆一层改性的覆土，土层上均匀布置微孔导气管，垃圾降解产生的H2S气体经过导管后进入硫化氢去除装置，经过净化后的气体进入沼气发电厂。更为具体的，垃圾填埋作业区是H2S排放的主要区域。H2S在此区域的排放有产生量大、无组织排放、持续性长和影响广泛等特点。传统的方法多适用于工业生产中去除H2S,而对于填埋作业区内产生的无组排放的H2S具有高成本低效的缺点。本发明实施例在填埋作业区设置硫化氢气体去除装置，并由引风装置将硫化氢引入去除装置中，可以有效降低能耗，并取得较佳的H2S去除效果。同时，垃圾经压实后覆盖上一层改性覆土，可以有效抑制H2S的散发。填埋层产生的气体经导气管排至H2S去除装置后，可以直接进入沼气发电厂发电产能，大大减轻了 H2S对于电厂设备的腐蚀,有助于延长设备寿命。步骤S203，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物中，具体的反应式为H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx为重金属氧化物；MSx为不可溶性金属硫化物。更为具体的，对垃圾焚烧飞灰这类危险废物处理主要包括高温处理(熔融和烧结)、水泥固化处理与湿式化学处理三类技术。然而上述方法存在能耗大，需要消耗化学药剂等缺点。本发明实施例利用飞灰的理化特性，即其中含有大量金属氧化物，可与硫化氢发生氧化还原反应的特点，对垃圾焚烧飞灰进行了资源化利用。通过与H2S的反应，使得焚烧飞灰的重金属浸出毒性得到显著降低。经浸出毒性测试后再对飞灰进行安全处置，减少对环境的危害。步骤S204，对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行浸出毒性测试，对经测试浸出毒性达标的飞灰进行安全处置。更为具体的，本发明实施例提供的方法利用垃圾焚烧飞灰的特性与硫化氢排放特点，开展了 H2S控制与飞灰无害化的综合治理，遏制了 H2S的排放并有效降低了飞灰的毒性。经试验验证，经本发明方法处理的H2S去除率可达90%以上，排放浓度可达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)的一级标准限值。焚烧飞灰经反应过后的浸出毒性明显降低。如图3所示为反应前后飞灰的部分重金属溶出物浓度，可以看到Cr、
Cu、Cd、Pb等四种重金属的浸出浓度都有了显著的下降，这说明飞灰经过反应之后的浸出毒
性明显降低，远低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085. 3-2007)中的各重金属
离子的浓度限值。以金属Cd为例，在反应前Cd的浸出浓度接近IOOOOppb，而国家标准中的
浸出浓度限值为lOOOppb，反应前的焚烧飞灰符合危险废物的标准；而经过反应后焚烧飞
灰Cd的浸出浓度降低至86ppb，远低于标准中的浓度限值，浸出毒性大大降低。其他种类的
重金属污染物也得到了较好的处理效果。由此可见，本发明方法具有良好的环境与社会效.、 Mo参见图4，为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法第三实施例流程示意图。本实施例与上一实施的不同之处在于H2S的产生源和对应的H2S收集方式不同，其它步骤与上一实施例基本相同，故本实施例中不再详细描述。如图4所示，该方法包括步骤S300，收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰。步骤S301，将收集的飞灰压实后装填入硫化氢去除装置。步骤S302，在渗滤液处理装置的加盖密封处理单元处设置硫化氢去除装置，通过引风装置将所述渗滤液处理装置因处理渗滤液而产生的硫化氢气体收集后集中引入所述硫化氢去除装置中。更为具体的，渗滤液处理厂是填埋场中H2S污染较为严重的区域。在渗滤液处理装置未配备气体收集处理工艺的渗滤液处理厂，由渗滤液产生的H2S气体对工作人员的身心健康及周边居民的生活环境都造成了严重危害。本发明对渗滤液处理厂中渗滤液处理装置的各个加盖密封处理单元装备H2S气体去除装置，将渗滤液处理过程中产生的H2S集中处理排放，可大大提高渗滤液处理厂工人的工作环境，解决H2S污染问题。步骤S303，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。步骤S304，对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行浸出毒性测试，对经测试浸出毒性达标的飞灰进行安全处置。 当然，本实施例和上一实施例提供的方法可以同时执行。本发明实施例所提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，可以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改变填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。参见图5，为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统第一实施例结构示意图，如图5所示，该系统包括飞灰收集装置I、硫化氢收集装置2、硫化氢去除装置3。飞灰收集装置1，用于收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置3 ;所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒。硫化氢收集装置2，用于收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置3中。硫化氢去除装置3，用于使所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置3中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。
本发明实施例所提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，利用飞灰中的重金属主要以氧化态的形式存在，将其与还原性的恶臭气体H2S进行氧化还原反应，有效地将焚烧飞灰中的重金属氧化物进行固化，将属于危险废弃物的飞灰变成普通废弃物，降低飞灰处理成本。同时也对飞灰进行资源化利用，有效的去除TH2S。本实施例提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统可以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改善填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。参见图6，为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统第二实施例结构示意图，在本实施例中，将更为详细的描述该系统的结构和组成。如图6所示，该系统包括飞灰收集装置I、硫化氢收集装置2、硫化氢去除装置3。飞灰收集装置1，用于收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置3 ;所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒。更为具体的，所述飞灰收集装置I包括 飞灰收集模块11，用于收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰。更为具体的，垃圾焚烧由于其处理固体废弃物高效、快捷的特点，近年发展迅速。垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧炉的烟气净化系统中收集而得的残余物，第一收集装置21用于在垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰。飞灰中富集大量的汞、铅和镉等有毒重金属，是一种同时具有多种重金属危害特性的危险废物，对人体健康和生态环境具有极大的危害性。飞灰装填装置12，用于将所述飞灰收集模块11所收集的飞灰压实后装填入硫化
氢去除装置3。硫化氢收集装置2，用于收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置3中。更为具体的，所述硫化氢收集装置2包括第一收集装置21，用于在填埋作业区内收集填埋作业区内产生的硫化氢气体，并通过第一引风装置22将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中。第一引风装置22，用于将所述第一收集装置所收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中。进一步的，本步骤可以是由垃圾运输车将垃圾倾倒在填埋作业区内，利用引风装置将填埋作业单元的硫化氢气体送入硫化氢去除装置，或进一步压实倾倒的垃圾，并于垃圾层表面覆一层改性的覆土，土层上均匀布置微孔导气管，垃圾降解产生的H2S气体经过导管后进入硫化氢去除装置，经过净化后的气体进入沼气发电厂。更为具体的，垃圾填埋作业区是H2S排放的主要区域。H2S在此区域的排放有产生量大、无组织排放、持续性长和影响广泛等特点。传统的方法多适用于工业生产中去除H2S,而对于填埋作业区内产生的无组排放的H2S具有高成本低效的缺点。本发明实施例在填埋作业区设置第一收集装置21收集垃圾填埋作业区溢出的H2S,并由第一引风装置22将硫化氢引入硫化氢去除装置3中，可以有效降低能耗，并取得较佳的H2S去除效果。进一步的，本发明还提供所述硫化氢收集装置2的又一实施例，在该实施例中，所述硫化氢收集装置2包括硫化氢导气装置23，所述硫化氢导气装置由若干导通的微孔导气管组成；所述微孔导气管布置在填埋作业区内的垃圾表层覆盖的经过改性的填埋覆土上，所述微孔导气管将所述填埋作业区内产生的硫化氢气体排至硫化氢去除装置3。优选的，该硫化氢导气装置23可与第一收集装置21、第一引风装置22配合使用。垃圾经压实后覆盖上一层改性覆土，可以有效抑制H2S的散发。填埋层产生的气体经导气管排至H2S去除装置后，可以直接进入沼气发电厂发电产能，大大减轻了 H2S对于电厂设备的腐蚀，有助于延长设备寿命。进一步的，本发明还提供所述硫化氢收集装置2的另一实施例，在该实施例中，所述硫化氢收集装置2包括第二引风装置24，所述第二引风装置24连接渗滤液处理装置的加盖密封处理单元和所述硫化氢去除装置3，用于将所述渗滤液处理装置因处理渗滤液而产生的硫化氢气体收集后集中引入所述硫化氢去除装置3中。
优选的，该第二引风装置24可与前述的硫化氢导气装置23、第一收集装置21、第一引风装置22配合使用。硫化氢去除装置3，用于使所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置3中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。其中，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中的反应式为H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx为重金属氧化物；MSx为不可溶性金属硫化物。更为具体的,对垃圾焚烧飞灰这类危险废物处理主要包括高温处理(熔融和烧结)、水泥固化处理与湿式化学处理三类技术。然而上述方法存在能耗大，需要消耗化学药剂等缺点。本发明实施例利用飞灰的理化特性，即其中含有大量金属氧化物，可与硫化氢发生氧化还原反应的特点，对垃圾焚烧飞灰进行了资源化利用。通过与H2S的反应，使得焚烧飞灰的重金属浸出毒性得到显著降低。经浸出毒性测试后再对飞灰进行安全处置，减少对环境的危害。进一步的，所述硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统还包括气相色谱装置4，用于在所述硫化氢与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置3中反应，生成水和不可溶的金属硫化物之后，对排出气体中的硫化氢含量进行检测；飞灰毒性浸出测试装置5，用于对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行毒性浸出测试，对经毒性浸出测试达标的飞灰进行安全处置。更为具体的，本发明实施例提供的系统，利用垃圾焚烧飞灰的特性与硫化氢排放特点，开展了 H2S控制与飞灰无害化的综合治理，遏制了 H2S的排放并有效降低了飞灰的毒性。经试验验证，经本发明方法处理的H2S去除率可达90%以上，排放浓度可达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)的一级标准限值。焚烧飞灰经反应过后的浸出毒性明显降低。如图3所示为反应前后飞灰的部分重金属溶出物浓度，可以看到Cr、Cu、Cd、Pb等四种重金属的浸出浓度都有了显著的下降，这说明飞灰经过反应之后的浸出毒性明显降低，远低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085. 3-2007)中的各重金属离子的浓度限值。以金属Cd为例,在反应前Cd的浸出浓度接近IOOOOppb，而国家标准中的浸出浓度限值为lOOOppb，反应前的焚烧飞灰符合危险废物的标准；而经过反应后焚烧飞灰Cd的浸出浓度降低至86ppb，远低于标准中的浓度限值，浸出毒性大大降低。其他种类的重金属污染物也得到了较好的处理效果。由此可见，本发明提供的系统具有良好的环境与社会效益。
参见图7，为本发明提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统模拟图，该硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，利用飞灰中的重金属主要以氧化态的形式存在，将其与还原性的恶臭气体H2S进行氧化还原反应，有效地将焚烧飞灰中的重金属氧化物进行固化，将属于危险废弃物的飞灰变成普通废弃物，降低飞灰处理成本。同时也对飞灰进行资源化利用，有效的去除了 H2S。本实施例提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统可以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改变填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory, RAM)等。以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，其特征在于，包括 收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置；所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒； 收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中； 所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。
2.如权利要求I所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，其特征在于，所述收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置，包括 收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰； 将收集的飞灰压实后装填入硫化氢去除装置。
3.如权利要求I所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，其特征在于，所述收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中，包括 在填埋作业区内，利用硫化氢收集装置收集填埋作业区内产生的硫化氢气体，并通过引风装置将所述硫化氢收集装置所收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；或 在填埋作业区内的垃圾表层覆盖一层经过改性的填埋覆土，并在土层上布置微孔导气管，所述微孔导气管将所述填埋作业区内产生的硫化氢气体排至硫化氢气体去除装置。
4.如权利要求I所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，其特征在于，所述收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中，包括 在渗滤液处理装置的加盖密封处理单元处设置硫化氢去除装置，通过引风装置将所述渗滤液处理装置因处理渗滤液而产生的硫化氢气体收集后集中引入所述硫化氢去除装置中。
5.如权利要求I至4中任一项所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，其特征在于，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物中，具体的反应式为H2S+MOx — MSx+xH20 其中，MOx为重金属氧化物；MSx为不可溶性金属硫化物。
6.如权利要求5所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法，其特征在于，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物之后，还包括 对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行浸出毒性测试，对经测试浸出毒性达标的飞灰进行安全处置。
7.—种硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，其特征在于，包括 飞灰收集装置，用于收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置；所述飞灰中含有重金属氧化物颗粒； 硫化氢收集装置，用于收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；硫化氢去除装置，用于使所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。
8.如权利要求7所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，其特征在于，所述飞灰收集装置包括 飞灰收集模块，用于收集生活垃圾焚烧炉中炉膛出口、水平烟道以及布袋除尘器中的飞灰； 飞灰装填装置，用于将所述飞灰收集模块所收集的飞灰压实后装填入硫化氢去除装置。
9.如权利要求7所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，其特征在于，所述硫化氢收集装置包括 第一收集装置，用于在填埋作业区内收集填埋作业区内产生的硫化氢气体，并通过第一引风装置将收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中； 第一引风装置，用于将所述第一收集装置所收集的硫化氢气体导入所述硫化氢去除装置中；或 所述硫化氢收集装置包括 硫化氢导气装置，所述硫化氢导气装置由若干导通的微孔导气管组成；所述微孔导气管布置在填埋作业区内的垃圾表层覆盖的经过改性的填埋覆土上，所述微孔导气管将所述填埋作业区内产生的硫化氢气体排至硫化氢去除装置。
10.如权利要求7所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，其特征在于，所述硫化氢收集装置包括 第二引风装置，所述第二引风装置连接渗滤液处理装置的加盖密封处理单元和所述硫化氢去除装置，用于将所述渗滤液处理装置因处理渗滤液而产生的硫化氢气体收集后集中引入所述硫化氢去除装置中。
11.如权利要求7至10中任一项所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，其特征在于，所述硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中的反应式为H2S+MOx — MSx+xH20 其中，MOx为重金属氧化物；MSx为不可溶性金属硫化物。
12.如权利要求11所述的硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统，其特征在于，所述硫化氢和飞灰的无害化联合处理系统还包括 气相色谱装置，用于在所述硫化氢与飞灰中的重金属氧化物在所述硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物之后，对排出气体中的硫化氢含量进行检测； 飞灰毒性浸出测试装置，用于对所述硫化氢去除装置内的飞灰进行毒性浸出测试，对经毒性浸出测试达标的飞灰进行安全处置。
全文摘要
本发明实施例公开了一种硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统，该方法包括收集垃圾焚烧过程中产生的飞灰，并将其装入硫化氢去除装置；飞灰中含有重金属氧化物颗粒；收集垃圾填埋作业区和/或渗滤液处理装置产生的硫化氢气体，并将收集的硫化氢气体导入硫化氢去除装置中；硫化氢气体与飞灰中的重金属氧化物在硫化氢去除装置中反应，生成水和不可溶的金属硫化物。本发明实施例所提供的硫化氢和飞灰的无害化联合处理方法及系统针对目前垃圾填埋场H2S污染的排放特点，以及焚烧飞灰的理化特点和毒理学特性，可以解决日益严重的垃圾填埋场恶臭污染问题，提高H2S的去除效率改善填埋场空气质量，同时进行焚烧飞灰无害化的处理。
文档编号C22B7/00GK102755984SQ20121023646
公开日2012年10月31日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者徐期勇, 朱彧 申请人:北京大学深圳研究生院