用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂及其处理飞灰的方法与流程

1.本发明属于对垃圾焚烧产生的飞灰进行无害化处理的技术领域，具体涉及一种用于处理垃圾焚烧飞灰的缓释型稳定化药剂。


背景技术：

2.我国垃圾焚烧飞灰产量巨大，随着生活垃圾清运量的增加，焚烧处理比例的上升，垃圾焚烧产业将爆发式增长。到2020年底，垃圾总焚烧量达59.14万吨/日，年产生飞灰量约为1000万吨，2019年底，投运生活垃圾焚烧发电厂418座，目前全国有近500个不同规模的生活垃圾焚烧发电厂项目拟建/在建。
3.垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧过程中收集于烟气管道、烟气净化、 分离器和除尘装置等处的容重较轻、粒径细小的粉体物质，其排量为焚烧垃圾总量的3%~5%。从元素组成来看，硅、钙、铝是飞灰的主要成分，此外还存在钾、钠、氯、铁、镁、铅、镉、铬、汞、铜、镍、砷等元素。这些元素都非惰性物质，浸出毒性很高，容易对环境造成二次污染。飞灰颗粒多呈棒状、棉絮状、多角质状等不规则形态，孔隙率高，表面粗糙，比表面积大，这使铅、镉等易挥发性金属易在其表面凝结富集，2008年《国家危险废物名录》修订时明确“生活垃圾焚烧飞灰”属于危险废物，具有毒性，危废类别为hw18。因此，在对飞灰进行填埋或资源化利用之前，必须经过无害化处理。
4.飞灰固化稳定化技术是目前国内外关于垃圾焚烧飞灰的主要处理方法。现行的固化稳定化方法主要有：水泥固化、熔融固化、化学药剂固化等。但水泥添加比一般在15%-20%，导致明显的增容增重，增加填埋所占用的土地面积；熔融固化技术能耗较大，而且在高温熔融过程中部分挥发性重金属会发生迁移，造成二次污染；而由于我国生活垃圾成分复杂，导致其中重金属形态各异，难以找到一种适合所有重金属的药剂，而且好的药剂大多价格昂贵，导致处理成本高。


技术实现要素：

5.本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂及其处理飞灰的方法，其主要解决的技术问题是：1、飞灰中重金属形态复杂，除了离子形态的重金属，还存在大量的氧化态重金属，因此利用化学药剂固化稳定化重金属时，往往出现进场前浸出达标，但经过一段时间的酸雨沉降等条件，氧化态重金属溶出，造成重金属超标，造成土壤、地表、地下水等的污染；2、现有的飞灰稳定处理药剂价格昂贵、且使用量大，处理成本高。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂，按照质量份数计，其物质组成为：硫化钠5-8份；硫酸盐1-4份；其中，硫酸盐为硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌中的任意一种或者几种的任意比例混合
物。
7.优选于：所述硫化钠6-7份；所述硫酸盐2-3份。
8.优选于：所述硫酸盐为硫酸亚铁。
9.优选于：所述硫化钠6.5份；所述硫酸盐2.5份。
10.优选于：硫酸盐为硫酸亚铁和其它硫酸盐按照2：1的比例配比混合物，所述其它硫酸盐为硫酸锰、硫酸锌中的任意一种或两种的任意比例混合物。
11.另外，本发明提供一种缓释型稳定化药剂处理飞灰的方法，其包括如下步骤：步骤一、预配药剂，将所述缓释型稳定化药剂按照上述配方混合，搅拌均匀，将所述缓释型稳定化药剂与水按照1∶35-100的比例混合稀释；步骤二、飞灰处理，将稀释后的所述缓释型稳定化药剂与飞灰一起加入到搅拌罐中，其中所述缓释型稳定化药剂与飞灰的质量比为3：100-120；步骤三、待飞灰完全润湿后，将润湿后的飞灰转移到模具中养护18-20h后拆模，继续养护7d即可。
12.本发明与现有技术相比，具有以下优点：1、本发明提供的一种缓释型稳定化药剂，可固化、稳定化飞灰中的氧化态重金属，解决固化稳定化填埋后由于酸雨沉降等原因造成的重金属离子溶出导致的土壤、地表、地下水污染问题；2、本发明的缓释型稳定化药剂处理飞灰的方法中，飞灰固化块浸出时，浸出液很快会变为碱性，大部分重金属已沉淀，只有少部分易形成络合物的离子存在于浸出溶液中，故只要沉淀这部分重金属即可，从而能够减少药剂用量，节约药剂使用成本；3、本技术无需添加水泥即可固化、稳定化重金属，几乎无增容、增重，能够有效的节约填埋所占用的土地面积。
附图说明
13.图1为垃圾焚烧飞灰处理的方法流程图。
具体实施方式
14.以下结合较佳实施例以及说明书附图1对本发明提供一种用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂作进一步的描述。
15.本发明提供的一种用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂及其处理飞灰的方法中，该缓释型稳定化药剂固化、稳定化处理飞灰是利用化学稳定剂通过化学反应将飞灰中的有毒有害物质转化成低毒性、低溶解性和低迁移性物质的过程。其原理是根据硫化物沉淀重金属的先后顺序，制备铅、锌以后的硫化沉淀物，让该沉淀物在固化块浸出的后期与铅、锌等重金属离子反应，从而沉淀飞灰中的重金属。采用硫化钠与硫酸盐（硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸锌中的一种或任意几种，比如硫酸亚铁）合成的硫化亚铁，一方面硫化亚铁溶度积常数相对于其它重金属离子来说是最大的，其它的重金属会与其发生置换，生成更难溶的沉淀物；另一方面，亚铁离子被置换出后氧化生成氢氧化铁，氢氧化铁是一种胶体，能吸附包覆重金属，使其稳定的存在于胶结体内。
16.一、用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂，按照质量份数计，其物质组成为：
实施例1：硫化钠5-8份；硫酸亚铁1-4份。
17.实施例2：硫化钠5-8份；硫酸锰1-4份。
18.实施例3：硫化钠5-8份；硫酸锌1-4份。
19.实施例4：硫化钠5-8份；硫酸亚铁1-2份，硫酸锰0.5-1份，硫酸锌0.5-1份。
20.实施例5：硫化钠5-8份；硫酸亚铁2-3份，硫酸锰1-1.5份。
21.实施例6：硫化钠5-8份；硫酸亚铁2-3份，硫酸锌1-1.5份。
22.二、缓释型稳定化药剂处理飞灰的方法，其包括如下步骤：步骤一、预配药剂，将所述缓释型稳定化药剂按照上述实施例1-6的配方混合，搅拌均匀，将所述缓释型稳定化药剂与水按照1∶35-100的比例混合稀释，步骤二、飞灰处理，将稀释后的所述缓释型稳定化药剂与飞灰一起加入到搅拌罐中，其中所述缓释型稳定化药剂与飞灰的质量为3：100-120；步骤三、待飞灰完全润湿后，将润湿后的飞灰转移到模具中养护18-20h后拆模，继续养护7d即可。
23.三、设计实验：采用hj/t 300-2007 《固体废物浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》中的方法对飞灰固化块进行浸出实验，取实施例1配方的所述缓释型稳定化药剂与飞灰的质量比为3：100，按照上述缓释型稳定化药剂处理飞灰的方法处理得到的固化块的重金属固化实验结果。
24.表1为统计的实验数据。
25.从表1可以看出，本发明所提供的一种用于处理飞灰的缓释型稳定化药剂处理飞灰后，飞灰固化块的浸出毒性可以达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(gb16889-2008)中重金属浸出毒性浓度的相关规定，处理效果良好；并且，药剂的添加量少，处理后飞灰几乎不增容、增重。仅仅通过添加占飞灰质量3%的药剂，即可达到较好的效果。经过处理后，飞灰的堆积密度由0.6～0.8g/cm3变为1.6～2.0g/cm3，因此飞灰的体积不但不会增加，还会减少。
26.表2为本发明的缓释型稳定化药剂处理飞灰与现有技术的对比。
27.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效工艺变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。