垃圾焚烧飞灰处理系统的制作方法

1.本实用新型属于废物处理及资源利用技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰处理系统。


背景技术：

2.垃圾焚烧飞灰一般是在城市生活垃圾焚烧过程中产生，由烟气净化、烟气管道、除尘器和分离器收集的固体物质。
3.目前对于生活垃圾焚烧飞灰行之有效的处理分两类：一类是稳定化处理后进行填埋，另一类是资源化处置。考虑到环保形势的要求，填埋场的数量和工程质量要求提高，飞灰作为危险废物进行填埋的处理前景受限，资源化处理方式势在必行。飞灰中含有丰富的钾盐，且钾盐是我国的匮乏资源，每年依赖进口的量占比约为50％左右，所以盐钾资源的回收对我国的环境以及资源问题具有现实意义。合理的资源化处理的方式可以选择水洗脱氯处理后进行水泥窑协同处置或高温煅烧后制成陶砾用于建材，但这两种方式都需进行前处理，也就是飞灰需要经过水洗脱氯处理后来满足水泥生产和做建材的进料要求。
4.水洗脱氯提盐和洗液的水处理，不仅与水泥窑协同处置的水泥熟料品质密切相关，而且也直接决定了资源化提盐钾的品质。水泥窑协同处置要求水洗后的灰渣氯含量小于1％，洗液的水处理对重金属以及悬浮物的脱除，直接决定了蒸发结晶提取盐钾的品质，水处理软化过程中产生的污泥成分以钙盐为主，可以作为水泥进料的配料，但是目前的飞灰水洗脱氯处理后氯含量高，导致水处理后的灰渣、软化污泥及产水不可直接回收利用。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例提供一种垃圾焚烧飞灰处理系统，旨在实现飞灰水洗处理后的灰渣、污泥及产水能够达到直接回收利用，提高资源的回收利用效率。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种垃圾焚烧飞灰处理系统，包括：
7.多级逆流水洗脱氯单元，以获得适合建材配料的灰渣及高氯洗液；
8.高氯洗液水处理单元，用于处理所述高氯洗液，获得用于资源回收的氯盐洗液；所述高氯洗液水处理单元包括顺次相连的调节池、除硬反应池、除重金属反应池、膜过滤浓缩池、管式膜过滤池及水洗液缓存池；以及
9.污泥回收零排单元，用于接收并处理所述膜过滤浓缩池沉积的污泥浆料，获得的滤渣返回所述多级逆流水洗脱氯单元循环处理，获得的滤液返回所述高氯洗液水处理单元的调节池循环处理。
10.在一种可能的实现方式中，所述多级逆流水洗脱氯单元包括一级水洗脱氯组合、二级水洗脱氯组合及三级水洗脱氯组合；飞灰经所述一级水洗脱氯组合，获得的高氯洗液进入所述调节池，获得的一级灰渣进入所述二级水洗脱氯组合处理；所述二级水洗脱氯组合获得的中氯洗液返回所述一级水洗脱氯组合循环处理，获得的二级灰渣进入所述三级水
洗脱氯组合处理；所述三级水洗脱氯组合获得最终的灰渣，获得的低氯洗液返回所述二级水洗脱氯组合循环处理。
11.在一种可能的实现方式中，所述一级水洗脱氯组合包括一级制浆洗灰桶和一级固液分离机，所述一级制浆洗灰桶上设有酸碱加药泵，所述一级固液分离机为卧螺离心机；所述二级水洗脱氯组合包括二级制浆洗灰桶和二级固液分离机，所述二级固液分离机为卧螺离心机；所述三级水洗脱氯组合包括三级制浆洗灰桶和三级固液分离机，所述三级固液分离机为卧螺离心机；所述三级制浆洗灰桶上设有淡水加入口。
12.在一种可能的实现方式中，所述一级制浆洗灰桶上设有喷淋水嘴。
13.在一种可能的实现方式中，所述除硬反应池上设有酸碱加入口；所述除重金属反应池上设有絮凝剂加入口。
14.在一种可能的实现方式中，所述管式膜过滤池上设有酸碱加入口。
15.在一种可能的实现方式中，所述除重金属反应池与所述膜过滤浓缩池之间设有洗液泵。
16.在一种可能的实现方式中，所述膜过滤浓缩池与所述管式膜过滤池之间设有增压泵。
17.在一种可能的实现方式中，所述污泥回收零排单元包括污泥储槽和四级固液分离机，所述污泥浆料经泵入所述污泥储槽内沉淀，浆液经泵入所述四级固液分离机内分离，获得的滤液返回所述调节池循环处理，获得的滤渣返回所述多级逆流水洗脱氯单元循环处理。
18.在一种可能的实现方式中，所述膜过滤浓缩池与所述污泥储槽之间设有下排口排料泵。
19.本实用新型提供的垃圾焚烧飞灰处理系统，与现有技术相比，有益效果在于：通过“多级逆流漂洗+管式膜软化过滤+污泥回收”的综合处理，可以在低水灰比的漂洗条件下，洗液中尽量少地漂洗出重金属和二噁英，并且确保多级水洗脱氯后飞灰的最终灰渣含氯量《1％，满足水泥窑协同处置的进料要求；可以在洗液的水处理过程中，最大程度地沉淀截留重金属和二噁英等有害成分；可以将水处理过程中产生的污泥沉淀完全回收利用，实现飞灰资源化过程中，水洗和水处理工艺零排放的目标。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的结构示意图；
具体实施方式
21.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.请参阅图1，现对本实用新型提供的垃圾焚烧飞灰处理系统进行说明。所述垃圾焚烧飞灰处理系统，包括多级逆流水洗脱氯单元、高氯洗液水处理单元以及污泥回收零排单元，多级逆流水洗脱氯单元以获得适合建材配料的灰渣及高氯洗液；高氯洗液水处理单元用于处理高氯洗液，获得用于资源回收的氯盐洗液；高氯洗液水处理单元包括顺次相连的
调节池、除硬反应池、除重金属反应池、膜过滤浓缩池、管式膜过滤池及水洗液缓存池；污泥回收零排单元用于接收并处理膜过滤浓缩池沉积的污泥浆料，获得的滤渣返回多级逆流水洗脱氯单元循环处理，获得的滤液返回高氯洗液水处理单元的调节池循环处理。
23.本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统，与现有技术相比，通过“多级逆流漂洗+管式膜软化过滤+污泥回收”的综合处理，可以在低水灰比的漂洗条件下，洗液中尽量少地漂洗出重金属和二噁英，并且确保多级水洗脱氯后飞灰的最终灰渣含氯量《1％，满足水泥窑协同处置的进料要求；可以在洗液的水处理过程中，最大程度地沉淀截留重金属和二噁英等有害成分；可以将水处理过程中产生的污泥沉淀完全回收利用，实现飞灰资源化过程中，水洗和水处理工艺零排放的目标。
24.经本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统水洗处理后，飞灰中15％～40％的氯化钠、氯化钾、氯化钙、硝酸盐及少量重金属和浮渣吸附的少量二噁英等可溶性物质会转移至水洗液中，高氯洗液经过除硬除重金属以及过滤处理之后获得的氯盐洗液，通过“高温蒸发提钠，冷却结晶提钾”的方式将洗液中的盐钾进行资源化提取。
25.作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，请参阅图1，多级逆流水洗脱氯单元采用三级逆流水洗脱氯，三级脱氯的结构基本相同，具体包括一级水洗脱氯组合、二级水洗脱氯组合及三级水洗脱氯组合；飞灰经一级水洗脱氯组合，获得的高氯洗液进入调节池，获得的一级灰渣进入二级水洗脱氯组合处理；二级水洗脱氯组合获得的中氯洗液返回一级水洗脱氯组合循环处理，获得的二级灰渣进入三级水洗脱氯组合处理；三级水洗脱氯组合获得最终的灰渣，获得的低氯洗液返回二级水洗脱氯组合循环处理。飞灰经三级脱氯，最终获得的灰渣送至水泥窑协同处置配比一定主料烧制成水泥熟料。
26.基于上述的三级逆流水洗脱氯，本实施例各级的结构具体实施例如下：一级水洗脱氯组合包括一级制浆洗灰桶和一级固液分离机，一级制浆洗灰桶上设有酸碱加药泵，一级固液分离机为卧螺离心机；二级水洗脱氯组合包括二级制浆洗灰桶和二级固液分离机，二级固液分离机为卧螺离心机；三级水洗脱氯组合包括三级制浆洗灰桶和三级固液分离机，三级固液分离机为卧螺离心机；三级制浆洗灰桶上设有淡水加入口。
27.基于上述的三级逆流水洗脱氯中各级的具体结构以及污泥回收零排单元，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，所述系统包括一级制浆洗灰桶、一级固液分离机、二级制浆洗灰桶、二级固液分离机、三级制浆洗灰桶、三级固液分离机、调节池、除硬反应池、除重金属反应池、膜过滤浓缩池、污泥储槽、四级固液分离机、管式膜过滤、水洗液缓存池等系统连接组成。
28.上述实施例中，一级制浆洗灰桶、二级制浆洗灰桶和三级制浆洗灰桶通过搅拌器混合制浆漂洗，每一级的洗灰桶均连接盐酸和液碱的加药装置，用以调节每一级的洗灰桶内洗液ph＝10～11，高ph条件下，重金属和钙镁离子在洗液中的溶解度低，二噁英在强酸强碱条件下稳定，难溶于水，只能以少量吸附于悬浮物上的形式存在，高ph条件可有效防止重金属、钙镁和二噁英的洗出。
29.其中，一级制浆洗灰桶上部设喷淋水，防止一级制浆洗灰过程中飞灰扬尘；一级固液分离机、二级固液分离机、三级固液分离机和四级固液分离机均采用卧式螺旋沉降离心机或卧式螺旋过滤离心机，统称卧螺离心机，卧螺离心机对进料的渣料絮体均匀程度没有过高要求，进料无需添加大量絮凝剂，可以实现自动控制下的稳定连续运行。采用卧螺离心
机离心对飞灰洗浆进行固液分离，可以使每一级的飞灰洗浆离心脱水后含水率≤30％，减少了水洗过程中的加水量，水灰比在2：1～4：1范围内，就可使三级水洗脱氯后飞灰中氯含量《1％，满足水泥窑协同处置的进料要求。
30.对于高氯洗液水处理单元中各部分结构及功能如下：所述的调节池可以将高氯洗液与四级固液分离机的离心滤液混合均质；所述的除硬反应池通过添加液碱和碳酸钠，或烟道气除硬，与洗液中的钙镁离子反应生成难溶物沉淀；所述的除重金属反应池通过添加硫化剂或者其他药剂将洗液中的重金属沉淀下来；所述的膜过滤浓缩池用以储存除重金属反应后的洗液，以及管式膜过滤的循环浓缩液，所述的膜过滤浓缩池底部沉积的污泥浆料由下排口排料泵排放至污泥储槽；所述的污泥储槽用以暂存膜过滤浓缩池排放的污泥浆料，并送料至四级离心固液分离；所述的管式膜过滤采用管式微滤膜或管式超滤膜，管式膜内径流道》6mm，采用内压式、大流量、高流速、错流截留的运行方式，在除硬除重金属反应中减少或杜绝了絮凝剂和助凝剂的添加，完全截留洗液中的悬浮物。而且相比于传统的软化、砂滤和中空纤维膜超滤的工艺，管式膜过滤不需要长时间的絮凝沉淀，处理时间短。一般地，过滤截留后ph需要回调，管式膜ph回调在膜过滤之后，有效地防止了钙镁离子和重金属的回溶以及高ph 条件下的砂滤溶硅，恶化水质条件；所述的水洗液缓存池用以储存飞回水洗脱氯以及水处理之后的洗液。
31.基于上述的三级逆流水洗脱氯，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，一级制浆洗灰桶上设有喷淋水嘴，用于一级制浆洗灰桶内喷水，防止一级制浆洗灰过程中飞灰扬尘。
32.基于上述的三级逆流水洗脱氯，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，除硬反应池上设有酸碱加入口；除重金属反应池上设有絮凝剂加入口。
33.如图1所示，在三级逆流水洗脱氯的基础上，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，管式膜过滤池上设有酸碱加入口。
34.如图1所示，在三级逆流水洗脱氯的基础上，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，除重金属反应池与膜过滤浓缩池之间设有洗液泵。
35.如图1所示，在三级逆流水洗脱氯的基础上，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，膜过滤浓缩池与管式膜过滤池之间设有增压泵。
36.如图1所示，在三级逆流水洗脱氯的基础上，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，污泥回收零排单元包括污泥储槽和四级固液分离机，污泥浆料经泵入污泥储槽内沉淀，浆液经泵入四级固液分离机内分离，获得的滤液返回调节池循环处理，获得的滤渣返回多级逆流水洗脱氯单元循环处理。
37.如图1所示，在三级逆流水洗脱氯的基础上，作为本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一种实施方式，膜过滤浓缩池与污泥储槽之间设有下排口排料泵。
38.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
39.如图1所示，本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的处理过程如下：
40.首先是多级逆流飞灰水洗脱氯过程：城市生活垃圾焚烧飞灰通过进料装置输送至一级制浆洗灰桶，上布喷淋水防止制浆过程中扬尘，一级制浆洗灰桶中的洗水来自二级离心固液分离的中氯洗液，通过加药泵加入液碱控制 ph＝10～11，防止重金属和过多的钙离
子被洗出，制浆洗灰完成后的浆液排至一级离心固液分离，通过卧螺离心机进行离心分离，高氯洗液排至调节池，灰渣排至二级制浆洗灰桶。
41.二级制浆洗灰桶里的洗水来自三级离心固液分离的低氯洗液，通过加药泵加入液碱控制ph＝10～11，防止重金属和过多的钙离子被洗出，制浆洗灰完成后的浆液排至二级离心固液分离，通过卧螺离心机进行离心分离，中氯洗液输送至一级制浆洗灰桶，灰渣排至三级制浆洗灰桶。
42.三级制浆洗灰桶里的洗水来自淡水供水管道，通过加药泵加入液碱控制ph＝10～11，防止重金属和过多的钙离子被洗出，制浆洗灰完成后的浆液排至三级离心固液分离，通过卧螺离心机进行离心分离，低氯洗液输送至二级制浆洗灰桶，灰渣输送至水泥窑协同处置配比一定主料烧制成水泥熟料。每一级飞灰浆液离心脱水后含水率≤30％，供水的水灰比在2：1～4：1范围内，三级水洗脱氯后灰渣中氯含量《1％，高氯洗液的浓度在15％左右。
43.其次是飞灰洗液的水处理过程：飞灰水洗的高氯洗液泵入调节池与四级离心固液分离的离心滤液混合均质，均质后的洗液泵入除硬反应池，通过添加液碱、纯碱或烟道气以及少量絮凝剂，将钙镁离子沉淀形成絮体，除硬反应后的洗液泵入除重金属反应池，通过添加硫化剂、絮凝剂等药剂进行重金属沉淀，除重金属反应后的洗液泵入膜过滤浓缩池，通过增压泵增压后泵入管式膜过滤，采用内压式、大流量、高流速、错流截留的运行方式，管式膜的循环浓缩液回流至膜过滤浓缩池，膜过滤浓缩池底部沉积的污泥浆料由下排口排料泵排放至污泥储槽暂存，暂存后送料至四级离心固液分离，卧螺离心机离心处理后滤液返回调节池，滤渣返回一级制浆洗灰桶，对污泥进行水洗回收利用，水处理形成的沉淀污泥干物质中，钙含量满足水泥原料cao》50％的进料要求，可以回收利用作水泥窑的进料。管式膜过滤的产水加盐酸回调ph≈7后泵至水洗液缓存池，此时洗液的主要成分为15％左右的氯化钠和氯化钾，以待进一步通过“高温蒸发提钠，冷却结晶提钾”的方式将洗液中的盐钾进行资源化提取，关于蒸发结晶提盐钾的工艺，目前的工程技术已有实例，本发明不再赘述。
44.本实施例提供的垃圾焚烧飞灰处理系统的一个具体实施例如下：
45.含30％可溶物的垃圾焚烧飞灰通过进料装置输送至一级制浆洗灰桶，上布少量喷淋水抑制扬尘，一级制浆洗灰桶里的洗水来自二级离心固液分离的中氯洗液，通过加药泵加入液碱控制ph＝10～11，制浆洗灰完成后的浆液排至一级卧螺离心机进行离心分离，高氯洗液排至调节池，灰渣排至二级制浆洗灰桶。二级制浆洗灰桶里的洗水来自三级离心固液分离的低氯洗液，通过加药泵加入液碱控制ph＝10～11，制浆洗灰完成后的浆液排至一级卧螺离心机进行离心分离，中氯洗液输送至一级制浆洗灰桶，灰渣排至三级制浆洗灰桶。三级制浆洗灰桶里的洗水来自淡水供水管道，供水的水灰比为3：1，通过加药泵加入液碱控制 ph＝10～11，制浆洗灰完成后的浆液排至二级卧螺离心机进行离心分离，低氯洗液输送至二级制浆洗灰桶，灰渣输送至水泥窑作为进料的配料，三级水洗脱氯后灰渣中氯含量《1％，高氯洗液的浓度为12％。
46.12％浓度的高氯洗液泵入调节池与四级离心固液分离的离心滤液混合均质，均质后的洗液泵入除硬反应池，通过添加液碱、纯碱和少量聚铁，将钙镁离子沉淀形成絮体，除硬反应后的洗液泵入除重金属反应池，通过添加有机硫化剂和聚铁进行重金属沉淀，除重金属反应后的洗液泵入膜过滤浓缩池，通过增压泵增压后泵入管式膜过膜，管式膜的循环浓缩液回流至膜过滤浓缩池，膜过滤浓缩池底部沉积的污泥浆料由下排口排料泵排放至污
泥储槽暂存，暂存后送料至4#卧螺离心机离心处理，处理后滤液返回调节池，滤渣返回一级制浆洗灰桶，管式膜过滤的产水加盐酸回调ph≈7后泵至水洗液缓存池，此时洗液的主要成分为12％的氯化钠和氯化钾。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，本实施例提供的处理系统设置的“多级逆流漂洗+管式膜软化过滤+污泥回收”的综合工艺是经过垃圾焚烧飞灰水洗液处理的实际工程验证的合理设置，任何通过改变逆流漂洗级数、添加药剂种类、添加冗余工艺单元或采用相同原理改变系统名称的行为均在本发明的保护权力范围以内。