生活垃圾焚烧飞灰去除重金属、盐分系统及方法与流程

垃圾焚烧应遵循科学流程，防止空气污染。 #生活技巧# #健康生活小窍门# #环保生活小知识# #垃圾分类指南#

本发明涉及生活垃圾处理，尤其涉及一种生活垃圾焚烧飞灰去除重金属、盐分系统及方法。

背景技术：

1、城市生活垃圾焚烧飞灰是垃圾焚烧处理过程中产生的危险废物，其主要含有重金属（如pb、cr、cd等）、二恶英类持久性有机污染物及约20%的可溶性盐分（如氯化钾、氯化钠等），若处理不当会严重威胁生态环境和人体健康。

2、目前，飞灰的主流处理技术主要分为两类：一是直接填埋，该方式不仅需要占用大量土地资源，且飞灰中的有毒有害物质易因防渗层破损发生渗漏，造成地下水污染，存在严重的环境风险；二是“水洗+烧结”工艺，旨在通过水洗去除盐分和部分重金属，再经烧结破坏二恶英并实现残渣资源化，但该工艺存在显著缺陷：

3、1、用水及处理成本高昂：为将飞灰含盐率降至1%以下，每吨飞灰需加入10吨以上水，产生的约10吨废水含超标重金属和2%以上盐分，需蒸馏处理以达标排放，设备及燃料成本极高；

4、2、燃料消耗大：水洗后形成的含水50%的滤饼需加热去除二恶英，过高水分导致燃料成本大幅增加；

5、3、污染物控制不稳定：滤饼在旋窑中加热脱水后易破碎为粉尘，重金属和盐分仍未达标，需额外投入高温布袋除尘、防渗料仓等设备收集储存，增加成本且效果有限；

6、4、后端资源化受限：处理后原料含盐率仍约1%，远超国标允许值，仅能少量搭配使用，且混入水中的二恶英在低温真空状态下无法分解，仍然会存在于剩下的盐分中，严重制约飞灰的高效资源化利用。

7、上述问题导致我国飞灰综合利用水平低下，难以满足“禁止填埋”“无废城市”等环保政策要求，亟需一种低成本、高效率、可实现污染物达标排放的飞灰处理技术。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰去除重金属、盐分系统及方法。

2、本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

3、一种生活垃圾焚烧飞灰去除重金属、盐分的方法，包括以下步骤：

4、s1：原料混合：将生活垃圾焚烧飞灰与高岭土、长石、页岩中的至少一种陶瓷原料混合，加入水搅拌至稀泥状，再与所述飞灰混合，通过混凝土搅拌机延长搅拌时间至飞灰与泥浆充分均匀，形成膏状物质；

5、s2：胚体制备：将步骤s1所得膏状物质通过压球机压制为直径3厘米的圆球胚体；

6、s3：预处理与烧制：将圆球胚体置于窑炉顶置仓中缓慢升温和脱水，再经正压风机分批送入竖式旋窑中烧制，所述竖式旋窑仅底料设有旋转排料装置、其余窑体不运动，故未烧制成型的胚体不会因窑炉转动而被破坏；烧制过程中，燃烧层温度最高，将主要成份为二氧化硅的飞灰和高岭土、长石等原料的混合物就会在特定温度下陶瓷化，烧结为陶粒，重金属也随之固化在陶瓷中无法再析出。下方温度逐渐降低，通过风机注入空气将热量带入燃烧层，烧制后获得多孔状、陶瓷化的陶料，陶料排出温度为60-70摄氏度；

7、s4：多级水洗脱盐：将步骤s3所得陶料进行至少3次水洗，其中前2次水洗包括：向陶料中加入等重量的水，施加大功率超声波作用10分钟，使可溶性盐和少量可溶性重金属进入水中，形成盐水；将盐水送入真空低温蒸馏分盐结晶系统处理，陶料通过高速离心脱水机脱水至含水率低于5%；第3次水洗使用前2次水洗经蒸馏后的循环水，水洗后同样通过高速离心脱水机脱水；

8、s5：达标检测：经步骤s4处理后，陶料含盐率≤500ppm，重金属含量低于危险废物标准。

9、进一步的，步骤s3中，烧制加热方式为天然气燃烧加热，或在陶粒胚体中混入锯末、竹屑中的至少一种可燃物燃烧加热。而锯末、竹屑等在温度逐渐升高的过程中也会逐渐转化为具有吸附作用的活性炭，从而减少部分有害气体的排放。

10、进一步的，步骤s4中，第1次水洗后，含盐为20%的陶粒添加同质量清水进行第1次水洗后，盐水浓度为20%，残留5%盐水的陶料综合含盐比例为1%；第2次加注等质量清水进行清洗后，盐水浓度为1%，残留5%盐水的陶料综合含盐比例为0.05%；第3次水洗后，盐水浓度为0.05%，残留5%盐水的陶料综合含盐比例为0.0025%，即理论值为25ppm。

11、生活垃圾焚烧飞灰去除重金属、盐分的系统，包括：

12、原料混合装置：为混凝土搅拌机，用于将飞灰与陶瓷原料、水混合形成均匀膏状物质；

13、胚体制备装置：为压球机，与所述原料混合装置连接，用于将膏状物质压制为直径3厘米的圆球胚体；

14、预处理与烧制装置：包括顶置仓和竖式旋窑，所述顶置仓用于圆球胚体的缓慢升温和脱水，所述竖式旋窑与顶置仓通过正压风机连接，其底料设有旋转排料装置、其余窑体固定，用于烧制圆球胚体获得陶瓷化陶料；

15、多级水洗装置：包括清洗槽、超声波发生装置、高速离心脱水机和真空低温蒸馏分盐结晶系统；所述清洗槽用于容纳陶料和水，所述超声波发生装置设于清洗槽内、每清洗1吨陶粒配套功率为1千瓦的超声波，所述高速离心脱水机与清洗槽连接用于陶料脱水，所述真空低温蒸馏分盐结晶系统与清洗槽连接用于处理前2次水洗产生的盐水；

16、水循环装置：连接真空低温蒸馏分盐结晶系统与清洗槽，用于将蒸馏后的水输送至第3次水洗的清洗槽中。

17、进一步的，所述竖式旋窑还包括加热装置，所述加热装置为天然气燃烧器，或为与陶粒胚体混合的锯末、竹屑可燃物的燃烧结构。

18、进一步的，所述高速离心脱水机的脱水能力为使陶料含水率低于5%。

19、进一步的，所述顶置仓与竖式旋窑之间设有控温装置，用于控制圆球胚体从顶置仓进入竖式旋窑时的脱水进度。

20、进一步的，所述竖式旋窑的燃烧层设有温度监测模块，用于实时监测燃烧层温度并反馈至风机以调节进风量。

21、相比现有技术，本发明的有益效果在于：

22、1、每吨飞灰仅需2吨水（为传统工艺的20%），前两次水洗产生的盐水经真空低温蒸馏处理，蒸馏水量减少80%，设备及燃料成本显著降低；

23、2、胚体在烧制前经顶置仓缓慢脱水，降低了进入窑炉的水分含量，大幅减少了去除二恶英及烧制过程中的燃料消耗；而现有技术水份中混入的二恶英则无法去除。

24、3、采用竖式旋窑（仅底料旋转，其余窑体固定）避免了胚体烧制过程中的破碎，陶料经高温烧制后形成多孔陶瓷化结构，可将大部分重金属固化于陶瓷内部，减少了重金属的二次释放风险；

25、4、通过三次水洗（前两次结合超声波强化溶解，第三次利用循环水），最终陶料含盐率可降至国家标准500ppm以下，解决了传统工艺后端产品含盐率超标的问题，使陶料可直接用于建筑工程（如水泥、陶粒、砖材等），无需少量搭配，提升了飞灰资源化利用的效率和范围；

26、5、竖式旋窑通过风机将下方余热带入燃烧层，结合天然气或可燃物（锯末、竹屑）加热，提高了热量利用效率，燃烧后在陶粒内部形成的孔洞有利于盐分的析出，且排出的陶料温度控制在60-70℃，便于后续水洗处理，进一步降低能耗。

27、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

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