一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法与流程

1.本发明涉及一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法，属于固体废弃物资源化领域。


背景技术：

2.随着生活垃圾处理主流从卫生填埋逐步向垃圾焚烧转移，生活垃圾焚烧飞灰成为重要的污染物。生活垃圾焚烧飞灰指生活垃圾焚烧发电厂在烟气净化系统收集而得的残余物，含有苯系物、二噁英等有机污染物和痕量重金属pb、cr等。根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(gb18485-2014)规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。
3.传统的生活垃圾焚烧飞灰采用三级水洗工艺进行除氯，常规三级水洗采用逆流漂洗工艺，一级漂洗液经过压滤后进入后续污水处理系统。随着流化床式生活垃圾焚烧炉成为主流以及飞灰回喷技术的使用，导致飞灰中的含盐量和含硫量大大提升，同时，为节约用水和减少后续蒸发用水量，采用最低的水灰比，往往导致一级水洗后的溶液含固量高、粘度高，导致板框压滤机经常堵塞。堵塞导致产线产能大幅度下降，同时滤布难以用高压水枪清洗干净。
4.压滤机压滤工艺稳定运行是飞灰水洗产能稳定的重要支撑。板框压滤工艺比离心机分离工艺相比：压滤速度快、压滤液清澈、压滤固形物含水率低(往往小于28％)，而离心机分离后上清液浑浊、固形物含水率高，需要继续采用板框压滤进行分离。
5.中国发明专利201810388415.9公开了一种垃圾飞灰处理系统及处理工艺，该工艺采用三级漂洗，一级漂洗废水进入后续废水处理系统，对一级漂洗液的固液分离缺乏详细的描述。
6.中国文献研究了生活垃圾焚烧飞灰采用生物脱氯机制研究，通过同步辐射x射线衍射分析，飞灰中的可溶氯主要以kcl、nacl、caclo存在，不可溶氯主要以alocl形态存在，通过飞灰与污泥混合处置150d后，飞灰中氯含量显著降低，然而处置时间太长，不具备实际操作性[武博然,王冬扬,柴晓利.生活垃圾焚烧飞灰采用生物脱氯机制研究[j].中国环境科学,35(8)，2015:2470-2476]。
[0007]
中国发明专利202210076178.9介绍了一种生活垃圾焚烧飞灰的水洗脱盐装置及方法，其主要采用过滤罐进行固液分离。其没有针对高氯灰进行描述，也未对过滤滤料的防堵塞性能进行描述。
[0008]
中国发明专利202010222818.3一种垃圾焚烧飞灰高效脱氯剂和脱氯方法，脱氯剂采用由硝酸盐、磷酸盐、有机酸的混合物料进行脱氯，有机物和硝酸盐会影响结晶盐的品质和冷凝液的有机质含量。其采用电化学脱氯，未对电极种类、脱氯效果进行有效描述，缺乏对脱氯后如何提升漂洗效果进行充分阐述。
[0009]
中国发明专利202010233283.x提供了一种高氯飞灰水洗药剂制备及应用，通过钙离子和偏铝酸盐进行氯离子去除，需要投加大量的外加药剂，与王旭等人的研究论文类似，在实际使用过程中不具有操作性。
[0010]
中国文献探讨了液灰比为6：1的条件下，采用二级逆流漂洗进行炉排垃圾焚烧飞灰清洗，最终氯离子得含量仅仅能够清洗至1.7％，对后续水泥窑掺烧造成严重的影响。同时，液灰比达到6：1时，耗水量较高，增加了后续蒸发的能耗王雨婷,汤明慧,宗达等；炉排垃圾焚烧飞灰二级逆流水洗特性[j].浙江大学学报:工学版,2019,53(5):981-987]。


技术实现要素：

[0011]
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法。该方法根据生活垃圾焚烧飞灰特性，通过控制投加分散剂、促溶剂、结晶置换剂等复合药剂，最大限度维系板框压滤机的工作时间、最大限度减少清洗板框的时间，通过科学、精细化的管理模式，实现垃圾焚烧飞灰水洗工艺的长期稳定运行。实现板框压滤机无堵塞且长期稳定运行，是经济可行、高效的生活垃圾焚烧飞灰资源化处理工艺。
[0012]
为实现以上技术目的，本发明的技术方案如下。
[0013]
在一个方面，本发明提供一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法，其包括以下步骤：
[0014]
(1)飞灰漂洗；
[0015]
(2)防堵塞剂投加：向步骤(1)得到的飞灰漂洗液加入防堵塞剂，混合使飞灰漂洗液和防堵塞剂充分反应；
[0016]
所述防堵塞剂由分散剂、促溶剂和结晶置换剂组成；所述分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种；所述促溶剂选自apg(烷基糖苷，分子量500～800)、乙二胺四乙酸(edta)、二乙醇胺、聚乙烯乙二醇-丁醚中的一种或者多种；所述结晶置换剂选自碳酸钠、磷酸钠、氯化钡、硝酸银中的一种或者多种。
[0017]
在一些实施例中，所述分散剂的投加浓度为0.5％～3％(质量分数)。在一些实施例中，所述分散剂的投加浓度为1-2％(质量分数)。
[0018]
在一些实施例中，所述促溶剂的投加浓度为0.6％～5％(质量分数)。在一些实施例中，所述促溶剂的投加浓度为0.6-2％(质量分数)。
[0019]
在一些实施例中，所述结晶置换剂的投加浓度为1％～10％(质量分数)。在一些实施例中，所述结晶置换剂的投加浓度为5-8％(质量分数)。
[0020]
在一些实施例中，所述防堵塞剂含1.5％六偏磷酸钠、1％的apg、5％的碳酸钠。
[0021]
在一些实施例中，所述防堵塞剂含1.2％焦磷酸钠、1％的edta、8％的碳酸钠。
[0022]
在一些实施例中，步骤(2)中，所述飞灰漂洗液与防堵塞剂混合采用搅拌机搅拌与空气混合搅拌模式，空气搅拌强度为15～20m3/m2·
h，搅拌机搅拌强度为200～500w/m2·
h。
[0023]
在一些实施例中，飞灰利用三级逆流漂洗装置进入三级漂洗槽进行漂洗。所述三级逆流漂洗装置可选用已知的常规三级逆流漂洗装置，例如可以是cn201810388415.9中的三级逆流清洗系统。在一些实施例中，三级漂洗飞灰通过压滤机压滤后的清液进入二级漂洗槽，二级漂洗飞灰通过压滤机压滤后的压滤液进入一级漂洗槽；一级漂洗后得到飞灰漂洗液。所述一级漂洗槽、二级漂洗槽和三级漂洗槽均在上方设置有加水管道；水灰比控制在1.2：1～3：1。
[0024]
在一些实施例中，所述防堵塞方法还包括步骤(3)：板框压滤和步骤(4)蒸发结晶。在一些实施例中，蒸发后的冷凝液进入三级漂洗过程。
[0025]
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
[0026]
1.本发明方法根据生活垃圾焚烧飞灰漂洗液的特性，从分散、促溶、晶体置换三个纬度来降低板框压滤机的堵塞概率，最大限度地提升飞灰水洗产线的连续稳定工作时间，提升飞灰水洗产线的产能。
[0027]
2.本发明方法工艺分散剂采用无机分散剂，来源广泛、应用广泛，能够广泛获得且价优物廉，具有显著的广谱性和适用性。
[0028]
3.本发明采用的促溶剂为低分子量有机物，促进结晶化合物能够由固相转化为液相，减少板框压滤机的堵塞概率。
[0029]
4.本发明全程未采用絮凝剂等高分子有机药剂，确保全流程系统的稳定运行。
[0030]
5.本发明方法操作简便，适应性强，可适于不同规模、不同氯含量的飞灰处理需求。
[0031]
6.本发明从垃圾焚烧飞灰水洗产线中选择板框压滤机堵塞进行问题识别，并系统性提出解决问题的方法。
附图说明
[0032]
图1是本发明一种飞灰水洗压滤防堵塞工艺的过程示意图；
具体实施方式
[0033]
下面通过实施例，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的保护范围做任何限定。
[0034]
实施例1
[0035]
一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法，其包括以下步骤：
[0036]
(1)飞灰漂洗：飞灰利用三级逆流漂洗装置进入三级漂洗槽进行漂洗；三级漂洗飞灰通过压滤机压滤后的清液进入二级漂洗槽，二级漂洗飞灰通过压滤机压滤后的压滤液进入一级漂洗槽；一级漂洗后得到飞灰漂洗液；所述一级漂洗槽、二级漂洗槽和三级漂洗槽均在上方设置有加水管道；水灰比控制在1.2：1～3：1；
[0037]
(2)防堵塞剂投加：向步骤(1)得到的飞灰漂洗液加入防堵塞剂，混合使飞灰漂洗液和防堵塞剂充分反应；
[0038]
所述防堵塞剂由分散剂、促溶剂和结晶置换剂组成；所述分散剂选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和焦磷酸钠中的一种或多种，所述分散剂的投加浓度为0.5％～3％(质量分数)；所述促溶剂选自apg(烷基糖苷，分子量500～800)、乙二胺四乙酸(edta)、二乙醇胺、聚乙烯乙二醇-丁醚中的一种或者多种，所述促溶剂的投加浓度为0.6％～5％(质量分数)；所述结晶置换剂选自碳酸钠、磷酸钠、氯化钡、硝酸银中的一种或者多种，所述结晶置换剂的投加浓度为1％～10％(质量分数)。
[0039]
采用本实施例方法(图1)处理后，可以保证板框压滤机能够持续运行120d以上不会发生严重堵塞导致产线停止运行的现象。
[0040]
实施例2
[0041]
针对江苏南通某上市公司自备焚烧厂飞灰，其飞灰氯离子含量6.8％，bet测定比表面积为7.38m2/g。
[0042]
采用实施例1方法处理后，通过在飞灰漂洗液中投加1.5％六偏磷酸钠、1％的apg、
5％的碳酸钠，从而板框压滤机能够持续运行150d以上不会发生堵塞板结现象，而未加防堵塞剂之前，板框压滤机30d就难以稳定运行，需要采用盐酸/硫酸/硝酸混酸进行浸泡清洗方能稳定运行，即使更换滤布也不能改善堵塞状况。
[0043]
实施例3
[0044]
收集浙江嘉兴某生活垃圾焚烧飞灰样品，主要性质如表1所示。
[0045]
表1浙江嘉兴某飞灰性质分析
[0046]
样品名称(％)sio2al2o3fe2o3caomgok2on2ocl嘉兴飞灰12.864.630.8632.860.963.423.8617.2
[0047]
采用实施例1方法处理后，通过在飞灰漂洗液中投加1.2％焦亚磷酸钠、1％的edta、8％的碳酸钠，飞灰溶液中的钙离子由12000mg/l降低至6200mg/l，溶液中的硫酸根离子由6200mg/l降低至4600mg/l，大大降低了硫酸钙的堵塞概率。从而板框压滤机能够持续运行150d以上不会发生堵塞板结现象，而未加防堵塞剂之前，板框压滤机15d就难以稳定运行，需要采用盐酸/硫酸/硝酸混酸进行浸泡清洗方能稳定运行，即使更换滤布或者提升压滤机的压力也不能改善堵塞状况。
[0048]
实施例4
[0049]
利用实施例1提供的一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法，能够提升飞灰水洗产线的年持续工作时间。针对浙江某水泥厂飞灰水洗产线，其原先日处理能力为200吨/日，受制于板框压滤机的堵塞影响产能，现用本工艺后，日处理产能能够达到250吨/日，日处理能力提升了25％，提升了企业的产能。
[0050]
实施例5
[0051]
利用实施例1提供的一种飞灰水洗压滤的防堵塞方法，能够提升飞灰水洗产线的年工作时间。针对浙江某水泥厂飞灰水洗产线，其原先日处理能力为200吨/日，受制于板框压滤机的堵塞影响产能，现用本发明工艺后，日处理产能能够达到250吨/日，按照每吨飞灰盈利800元计算，日盈利增加4万元，按照300天/年进行生产，年增加盈利1200万元。
[0052]
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。