本申請屬于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種垃圾飛灰處理用穩(wěn)定化藥劑及采用其處理飛灰的方法。
背景技術(shù)：
目前，垃圾焚燒飛灰的主要處理技術(shù)有：水泥固化法、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化、熔融固化法和水泥窯協(xié)同處置法等。
從經(jīng)濟(jì)性、易操作性和場地利用等方面考慮，水泥固化法是最適合的處理方法之一。國外的科研工作者已對利用水泥固化法處理飛灰作了很多的研究，這種方法也是國外用來處理飛灰常用的方法之一。但水泥固化處理后增容量大，而且如果飛灰中含有阻礙水泥正常凝結(jié)的成分時(shí)，常會(huì)發(fā)生固化體強(qiáng)度低、有害物質(zhì)浸出率高等問題。水泥類固化材料有許多種類，一般根據(jù)飛灰的特性和處理要求分類使用，其代表性的水泥有普通水泥和膨脹水泥，一般是由硅鋁和氧化鈣組成。水泥固定法就是把水泥和飛灰用水均勻混合，發(fā)生水合反應(yīng)，逐漸硬化，封閉有害金屬。為了提高固定效果，保證水泥能有效地完成水合反應(yīng)，有時(shí)需根據(jù)飛灰的種類向混合物中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?/p>
水泥固化法的缺點(diǎn)在于水泥消耗量大，飛灰中的可溶性氯化鹽、硫化物等會(huì)對水泥的水合過程產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致飛灰的處理效果不穩(wěn)定。處理后固化體的增容和增重明顯，增加了后期的處置成本。
化學(xué)藥劑固化是在飛灰中添加重金屬固定劑和水，均勻混合形成不溶性化合物，從而固定重金屬的方法。重金屬固定劑有氯化二鐵、液體硫酸鋁、硫化鈉等無機(jī)物和水溶性鰲合高分子等。這些藥劑不管是單獨(dú)或混合使用，都能得到較好的效果。通常，由于飛灰具有較強(qiáng)的堿性，重金屬的滲濾比較少，但是鉛在堿性條件下容易滲濾，所以加入添加劑，調(diào)整ph值，對于防止鉛的滲濾有較好的效果，在ph值較低時(shí)添加高分子鰲合劑可防止汞的滲濾。用藥劑穩(wěn)定化技術(shù)處理危險(xiǎn)廢物，可以在實(shí)現(xiàn)廢物無害化的同時(shí)，達(dá)到廢物少增容或不增容，從而提高危險(xiǎn)廢物處理處置系統(tǒng)的總體效率和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，可以通過改進(jìn)鰲合劑的結(jié)構(gòu)和性能使其與廢物中危險(xiǎn)成分之間的化學(xué)鰲合作用得到強(qiáng)化，進(jìn)而提高穩(wěn)定化產(chǎn)物的長期穩(wěn)定性，減少最終處置過程中穩(wěn)定化產(chǎn)物對環(huán)境的影響。該方法中采用的藥劑多為高分子螯合劑，價(jià)格較為昂貴，而且經(jīng)過處理后的飛灰沒有凝結(jié)成塊，不便于運(yùn)輸和填埋。
另一種方法是熔融固化法，該方法把飛灰加熱到熔融溫度(1200-1600℃)，熔融后飛灰中的有機(jī)物熱分解、燃燒、氣化，而重金屬因密度大而沉在熔爐的底部分離；硅酸鹽類殘?jiān)≡谌廴谖锷厦?，淬火后形成玻璃態(tài)物質(zhì)，借助玻璃體的致密結(jié)晶結(jié)構(gòu)，確保重金屬的穩(wěn)定，可作為建材使用，易揮發(fā)金屬則在煙塵中被分離。熔融固化法需要特殊的熔融爐，其中等離子體熔爐的研究和應(yīng)用倍受注，這是因?yàn)榈入x子體加熱具有輸出能量容易控制和調(diào)節(jié)、操作簡便、易大型化、容易獲得高溫、熔融氣氛可通過調(diào)節(jié)工作氣體成分來控制等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)，熔融法能耗高，在高溫熔融的過程中可能會(huì)帶來二次污染，需要對高溫熔融過程中的煙氣進(jìn)行再次的處理。
水泥窯協(xié)同處置是一種新的廢棄物處置手段，它是指將滿足或經(jīng)過預(yù)處理后滿足入窯要求的固體廢物投入水泥窯，在進(jìn)行水泥熟料生產(chǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對固體廢物的無害化處置過程。垃圾焚燒飛灰水泥窯協(xié)同處置法可以實(shí)現(xiàn)飛灰的無害化和資源化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
現(xiàn)有的飛灰處理技術(shù)中，處理成本較高，增容增重較明顯，一些方法還會(huì)帶來二次污染、后期處置成本高、效果不穩(wěn)定的一系列問題，基于此，本發(fā)明提供了一種能夠用于飛灰處理的穩(wěn)定化藥劑以及使用該穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行飛灰處理的方法。
本發(fā)明采用的穩(wěn)定化藥劑組成如下，配方中所述份數(shù)均為質(zhì)量份數(shù)：
水玻璃9-13份；
含鈉鹽復(fù)合物1-4份；
其中含鈉鹽復(fù)合物為磷酸鈉、氫氧化鈉、硫化鈉、硫代硫酸鈉、活性氧化鋁中的一種或者幾種。
優(yōu)選的，水玻璃10-12份，含鈉鹽復(fù)合物2-3份。
優(yōu)選的，含鈉鹽復(fù)合物為磷酸鈉和非磷酸鈉鹽按照1∶1-3比例組成，非磷酸鈉鹽選自氫氧化鈉、硫化鈉、硫代硫酸鈉、活性氧化鋁中的一種或者幾種。
優(yōu)選的，水玻璃模數(shù)為1-1.5。
優(yōu)選的，水玻璃10份，磷酸鈉1份，非磷酸鈉鹽1-2份，非磷酸鈉鹽選自氫氧化鈉、硫化鈉、硫代硫酸鈉、活性氧化鋁中的一種或者幾種。
該穩(wěn)定化藥劑穩(wěn)定飛灰中重金屬的主要原理有以下兩個(gè)方面：(1)通過添加穩(wěn)定化藥劑激發(fā)飛灰的膠凝性能，使飛灰發(fā)生自膠結(jié)作用，將部分的重金屬包覆，使其穩(wěn)定的存在于膠結(jié)體內(nèi)；(2)通過穩(wěn)定化藥劑中的化學(xué)組分與飛灰中的重金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成比較穩(wěn)定的化合物存在于固化體內(nèi)。
更進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供了一種處理飛灰的方法，包括以下步驟：
(1)取城市生活垃圾焚燒飛灰干燥并預(yù)處理；
(2)將本發(fā)明采用的穩(wěn)定化藥劑按上述配方混合，攪拌均勻；
(3)將穩(wěn)定化藥劑和水按照1∶35-100的比例混合稀釋；
(4)將稀釋后的穩(wěn)定化藥劑按照穩(wěn)定化藥劑占飛灰質(zhì)量4‰～12‰的比例加入飛灰中；
(5)待飛灰完全潤濕后，將潤濕后的飛灰轉(zhuǎn)移至模具中振動(dòng)至不再有氣泡冒出；
(6)轉(zhuǎn)移至恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)，20-30h后拆模；
(7)繼續(xù)在恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)12-15天。
優(yōu)選的，將稀釋后的穩(wěn)定化藥劑按照穩(wěn)定化藥劑占飛灰質(zhì)量5‰～10％0的比例加入飛灰中。
本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明通過優(yōu)化選擇穩(wěn)定化藥劑的成分和配比，以水玻璃混合一定比例的含鈉鹽復(fù)合物，可用于激發(fā)劑飛灰的活性硅鋁鈣體系的解離，形成膠凝體，避免了二次污染，處理成本低、效率高、處理后飛灰穩(wěn)定；
(2)在固化過程中對垃圾焚燒飛灰進(jìn)行固定，工藝過程簡單，僅需經(jīng)過兩周左右時(shí)間的熟化便可進(jìn)行填埋；
(3)本發(fā)明的穩(wěn)定化藥劑為水劑，基本上不會(huì)增加處理后飛灰的重量；
(4)本發(fā)明穩(wěn)定化藥劑的處理效率非常高，僅需選用飛灰質(zhì)量4‰～12‰的用量即可實(shí)現(xiàn)對飛灰中重金屬的固定。
附圖說明
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖：
圖1本發(fā)明生活垃圾焚燒飛灰處理的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施方式中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照環(huán)境保護(hù)相關(guān)國標(biāo)和常規(guī)條件、或按照原料提供商所采取的條件。
1穩(wěn)定化藥劑的制備：
根據(jù)以下配方制備穩(wěn)定化藥劑，
穩(wěn)定化藥劑配方a：取10份水玻璃(模數(shù)為1～1.5)加1份磷酸鈉加1～2份硫代硫酸鈉，混合攪拌均勻。
穩(wěn)定化藥劑配方b：取10份水玻璃(模數(shù)為1～1.5)加1份磷酸鈉加1～2份硫化鈉，混合攪拌均勻。
穩(wěn)定化藥劑配方c：取10份水玻璃(模數(shù)為1～1.5)加1份磷酸鈉加1～2份活性氧化鋁，混合攪拌均勻。
穩(wěn)定化藥劑配方d：取10份水玻璃(模數(shù)為1～1.5)加1份氫氧化鈉加1～2份磷酸鈉，混合攪拌均勻。
穩(wěn)定化藥劑配方e：取12份水玻璃(模數(shù)為1～1.5)加1.5份磷酸鈉加1～2份硫代硫酸鈉，混合攪拌均勻。
穩(wěn)定化藥劑配方f：取10份水玻璃(模數(shù)1～1.5)加1份氫氧化鈉加1～2份硫代硫酸鈉，混合攪拌均勻。
2利用穩(wěn)定化藥劑進(jìn)行飛灰處理的工藝：
取0.5～1g穩(wěn)定劑a-f稀釋到40g-50g水中，混合均勻后再加入到100g飛灰中攪拌2分鐘左右，待飛灰完全潤濕后轉(zhuǎn)移至模具中以不低于30次/分鐘的頻率振動(dòng)直至表面不再有氣泡冒出，然后轉(zhuǎn)移至恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱養(yǎng)護(hù)，24h后拆模繼續(xù)在恒溫恒濕養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)13d-15d。
3對穩(wěn)定化藥劑處理后飛灰的重金屬固化效果試驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)室小試實(shí)驗(yàn)和中試過程中都取得了較好的效果。以下為采用穩(wěn)定化藥劑e，藥劑與飛灰的質(zhì)量比為1∶200，按照上述飛灰處理的工藝處理得到的固化塊的重金屬固化實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
從上述數(shù)據(jù)中可知，采用穩(wěn)定化藥劑處理、經(jīng)過養(yǎng)護(hù)后的飛灰固化塊的浸出毒性可以達(dá)到《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(gb16889-2008)中重金屬浸出毒性濃度的相關(guān)規(guī)定，處理效果良好。
與此同時(shí)，藥劑添加量少，處理后飛灰不增容。僅僅通過添加飛灰質(zhì)量5‰～10‰的藥劑，即可達(dá)到較好的效果。由于本藥劑為水劑，處理后除發(fā)生化學(xué)反應(yīng)消耗的水留在固化體中，其它的自由水均揮發(fā)到空氣中，基本上不會(huì)增加處理后飛灰的重量。經(jīng)過處理后，飛灰的堆積密度有0.6～0.8g/cm3變?yōu)?.5～1.8g/cm3，因此飛灰的體積不但不會(huì)增加，還會(huì)減少。
以上優(yōu)選的實(shí)施方式僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在上述方式的基礎(chǔ)上可以理解的、在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍，都在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。