生活垃圾焚燒飛灰經(jīng)水泥造粒及二次處理后的清潔應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生活垃圾焚燒飛灰經(jīng)水泥造粒及二次處理后的應(yīng)用，具體設(shè)及生活垃 圾焚燒飛灰與水泥固結(jié)造粒并二次處理完畢后，添加至漸青混合料中進(jìn)行路面應(yīng)用。在工 程上實(shí)現(xiàn)了生活垃圾焚燒飛灰于漸青路面中的資源化清潔應(yīng)用，屬于固體廢棄物處理處置 與資源化、道路鋪面材料及其加工制備技術(shù)交叉領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 生活垃圾焚燒飛灰是生活垃圾焚燒廠煙氣凈化系統(tǒng)的捕集物和煙道及煙畫(huà)底部 沉降的底灰。研究表明，生活垃圾焚燒飛灰中含有二嗯英類及重金屬等有毒有害物質(zhì)，因 此，我國(guó)將其列為《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中的HW18類危險(xiǎn)廢物，不妥善處置會(huì)直接威脅周圍 環(huán)境及人類健康，并會(huì)引發(fā)公眾群體事件進(jìn)而影響垃圾焚燒行業(yè)積極健康發(fā)展。生活垃圾 焚燒飛灰的毒性和易造成二次污染的特性也是生活垃圾焚燒廠選址受公眾質(zhì)疑的重要原 因。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)生活垃圾焚燒飛灰主要處置方式及缺點(diǎn)有：（1)直接進(jìn)入危險(xiǎn)廢物填埋 場(chǎng)填埋。處理成本高，無(wú)填埋場(chǎng)的區(qū)域在遠(yuǎn)距離運(yùn)輸中存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)；（2)馨合劑穩(wěn)定 化或水泥固化后進(jìn)入衛(wèi)生填埋場(chǎng)填埋。浸出毒性不合格現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，二次污染風(fēng)險(xiǎn)高。存 在增容量大、占有±地資源等問(wèn)題。隨著垃圾焚燒的普及，衛(wèi)生填埋場(chǎng)的逐步關(guān)?；蛱盥駡?chǎng) 容量飽和，生活垃圾焚燒飛灰面臨無(wú)法填埋的風(fēng)險(xiǎn)；（3)水泥害協(xié)同處置。Cl元素影響水泥 質(zhì)量，會(huì)限制水泥使用范圍，對(duì)設(shè)備腐蝕危害較大。
[0004] 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家飛灰的處置技術(shù)有:德國(guó)采用礦井深埋，日本采用高溫烙融，美國(guó)采 用飛灰爐渣混合處置等?？紤]到我國(guó)國(guó)情、投資處置成本W(wǎng)及現(xiàn)行法規(guī)限制等，W上發(fā)達(dá)國(guó) 家采用的技術(shù)均不適宜我國(guó)飛灰處置。
[0005] 因此，開(kāi)發(fā)環(huán)境友好、符合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的垃圾焚燒飛灰處置技術(shù)，從根本上改變 飛灰處置現(xiàn)狀，突破當(dāng)前垃圾焚燒行業(yè)能源、環(huán)境、資源=者之間的矛盾，成為中國(guó)垃圾焚 燒行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求。
[0006] 生活垃圾焚燒飛灰與水泥造粒后并應(yīng)用于漸青路面中，可使生活垃圾焚燒飛灰中 重金屬元素在固化產(chǎn)物中雙層惰化從而降低重金屬類元素向環(huán)境浸出。理論上，由生活垃 圾焚燒飛灰與水泥造粒后制備的漸青混合料在重金屬浸出毒性合格的前提下，可用于鋪 路。然而，在實(shí)際工程應(yīng)用中，生活垃圾焚燒飛灰中高含量可溶鹽會(huì)導(dǎo)致路面水損害，影響 路面的正常使用。因此，生活垃圾焚燒飛灰與水泥造粒技術(shù)目前無(wú)法實(shí)現(xiàn)生活垃圾焚燒飛 灰的資源化清潔利用。鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明不斷尋找創(chuàng)新的生活垃圾焚燒飛灰與水泥造 粒后二次處理技術(shù)，使高可溶鹽含量下生活垃圾焚燒飛灰漸青混合料的水穩(wěn)定性指標(biāo)合 格、重金屬類物質(zhì)浸出毒性合格，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)生活垃圾焚燒飛灰在路面中的資源化清潔應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種生活垃圾焚燒飛灰經(jīng)水泥造粒及二次處理 后的應(yīng)用。具體為生活垃圾焚燒飛灰與水泥固結(jié)造粒后進(jìn)行二次處理，并將其應(yīng)用于漸青 路面。
[0008] 本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0009] 1、生活垃圾焚燒飛灰經(jīng)水泥造粒及二次處理后的應(yīng)用，首先將生活垃圾焚燒飛灰 與水泥進(jìn)行固結(jié)造粒獲得生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒，然后在顆粒表面涂覆硅烷防水劑 或稀釋漸青進(jìn)行二次處理獲得生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理顆粒，將生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理 顆粒代替部分礦粉或集料加入漸青混合料中進(jìn)行路面利用，所述生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理 顆粒占漸青混合料礦料的質(zhì)量百分比為2~8%。
[0010] 所述生活垃圾焚燒飛灰為經(jīng)過(guò)二嗯英低溫?zé)峤到馓幚砗蟮娘w灰。
[0011] 優(yōu)選的，所述生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理顆粒占漸青混合料礦料的質(zhì)量百分比為 4% 或 6%。
[0012] 優(yōu)選的，所述生活垃圾焚燒飛灰粒徑小于1mm，所述生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理顆粒 的粒徑為0~4.75mm。
[0013] 優(yōu)選的，所述生活垃圾焚燒飛灰中粒徑小于75WI1的飛灰質(zhì)量百分比含量大于 75%，且58~75WI1的生活垃圾焚燒飛灰質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于70%。
[0014] 優(yōu)選的，所述生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理顆粒的粒徑為0~2.36mm。
[0015] 優(yōu)選的，所述漸青混合料采用SMA-13型級(jí)配、SMA-16型級(jí)配、AC-20C型級(jí)配、AC-25C型級(jí)配或ATB-25型級(jí)配。
[0016] 優(yōu)選的，所述水泥造粒的具體步驟為:先按質(zhì)量比為1:0.25~1.5的比例將生活垃 圾焚燒飛灰和水泥進(jìn)行干粉混合，然后加入質(zhì)量為混合干粉質(zhì)量20~30%的水混勻，并振 蕩成型，再按照水泥的養(yǎng)生條件與要求養(yǎng)生7天，最后破碎造粒獲得生活垃圾焚燒飛灰/水 泥顆粒。
[0017] 優(yōu)選的，所述生活垃圾焚燒飛灰和水泥的質(zhì)量比為1:0.5、1:1或1:1.5。
[0018] 優(yōu)選的，所述涂覆硅烷防水劑的具體步驟為:首先將生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒 烘干，并冷卻至室溫，然后將硅烷防水劑均勻噴灑于生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒表面，室 溫下反應(yīng)12~2地即可;硅烷防水劑的配制過(guò)程為:首先按質(zhì)量比為60:1的比例將無(wú)水乙醇 和水混合獲得乙醇-水溶液，然后用稀鹽酸溶液調(diào)節(jié)乙醇-水溶液的pH值至2~3,再按質(zhì)量 比為15:1的比例在攬拌條件下加入十六烷基=甲氧基硅烷或硅烷偶聯(lián)劑，18~25°C條件下 反應(yīng)30min即可。
[0019] 所述硅烷偶聯(lián)劑為K冊(cè)02、K冊(cè)70等。
[0020] 優(yōu)選的，所述涂覆稀釋漸青的具體步驟為:將漸青加熱到熱烙狀態(tài)后溶解于稀釋 劑中，加入生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒，浸潰生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒2地，揮發(fā)稀釋 劑即可。
[0021] 優(yōu)選的，所述稀釋漸青中的漸青為SK 70#漸青、SK 90#漸青等。
[0022] 優(yōu)選的，所述稀釋劑為煤油、汽油或=氯乙締。
[0023] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明中首先將生活垃圾焚燒飛灰與水泥進(jìn)行固結(jié)造 粒，然后在生活垃圾焚燒飛灰/水泥造粒顆粒表面涂覆防水材料進(jìn)行二次處理，于生活垃圾 焚燒飛灰/水泥顆粒表面形成致密防水層，有效封堵了生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒的表面 微孔，并有效隔離了外界水分對(duì)生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒表面微孔的浸入，緩解了生活 垃圾焚燒飛灰中可溶鹽溶出對(duì)漸青混合料路用性能造成的不良影響。此外，本發(fā)明的技術(shù) 可W達(dá)到雙層惰化生活垃圾焚燒飛灰中的重金屬元素目的，從而降低重金屬類元素向環(huán)境 浸出的概率。二次處理后獲得的顆粒代替部分礦粉或集料加入到漸青混合料中用于路面鋪 設(shè)，其在漸青路面的面層、基層均能夠應(yīng)用。路面在使用過(guò)程中，生活垃圾焚燒飛灰中重金 屬浸出毒性合格，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，鋪設(shè)的路面路用性能各項(xiàng)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。 本發(fā)明在工程上實(shí)現(xiàn)了生活垃圾焚燒飛灰在路面中的資源化清潔利用。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方 法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。
[0025] 本發(fā)明所用生活垃圾焚燒飛灰來(lái)源于重慶某垃圾焚燒廠，為經(jīng)爐排爐式垃圾焚燒 爐的布袋除塵器收集的焚燒飛灰，飛灰首先進(jìn)行二嗯英低溫?zé)峤到馓幚?，低溫?zé)峤到獾淖?佳工藝參數(shù)如下：
[00%] 熱降解溫度:400°C，
[0027]飛灰排出溫度：。50°(：，
[002引固相停留時(shí)間：1-2h，
[0029] 氣氛:氮?dú)鈿夥?，?體積濃度。％，
[0030] 脫氯活性介質(zhì):化0,質(zhì)量濃度含10%。
[0031] 在上述工藝條件下二嗯英的降解率達(dá)95% W上，生活垃圾焚燒飛灰中二嗯英的含 量降低至IOng TEQ/kgW下；另外，生活垃圾焚燒飛灰中可溶鹽含量為20~30%，重金屬含 量見(jiàn)表1。
[0032] 表1焚燒飛灰中重金屬含量(干基，mg/kg)
[0033]

[0034] 焚燒飛灰浸出液重金屬浸出濃度見(jiàn)表2。
[0035] 表2焚燒飛灰浸出液重金屬浸出濃度(醋酸緩沖溶液法，mg/L)
[0036]
[0037]
[0038] 由表中內(nèi)容可知，焚燒飛灰中含量較高的重金屬元素包括化、口6、8曰、111、加、化和 Cd，其醋酸緩沖溶液法浸出液中也是Zn、Pb、Mn、Cu、Cd的濃度較高，其中饑和Cd的濃度超出 了《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB16889-2008)》中規(guī)定的入場(chǎng)限值?，F(xiàn)采用本發(fā)明所述 方法對(duì)該焚燒飛灰進(jìn)行無(wú)害化、資源化利用。
[0039] 將上述生活垃圾焚燒飛灰進(jìn)行水泥造粒，然后在生活垃圾焚燒飛灰/水泥顆粒表 面涂覆硅烷防水劑或稀釋漸青進(jìn)行二次處理獲得生活垃圾焚燒飛灰預(yù)處理顆粒，將生活垃 圾焚燒飛灰預(yù)處理