[发明专利]基于铁盐添加剂热解污泥包裹飞灰稳定重金属的方法

说明书

技术领域

本发明属于危险固体废物处理技术领域，涉及一种基于铁盐添加剂热解污泥包裹飞灰稳定重金属的方法。

背景技术

根据国家《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，到2015年，省会城市污泥无害化处理处置率达到80％，其他设市城市达到70％，县城及重点镇达到30％。新建污泥处理处置规模518万吨(干泥)/年。截至2014年3月底，全国市县累计建成市政污水处理厂3622座，污水处理能力约1.53亿立方米/日。截止2012年底，工业污水处理量为1.44亿吨/日。按照经验核算，市政水处理每年可产生2792万吨湿污泥，工业水处理，每年可产生2635万吨湿污泥。截至2013年底，污泥处理处置设施建设规模已完成43.4％。面对污泥的产量逐年增长，若污泥不经处理随意堆放，经过雨水的侵蚀和渗漏作用，极易对地下水土壤等造成二次污染，直接危害环境安全和人类身体健康。

目前，污泥的处理方法主要有：焚烧、填埋、堆肥；此外，污泥热解技术经过多年发展，逐渐变成实用技术。污泥热解可以使污水污泥中的有害有机化合物被分解，重金属都富集在固体残留物中，且重金属形态发生了显著改变，可交换态含量降低，残渣态含量升高，浸出浓度都低于监测标准，重金属离子得到固化。

而另一固体废物-垃圾焚烧飞灰，其产量也在大幅度增加。根据“十二五”规划，垃圾焚烧产业将呈爆发式增长，占生活垃圾无害化处置比例将由2010年的19.62％上升至2015年的35.24％，沿海地区占比要达到48％；日处理能力由8.96万吨/日上升至30.72万吨/日，垃圾焚烧飞灰产生量也将增加近3倍。早在2008年，飞灰就被列入《国家危险废物名录》，是焚烧残渣的第一项，只能在危险废物填埋场进行填埋，处理费用约为2000元/吨。2008年《生活垃圾填埋污染控制规定》实施，飞灰经严格预处理后，可以进入生活垃圾填埋场填埋处置，其处理成本大幅下降，但也需要800-1000元/吨。如这些飞灰不能得到安全处置，将是危害环境的极大隐患。

但是现有的污泥、飞灰处理技术中，污泥、飞灰虽可进行混合热解处理，但飞灰的包裹量很小，重金属稳定效果不明显，处理后的炭中的重金属较容易进出，易产生二次污染。

针对上述问题，授权公告号为CN101279825B的中国发明专利公布了一种垃圾焚烧飞灰与污泥共处置资源化的方法，该方法采取以下工艺：在常温下按飞灰与污泥比例为1∶10-1∶50混合，其中飞灰质量单位为克，污泥的体积单位为毫升，加入适量的重金属稳定剂，重金属稳定剂由氧化铁、氧化铝、活性碳和磷酸钠固相混合组成，充分混合搅拌15-30min，pH控制范围为9-12，经过洗涤、压滤和烘干，可得飞灰与污泥混合物。上述专利公布的技术方案通过协同处置，污泥的含水率降低，热值升高，飞灰中氯离子含量降低，处理后的飞灰与污泥的混合物可满足水泥生产的原料要求，实现飞灰/污泥协同资源化。然而，上述专利技术中污泥飞灰资源化处理减容率小，只能实现含水率降低10-20％，而且飞灰的处理效率较低，针对现在飞灰、污泥的产率，需要飞灰污泥协同处理的比例在增大，相比于上述专利，本发明能实现飞灰污泥的比例达到1:5，同时，本发明利用污泥炭化的技术，实现污泥飞灰的资源化处理，实现两者中重金属的稳定，为后续资源化处理提供参考，而且污泥飞灰混合后通过热解炭化，规模的大量降低，满足了污泥飞灰处理的减量化要求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高效、经济、可行、不增加二次污染，并能节省处置场地的基于铁盐添加剂热解污泥包裹飞灰稳定重金属的方法，用于解决现有技术中污泥包裹飞灰碳化技术不能大规模利用污泥热解炭的重金属稳定效果来主动处理废弃物焚烧飞灰的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

基于铁盐添加剂热解污泥包裹飞灰稳定重金属的方法，该方法具体包括以下步骤：

(1)将脱水污泥与飞灰以质量比为1:1-5加入到拌合器中，混合均匀；

(2)加入添加剂铁盐，充分搅拌均匀，转移至干燥器中，干燥，得到混合干物料；

(3)将混合干物料送入热解器中，进行热解处理直至无热解气体产生，得到热解炭，冷却后，将热解炭送至卫生填埋场进行填埋即可。

步骤(1)所述的脱水污泥为含水率为0-80％的脱水污泥。

所述的脱水污泥来自污水处理厂，其中含有Pb、Cd、Hg、Cr、Ni、Cu、Zn、As等重金属。

步骤(2)所述的混合干物料中铁的质量含量为0.1-5.0％。