[发明专利]一种垃圾焚烧飞灰制备胶凝材料的方法

说明书

本发明公开了一种垃圾焚烧飞灰制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：步骤一、制备植物秸秆发酵液；步骤二、降解飞灰中二噁英及重金属；步骤三、改性处理植物纤维；步骤四、制备胶凝材料。本发明通过将植物秸秆处理工艺与垃圾焚烧飞灰处理工艺相结合，严格控制植物秸秆发酵的条件及工艺参数，使得所得植物发酵液能够代替重金属螯合剂和微生物培养基，通过加入具有凝胶性质的粉煤灰，无需添加水泥、沥青、塑料等固化材料，不产生废水、废渣，无粉尘污染，生产工艺环保、安全性高，制得的胶凝材料不会造成二次污染，具有强度高、经久耐用的特点。

技术领域

本发明涉及危险固体废物处理技术领域，具体涉及一种垃圾焚烧飞灰制备胶凝材料的方法。

背景技术

垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧过程中以飞灰形式附着在余热锅炉外壁，或进入烟气净化系统中而被除尘器捕集的副产物，它一般由硫酸盐、硅铝酸盐以及硅酸盐矿物组成，同时富含钾盐等可溶性盐类。飞灰中除含有一定量的未燃尽可燃物外，还含有一定量的二噁英、重金属等高毒性物质，被《国家危险废物名录》列为危险废物。垃圾焚烧飞灰年产量巨大，寻找合理绿色的处置方法已迫在眉睫，而且如何最大化的利用飞灰这种危险废弃物成为当今危废处理领域研究的热点内容。

目前垃圾燃烧飞灰的固定化或资源化处理方法大多是通过加入大量水泥、沥青等对飞灰进行包封，从而使飞灰的浸出毒性降低，符合垃圾填埋场标准进行填埋，或制成颗粒、砖等建筑材料实现资源化利用。这些处理方法需要消耗大量的水泥、沥青，或者需要长时间高温处理，处理成本昂贵，不利于推广使用。

中国专利文献CN110776302A公开了一种将垃圾焚烧飞灰改性成复合胶凝材料的工艺方法，通过分别配置固体胶凝剂和液体胶凝剂，分别对飞灰进行常温、常压混合搅拌处理，同时起到消除二噁英、稳定固化重金属浸出危害，形成兼有树脂、水泥、石膏、菱镁制品特性的复合胶凝材料。但是其加入的液体改性剂由多种有机试剂组成，带来了新的污染隐患，而且最终固化的物料力学强度较低，应用范围窄。

发明内容

针对现有处理方法的不足，本发明将特定的秸秆发酵工艺与垃圾焚烧飞灰处理工艺相结合，采用微生物处理实现二噁英彻底降解和重金属固定化，通过无机胶凝反应制备得到各项性能符合要求的胶凝材料，该处理方法无需添加水泥、沥青、塑料等固化材料，成本低、稳定效果好、无二次污染、实现了废弃物的资源化利用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种垃圾焚烧飞灰制备胶凝材料的方法，包括以下步骤：

步骤一、制备植物秸秆发酵液：将植物秸秆切段、去杂并清洗，之后送入揉丝机处理成秸秆细丝，接着用二氧化硫处理秸秆细丝，加水，调节pH为5～6，加入复合酶，密封酶解，酶解完成后过滤，得到滤液和植物纤维，对滤液进行有氧发酵，得到植物秸秆发酵液；

步骤二、降解飞灰中二噁英及重金属：将植物秸秆发酵液转移至微生物反应器中，加入待处理的飞灰，搅拌均匀后加入硫酸盐还原菌活化菌液厌氧处理2～4天，再加入白腐真菌活化菌液有氧处理5-10天；

步骤三、改性处理植物纤维：将步骤一所得植物纤维置于蒸馏水中，超声清洗，室温风干，之后通过氧气低温等离子体对植物纤维进行改性预处理，将预处理后的植物纤维浸入硅烷偶联剂溶液中，取出，蒸馏水冲洗，风干即得改性处理植物纤维；

步骤四、制备胶凝材料：将步骤二微生物反应器中处理完成后的混合物干燥、粉碎，转移至搅拌池，加入活化粉煤灰、改性处理植物纤维、改性水玻璃溶液，搅拌均匀后浇筑成型，蒸汽养护，取样，检测合格即得胶凝材料。

进一步地，步骤一中所述植物秸秆为水稻、玉米、甘蔗、棉花、油菜、花生、黄豆、松针中的一种或几种。

进一步地，步骤一中所述复合酶包括纤维素酶、蛋白酶、果胶质酶、半纤维素酶、木质素酶。

进一步地，步骤一中密封酶解的温度为室温，时间为7～28天；有氧发酵温度为30℃，时间为1～2天。