[发明专利]一种利用炉渣制备絮凝剂的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种利用炉渣制备絮凝剂的方法及其应用，所述方法包括如下步骤：S1、取生活垃圾焚烧后的炉渣，制成炉渣粉末后进行焙烧处理，制得炉渣样品A；S2、称取炉渣样品A与酸液混合，进行酸浸反应并过滤，分别得到滤液B和滤渣C；S3、将滤渣C水洗，干燥后得中间体D；S4、称取中间体D与NaOH混合，进行高压碱溶反应，得到固体E；S5、洗涤并溶解固体E，制备出溶液F；S6、取滤液B，并使用酸液将其pH调节为2，然后加入溶液F，搅拌并在室温熟化，即可得到聚合硅酸铝铁絮凝剂。本发明利用生活垃圾焚烧炉渣制备出聚合硅酸铝铁絮凝剂产品，降低了成本，节约了资源，促进炉渣在垃圾渗滤液处理领域的应用，实现“以废治废”，减轻炉渣处置压力。

技术领域

本发明涉及絮凝剂制备技术领域，具体涉及一种利用炉渣制备絮凝剂的方法及其应用。

背景技术

近年来，城市生活垃圾清运量逐年增加，2016、2017和2018年北京市生活垃圾清运量依次为872.6、924.8、975.7万吨，到2019年北京市生活垃圾清运量突破了1000万吨，日产生量达到2.7万吨。垃圾焚烧技术凭借高温无害化、减容和减重的优点，在垃圾处理系统中的应用日益广泛。生活垃圾焚烧之后留下重量为20％的焚烧炉渣。到2020年，北京市生活垃圾日焚烧量约为2.3万吨，焚烧年处理量超过800万吨，焚烧产生的炉渣预计超过160万吨。目前北京市炉渣的处置方式仍以填埋为主，面对填埋场用地日益紧张的局面，如何采取适当的技术处理垃圾焚烧产生的大量炉渣，并达到稳定化、资源化和无害化的目标，已成为当前必须面对的问题。焚烧炉渣的资源化利用将是比较符合中国实际的一个可行方法。

垃圾渗滤液是垃圾在运输、填埋等工艺环节产生的一种成分复杂、难处理的高浓度有机废水，目前针对新鲜渗滤液主要采取生化处理方式，对于“老化”的垃圾填埋场的渗滤液可以采用物理—化学的方法进行处理，如光催化、Fenton试剂高级氧化、膜分离等，以上几种处理技术在处理垃圾渗滤液的过程中也存在着一些缺陷。光催化氧化存在催化剂不成熟、催化效率低等缺陷，使得这一技术目前仍停留在实验室阶段，无法实现工业化。Fenton法主要存在处理费用高、H₂O₂利用率低、需要投加Fe²⁺盐、容易产生二次污染等问题。膜工艺对氨氮的去除效果不理想，而且存在膜设备成本高、膜污染、浓缩液需二次处理等难题，使得膜工艺在垃圾渗滤液的深度处理中难以工程化应用推广。研究和开发高效的、更加简便的方式处理垃圾渗滤液，为实现垃圾渗滤液的处理提供新的思路和方向。

发明内容

为此，本发明提供了一种利用炉渣制备絮凝剂的方法及其应用，基于“以废治废”原理，利用生活垃圾焚烧炉渣制备絮凝剂产品，并采用制备的絮凝剂产品完成对垃圾渗滤液的净化处置，在生活垃圾焚烧炉渣资源化利用的同时，实现渗滤液低成本实时有效的处理。

本发明采用如下技术方案：

一种利用炉渣制备絮凝剂的方法，包括以下步骤：

S1、取垃圾焚烧后的炉渣，对其进行干燥、破碎、筛分处理，制得炉渣粉末，并对制得的炉渣粉末进行焙烧处理，制得炉渣样品A；

S2、称取炉渣样品A放入烧瓶中，并按炉渣样品A质量与酸液体积固液比(g:mL)为1:(2～20)往烧瓶中加入酸液并搅拌，进行酸浸反应，将反应后的固液混合物进行过滤，分别得到滤液B和滤渣C；

S3、将滤渣C水洗3～5次，干燥后得中间体D，备用；

S4、按质量比为1:1分别称取中间体D与NaOH，加入到高压反应釜中混合，进行高压碱溶反应，得到固体E；

S5、用去离子水洗涤并溶解反应后的固体E，制备出溶液F；

S6、取步骤S2制得的滤液B，并使用酸液将其pH调节为2，然后加入步骤S5制得的溶液F，在温度40～60℃下搅拌2～3h，然后室温熟化24～36h，即可得到聚合硅酸铝铁絮凝剂。