[发明专利]水热无害化处理垃圾焚烧飞灰的方法

说明书

本发明公开了一种水热无害化处理垃圾焚烧飞灰的方法，包括以下步骤：(1)往飞灰中添加羟基磷灰石前体液，然后在40～50℃下进行第一步常压水热反应，稳定飞灰中的重金属；(2)往步骤(1)反应得到的混合物中加入磁性羟基磷灰石粉末与双氧水，然后在120～150℃下进行第二步微波高压水热反应，进一步稳定飞灰中的重金属及降解多环芳烃。本发明可高效同步实现垃圾焚烧飞灰中重金属的稳定化与多环芳烃降解脱毒，不仅重金属的浸出毒性低于危险废物鉴别标准且可降低到满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》，重金属真正稳定在飞灰中而非大规模转移至水热废液，且16种多环芳烃的毒性当量降解率达95.06％以上，并防止了二次污染。

技术领域

本发明属于化工及环境保护技术领域，具体涉及水热无害化处理垃圾焚烧飞灰的方法。

背景技术

垃圾焚烧处理技术具有处理周期短、减量效果好、占地面积小等特点，并且能利用其产生的热量进行发电和供热资源化，因而已成为全世界各国普遍应用的垃圾处理技术。最新统计，截止2018年底，我国已建成垃圾焚烧厂331座，已占垃圾无害化量的45.1％(中国统计年鉴2019)，焚烧处理的无害化率较上一年净增加4.9％，可见我国的垃圾焚烧处理规模呈现出迅猛发展的势头。在垃圾焚烧的二次污染防治过程中，焚烧烟气中含有随着气体在燃烧室上升夹带的灰分，即飞灰(Fly ash)，可被烟气污染净化系统所高效捕集，其质量约占原生垃圾质量的2～5％，年产生量约203～509万吨。飞灰富集了大量重金属(如中国垃圾焚烧飞灰中Zn约2088～65850mg/kg、Pb约783～12113mg/kg)、难降解有毒有害有机物(如“三致物质”多环芳烃Polycyclic aromatic hydrocabons，简称PAHs)等，故被列入《国家危险废物名录》(编号HW18)。因此，为了防止飞灰的二次污染，实现真正的垃圾处理无害化，必须在飞灰最终处置前，对其进行无害化处理。

目前对于垃圾焚烧飞灰的主要处理技术有：固化技术、热处理技术、化学药剂稳定技术等。水泥固化技术是最常用的飞灰固化技术之一，处理成本低，对飞灰中的重金属有良好的稳定效果，但存在处理后固化体增容比大、固化体易受酸性介质侵蚀而重金属再次浸出、多环芳烃等难降解有机污染物未被分解的问题。熔融化/玻璃化等热处理技术具有减容率高、能分解有机污染物等优点，但是高温处理需消耗大量能源，且高温下部分重金属(Pb、Zn、Cd等)易挥发，需对烟气进行处理，处理成本过高，目前还未被广泛工程应用。化学药剂稳定技术是利用化学药剂将飞灰中的重金属离子变成不溶于水的高分子络合物或者是无机矿物质，把飞灰中的有毒物质转变成低毒性、低迁移性物质的处理技术，具有少增容或不增容、处理成本相对比高温处理技术低廉等优点。常用的化学稳定药剂包括：无机和有机螯合剂(如二硫代氨基类螯合剂、氨基乙酸、EDTA、葡萄糖酸、柠檬酸盐等)、硫化物沉淀剂(可溶性无机硫沉淀剂、不可溶性无机硫沉淀剂、有机硫沉淀剂)、碳酸盐沉淀剂、硅酸盐沉淀剂、磷酸盐沉淀剂，但是这些化学稳定药剂对持久性有机污染物均没有分解或脱毒作用效果。