一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法。本发明专利技术进一步提供了一种基于XRF检测的飞灰稳定化药剂投加系统。本发明专利技术更进一步提供了基于XRF检测的飞灰稳定化药剂投加系统的使用方法。本发明专利技术提供的一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法及其系统，能够对飞灰稳定化处理过程中每批次飞灰重金属总量进行实时检测，不仅能够有效地避免飞灰因加药量不足导致的稳定化不达标，还能避免因加药量过多导致的药剂浪费的现象，提高了系统处理问题的反应速度，将飞灰稳定化处理由粗放化改进为精细化管理。

【技术实现步骤摘要】
一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法及其系统
本专利技术属于环境工程
，涉及一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法及其系统，具体涉及一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的螯合剂和水投加方法、飞灰稳定化药剂投加系统及其使用方法。
技术介绍
生活垃圾焚烧厂烟气净化系统飞灰(以下简称飞灰)是一种危险废物，其中含有大量的重金属，如Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Hg、Ba、Ni等，必须经过稳定化处理且每一批次处理后的飞灰都必须检验合格才能进行填埋处置。最常用的飞灰稳定化处理技术是化学药剂螯合法，即将螯合剂稀释后与飞灰进行搅拌，重金属离子与螯合剂发生螯合反应被固定，降低了重金属浸出浓度。实际生产中，普遍采用固定的药剂投加比例，由于飞灰重金属总量的波动范围比较大，如果按飞灰重金属总量最大值所需的螯合剂量进行投加，大部分时段螯合剂的投加量都将过剩，特别是在一些干法烟气净化工艺(比如喷洒消石灰为主)中，飞灰原灰中的重金属含量本身比较低，原灰本身的浸出毒性已经完全达到了飞灰入场填埋标准，此时继续加入螯合剂对稳定化效果没有促进作用，却造成成本增加；另一方面，如果飞灰中重金属总量突然增加，而当前的生产线全都是按照固定螯合剂投加比例，将会出现螯合剂投加量不足问题，增加飞灰浸出毒性不达标的风险。最理想的状态是在生产线上，能够对每一批次飞灰重金属总量进行快速、定量的检测分析，然后实时调控螯合剂投加比例，既能保证飞灰稳定化处理达标，也能降低药剂投加成本。飞灰重金属总量的传统测定方法是采用“消解预处理+ICP-OES检测”，该方法预处理过程耗时长，第三方检测实验室一般需要5～7天才能提供检测报告，根本无法实时指导飞灰预处理工作。X射线荧光光谱(XRayFluorescenceSpectrometry)分析，简称XRF分析，是一种快速、无损的检测方法，适用于粉末、块状等物品的检测，每个样品只需1～3min即可测得重金属的总量，正好满足飞灰稳定化生产过程的快速、准确的要求。但是，目前还未有关于将XRF应用到飞灰稳定化处理生产过程的应用和报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法及其系统，能够在飞灰稳定化处理过程中做到飞灰重金属总量的实时检测，并通过比较确定螯合剂与水添加量，做到智能化调控，从而有效地降低成本，提高稳定化飞灰的达标率。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法，包括以下步骤：1)在同一场所中采集第一批次的飞灰样品，获得每份飞灰样品中主控元素的XRF检测浓度值；2)制备各飞灰样品的浸出液样本，采用光谱分析仪器测定各浸出液样本中各主控元素的含量，筛选出合限浸出液样本，将其对应的飞灰样品的各主控元素的XRF检测最大浓度值作为各主控元素的A值；3)制备各飞灰样本的螯合灰样本的浸出液，采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量，筛选出合限浸出液，将其对应的飞灰样品的各主控元素的XRF检测最大浓度值作为各主控元素的B值；4)对于步骤3)中不合限浸出液对应的飞灰样品，调整螯合灰样本制备用药剂中螯合剂的比例，直至所有不合限浸出液均检测合限；5)在同一场所中将其他待处理的飞灰的样品采用XRF检测样品中各主控元素的浓度值X，将X值分别与相应主控元素的A值、B值比较，根据比较结果，确定待处理的飞灰适用的处理药剂并投加对应药剂。步骤2)、3)或4)中，所述合限是指浸出液中各主控元素的浓度值低于相应主控元素的稳定化控制限值。较佳地，所述一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法，具体包括以下步骤：A)在同一场所中采集第一批次的飞灰样品，分别采用XRF仪器检测第一批次中每份飞灰样品，获得每份飞灰样品中各主控元素的XRF检测浓度值；B)获得A值：平行制备第一批次中每份飞灰样品的浸出液样本，再分别采用光谱分析仪器测定各浸出液样本中各主控元素的含量，然后分别将各浸出液样本中主控元素的含量与相应主控元素的稳定化控制限值进行比较，筛选出主控元素的含量低于相应主控元素的稳定化控制限值的浸出液样本，将筛选出的浸出液样本所对应的飞灰样品中相应主控元素的XRF检测的最大浓度值设为该主控元素的A值；C)获得B值：平行制备第一批次中每份飞灰样品的螯合灰样本，所述螯合灰样本通过向飞灰样品中投加药剂进行螯合获得，所述药剂包括螯合剂和水，制备螯合灰样本时，药剂与飞灰样品的质量百分比为N％，螯合剂与飞灰样品的质量百分比为M％，将各螯合灰样本平行制备其浸出液，再分别采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量，然后分别将各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量与相应主控元素的稳定化控制限值进行比较，筛选出主控元素的含量低于相应主控元素的稳定化控制限值的浸出液，将筛选出的螯合灰样本的浸出液所对应的飞灰样品中相应主控元素的XRF检测的最大浓度值设为该主控元素的B值；D)确定Y值：对步骤3)中至少有一个主控元素的含值不低于相应主控元素的稳定化控制限值的浸出液对应的飞灰样品，平行制备螯合灰样本，制备螯合灰样本时，药剂与飞灰样品的质量百分比为N％，预设一Y值，螯合剂与飞灰样品的质量百分比为(M+Y)％，将本步骤制备的各螯合灰样本平行制备其浸出液，再分别采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中主控元素的含量；分别将各螯合灰样本的浸出液中主控元素的含量与相应主控元素的稳定化控制限值进行比较，若各浸出液主控元素的含量均低于相应主控元素的稳定化控制限值，则将预设的Y值确定为该主控元素的Y值；若至少有一个浸出液主控元素的含量不低于相应主控元素的稳定化控制限值，则改变预设的Y值并重复本步骤直至能确定各主控元素的Y值；E)在同一场所中将其他待处理的飞灰的样品采用XRF检测样品中各主控元素的浓度值X，将X值分别与相应主控元素的A值、B值比较，根据比较结果，确定待处理的飞灰适用的处理药剂中螯合剂和水投加量。优选地，步骤A)中，所述同一场所为同一座生活垃圾焚烧厂。优选地，步骤A)中，所述第一批次的飞灰样品的采集方式为：对同一座生活垃圾焚烧厂的飞灰原灰进行取样，采集样品总数≥20份，采集频次≥1次/天，连续采集时间为10-70天。更优选地，所述第一批次的飞灰样品的采集方式为：采集样品总数为20-30份，采集频次为1-3次/天，连续采集时间为20-40天。步骤B)、C)或D)中，所述平行制备是指取相同质量的飞灰样品，采用相同条件进行制备。优选地，步骤B)、C)或D)中，所述光谱分析仪器选自原子吸收光谱仪(AAS)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、电感耦合等离子体发射光谱质谱联用仪(ICP-MS)中的一种。优选地，步骤B)、C)或D)中，所述光谱分析仪器测定主控元素含量的方法为本领域常规使用的仪器分析方法。优选地，所述主控元素选自Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Hg、Ba或Ni元素中的一种或多种组合。更优选地，所述主控元素为Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Hg、Ba和Ni元素。更优选地，所述主控元素为Pb元素。优选地，步骤B)、C)或D)中，所述浸出液的制备方法为标准HJ557-2010《固废废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》记载的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法，包括以下步骤：1)在同一场所中采集第一批次的飞灰样品，获得每份飞灰样品中主控元素的XRF检测浓度值；2)制备各飞灰样品的浸出液样本，采用光谱分析仪器测定各浸出液样本中各主控元素的含量，筛选出合限浸出液样本，将其对应的飞灰样品的各主控元素的XRF检测最大浓度值作为各主控元素的A值；3)制备各飞灰样本的螯合灰样本的浸出液，采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量，筛选出合限浸出液，将其对应的飞灰样品的各主控元素的XRF检测最大浓度值作为各主控元素的B值；4)对于步骤3)中不合限浸出液对应的飞灰样品，调整螯合灰样本制备用药剂中螯合剂的比例，直至所有不合限浸出液均检测合限；5)在同一场所中将其他待处理的飞灰的样品采用XRF检测样品中各主控元素的浓度值X，将X值分别与相应主控元素的A值、B值比较，根据比较结果，确定待处理的飞灰适用的处理药剂并投加对应药剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法，包括以下步骤：1)在同一场所中采集第一批次的飞灰样品，获得每份飞灰样品中主控元素的XRF检测浓度值；2)制备各飞灰样品的浸出液样本，采用光谱分析仪器测定各浸出液样本中各主控元素的含量，筛选出合限浸出液样本，将其对应的飞灰样品的各主控元素的XRF检测最大浓度值作为各主控元素的A值；3)制备各飞灰样本的螯合灰样本的浸出液，采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量，筛选出合限浸出液，将其对应的飞灰样品的各主控元素的XRF检测最大浓度值作为各主控元素的B值；4)对于步骤3)中不合限浸出液对应的飞灰样品，调整螯合灰样本制备用药剂中螯合剂的比例，直至所有不合限浸出液均检测合限；5)在同一场所中将其他待处理的飞灰的样品采用XRF检测样品中各主控元素的浓度值X，将X值分别与相应主控元素的A值、B值比较，根据比较结果，确定待处理的飞灰适用的处理药剂并投加对应药剂。2.根据权利要求1所述的一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法，具体包括以下步骤：A)在同一场所中采集第一批次的飞灰样品，分别采用XRF仪器检测第一批次中每份飞灰样品，获得每份飞灰样品中各主控元素的XRF检测浓度值；B)获得A值：平行制备第一批次中每份飞灰样品的浸出液样本，再分别采用光谱分析仪器测定各浸出液样本中各主控元素的含量，然后分别将各浸出液样本中主控元素的含量与相应主控元素的稳定化控制限值进行比较，筛选出主控元素的含量低于相应主控元素的稳定化控制限值的浸出液样本，将筛选出的浸出液样本所对应的飞灰样品中相应主控元素的XRF检测的最大浓度值设为该主控元素的A值；C)获得B值：平行制备第一批次中每份飞灰样品的螯合灰样本，所述螯合灰样本通过向飞灰样品中投加药剂进行螯合获得，所述药剂包括螯合剂和水，制备螯合灰样本时，药剂与飞灰样品的质量百分比为N％，螯合剂与飞灰样品的质量百分比为M％，将各螯合灰样本平行制备其浸出液，再分别采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量，然后分别将各螯合灰样本的浸出液中各主控元素的含量与相应主控元素的稳定化控制限值进行比较，筛选出主控元素的含量低于相应主控元素的稳定化控制限值的浸出液，将筛选出的螯合灰样本的浸出液所对应的飞灰样品中相应主控元素的XRF检测的最大浓度值设为该主控元素的B值；D)确定Y值：对步骤3)中至少有一个主控元素的含量不低于相应主控元素的稳定化控制限值的浸出液对应的飞灰样品，平行制备螯合灰样本，制备螯合灰样本时，药剂与飞灰样品的质量百分比为N％，预设一Y值，螯合剂与飞灰样品的质量百分比为(M+Y)％，将本步骤制备的各螯合灰样本平行制备其浸出液，再分别采用光谱分析仪器测定各螯合灰样本的浸出液中主控元素的含量；分别将各螯合灰样本的浸出液中主控元素的含量与相应主控元素的稳定化控制限值进行比较，若各浸出液主控元素的含量均低于相应主控元素的稳定化控制限值，则将预设的Y值确定为该主控元素的Y值；若至少有一个浸出液主控元素的含量不低于相应主控元素的稳定化控制限值，则改变预设的Y值并重复本步骤直至能确定各主控元素的Y值；E)在同一场所中将其他待处理的飞灰的样品采用XRF检测样品中各主控元素的浓度值X，将X值分别与相应主控元素的A值、B值比较，根据比较结果，确定待处理的飞灰适用的处理药剂中螯合剂和水投加量。3.根据权利要求2所述的一种基于XRF检测的飞灰稳定化处理的药剂投加方法，其特征在于，包括以下条件中任一项或多项：A1)步骤A)中，所述第一批次的飞灰样品的采集方式为：对同一座生活垃圾焚烧厂的飞灰原灰进行取样，采集样品总数≥20份，采集频次≥1次/天，连续采集时间为10-70天；A2)所述主控元素选自Pb、Cr、Zn、Cu、As、Cd、Hg、Ba或Ni元素中的一种或多种组合；A3)步骤B)、C)或D)中，所述浸出液的制备方法为标准HJ557-2010《固废废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》记载的方法时，所述主控元素的稳定化控制限值为国家标准GB18598-...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰俊，张瑞娜，鲁海霖，黄立亮，余召辉，贾川，毕珠洁，王晓东，刘丹丹，
申请(专利权)人：上海环境卫生工程设计院有限公司，上海市环境工程设计科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31