【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生活垃圾焚烧飞灰无害化和资源化处理，尤其涉及一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法。
技术介绍
1、随着生活垃圾处理主流从卫生填埋逐步向垃圾焚烧转移，生活垃圾焚烧飞灰成为重要的污染物。生活垃圾焚烧飞灰指生活垃圾焚烧发电厂在烟气净化系统收集而得的残余物，含有苯系物、二噁英等有机污染物和痕量重金属pb、cr等。根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(gb18485-2014)规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。因此，飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合，也不得与其他危险废物混合。
2、根据《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》(hj 1134-2020)，生活垃圾焚烧飞灰在收集、贮存、运输、处理和处置过程均应防止污染环境。飞灰处理工艺包括水洗、固化/稳定化、成型化、低温热分解、高温烧结、高温熔融等，飞灰及其处理产物利用过程的污染防治应符合《固体废物再生利用污染防治技术导则》(hj 1091-2020)和《污水综合排放标准》(gb8978-2002)要求。
3、飞灰中含量较高的成分包括：氯化钙、氢氧化钙、硫酸钙，传统水洗工艺往往都是将可溶性氯离子洗出，然后投加重金属捕集剂的方式去除重金属离子，钙离子沉淀剂沉淀钙离子，脱钙后的溶液进入蒸发器蒸发结晶，获得工业级的氯化钠和氯化钾，上述流程已经比较成熟。水洗飞灰进入下一段资源化使用。
4、目前，水洗脱氯、解毒、除重后的飞灰主要资源化途径仍旧是水泥窑用于原料，充分利用飞灰中的碳酸钙、氧化钙或者氢氧化钙作为石灰石的替代原料，
5、浙江省2025年全省无废城市规划中提出；2025年底，浙江全域飞灰资源化率达到95％以上，上海市提出到2025年底，全市飞灰资源化率大于98％，经济可行、成熟可靠的飞灰资源化的手段和方式亟需开发。
6、中国专利技术专利cn202311473764.8研究了一种铝灰、垃圾焚烧飞灰协同处置再生免烧人造轻集料的方法，选择碱基固废、硅酸盐系胶凝材料、固废基辅助凝胶材料、无极气硬性胶凝材料、减水剂、发气剂等等，采用蒸养发泡方式进行制备。实施例中分享了各种制备方法，合成后的产品也能够满足非承压砖的要求。铝灰也属于危废，同时飞灰中缺乏铝、硅等胶凝材料元素，混入大量的其他固废会导致产品生产工艺难以稳定。同时，城市化进程中对免烧砖的用途限制比较多，飞灰用量比较少的情况下，大量资源化产品难以有稳定用途。
7、中国专利技术专利cn202311233225.7介绍了一种飞灰保温棉及其制备方法，利用飞灰制备保温棉。通过复杂的操作工艺，改性纳米粉体与预处理飞灰混合，然后采用膨胀珍珠岩负载改性飞灰，分散在丙烯酰胺溶液中，加入过硫酸钾和乙酸镉，反应完毕后得到负载混合水凝胶。负载混合水凝胶分散在去离子水中，置于挤出机中挤出，得到水凝胶纤维。对水凝胶纤维进行牵伸、冷冻干燥后再经过固化定性、分切和卷绕工序，得到飞灰保温棉。上述工艺获得的飞灰保温棉工艺复杂、经济型和生产工序稳定性都需要提升。
8、中国专利技术专利cn202211145595.0介绍了一种焚烧飞灰资源化回收处置方法，采用二氧化碳作为中和剂，传统水洗、除重工艺。解毒飞灰加入辅料进行熔融玻璃化处理，13000c以上温度得到水淬渣，主要辅料包括石灰石、石英石、赤铁矿、碳渣等等。同时，二噁英在高温下高效分解。其对产品的后续使用缺乏系统化的研究和应用探讨，同时本专利需要大量的辅助材料，后续玻璃化产品使用用途也比较狭窄，经济性和强度都值得商榷。
9、中国专利技术专利cn202311441943.3公开了一种用垃圾电厂飞灰制作的大理石及其制备方法，采用制备原料包括硅酸盐水泥、复合填充物(飞灰)、煤炉渣、外加剂、无机颜料粉和水分。通过上述组合形成稳定的大理石预处理原料，同时控制重金属的浸出，获得大理石制品。飞灰制备的大理石制品后续使用需要获得市场化认可比较困难，需要法律法规政策方面的逐步松绑和适应。
10、洗砂污泥主要来源于砂石料场水处理过程中产生的板框压滤污泥，其主要成分是二氧化硅，其次是氧化铁和氧化铝。目前，洗砂污泥产生量大、用途比较少，大量堆积在田地、山谷或者水系周边，对环境影响较大。同时含有铝盐离子容易导致天然水体生物毒害作用。
11、上述各种资源化技术往往面临着经济性不足、工艺难以稳定、市场化应用场景弱等。资源化产品未能与水泥一样有稳定化的市场前景，需要寻找更加有效的资源化产品策略。传统的氮磷吸附剂往往需要多种吸附剂，氨氮吸附剂一般采用天然沸石，磷污染物吸附剂主要为金属氧化物，广谱物吸附剂往往采用粉末活性炭类产品。从环境治理和氮磷污染物的角度来看，吸附剂市场需求量大，特别是海绵城市需要对具有透水和吸附有机物性能的产品需求。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，提供一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，该方法根据生活垃圾焚烧飞灰特性，通过了解垃圾焚烧飞灰水洗过程中化学物质特性，耦合富含氧化铝、氧化铁、二氧化硅的洗砂污泥、增强剂、铸型剂，通过高温灼烧的方式，形成结合物，形成具有烧结强度、水化活性、胶凝性能的合成物质。通过控制fcao＝0、c3a含量、c4af含量，形成稳定化的氮磷吸附剂产品，是广谱应用的固废资源化技术。
2、本专利技术的技术方案是：一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，包括以下步骤：
3、(1)垃圾焚烧飞灰首先通过二噁英裂解装置，二噁英裂解后的飞灰中二噁英浓度小于50ng-teq/kg，氯含量小于1％；然后进入三级逆流漂洗装置，将飞灰中的溶解性重金属溶解至一级压滤液中；一级压滤液再通过板框压滤得到滤液，滤液进入水处理工段进行处理；
4、(2)步骤(1)中通过三级水洗后的飞灰，通过板框压滤后进行烘干，与洗砂污泥、增强剂、铸型剂充分混合后，高温焙烧形成初级产品；
5、(3)步骤(2)中得到的初级产品再通过冷却、破碎、研磨最后得到氮磷吸附剂产品；
6、步骤(2)中采用混合装置对飞灰、洗砂污泥、增强剂、铸型剂进行混合，所述混合装置包括污泥烘干箱、与污泥烘干箱连接的抽泥泵、飞灰进料斗、第一储料罐、第二储料罐；洗砂污泥通过抽泥泵抽至污泥烘干箱内烘干，污泥烘干箱内设有螺旋送料装置，飞灰进料斗、第一储料罐、第二储料罐分别向螺旋送料装置输送飞灰、增强剂、铸型剂并通过螺旋送料装置混合后向两端分散送料，与洗砂污泥进行混合，污泥烘干箱内设有搅拌器，污泥烘干箱的底部还设有出料机构。
7、进一步的，本专利技术中步骤(2)中所述飞灰使用量为40％～60％(质量分数)，洗砂污泥使用量为40％～60％本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：步骤(2)中所述飞灰使用量为40％～60％(质量分数)，洗砂污泥使用量为40％～60％(质量分数)，增强剂使用量为2％～5％(质量分数)，铸型剂使用量为2％～5％(质量分数)。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述洗砂污泥来源于砂石料制备中的板框压滤剩余污泥，主要成分包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁，洗砂污泥烘干至含水率小于10％后进行使用。
4.根据权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述增强剂使用磷酸钙、磷酸铵镁中的一种或两种，使用量为2％～5％(质量分数)。
5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述铸型剂采用碳酸钙、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种，使用量为2％～5％(质量分数)。
6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方
7.根据权利要求6所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：焙烧得到的合成产品中fcao(自由氧化钙)含量为0，C3A(铝酸三钙)含量大于15％，C4AF(铝铁四钙)含量大于15％；如果不满足fcao＝0、C3A大于15％、C4AF大于15％，则重复步骤(2)的步骤，直到满足条件为止。
8.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：步骤(3)中研磨成颗粒或粉状即为成品，粉状产品的研磨粒径小于50nm。
9.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述污泥烘干箱(1)上设有水分检测计(6)，由水分检测计(6)监测污泥的水分含量；所述螺旋送料装置(7)的顶部设有用于收集飞灰、增强剂、铸型剂的进料斗(9)，螺旋送料装置(7)内设有旋向相反的螺旋片(10)，螺旋送料装置(7)的两端具有出料口(11)、底部具有均匀布置的若干分散孔(12)；所述第一储料罐(4)、第二储料罐(5)的出口均设有电磁阀(13)和计量器(14)。
10.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述出料机构包括左右滑动安装在污泥烘干箱(1)底部的两块配合的封盖(15)，污泥烘干箱(1)内还上下滑动安装有刮料板(16)，出料时两块封盖(15)分别滑动至与污泥烘干箱(1)内壁齐平后通过刮料板(16)能够充分清理余料。
...【技术特征摘要】
1.一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：步骤(2)中所述飞灰使用量为40％～60％(质量分数)，洗砂污泥使用量为40％～60％(质量分数)，增强剂使用量为2％～5％(质量分数)，铸型剂使用量为2％～5％(质量分数)。
3.根据权利要求1所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述洗砂污泥来源于砂石料制备中的板框压滤剩余污泥，主要成分包括二氧化硅、氧化铝、氧化铁，洗砂污泥烘干至含水率小于10％后进行使用。
4.根据权利要求2所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述增强剂使用磷酸钙、磷酸铵镁中的一种或两种，使用量为2％～5％(质量分数)。
5.根据权利要求4所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：所述铸型剂采用碳酸钙、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙中的一种或多种，使用量为2％～5％(质量分数)。
6.根据权利要求5所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的方法，其特征在于：步骤(2)中混合后产物在850～1250℃进行高温焙烧，采用有氧或无氧气氛炉，焙烧时间为20～40分钟。
7.根据权利要求6所述的一种生活垃圾焚烧飞灰制备氮磷吸附剂的...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁文辉，刘德芳，刘悦，王海峰，
申请(专利权)人：江山市虎鼎环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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