本发明涉及飞灰处理方法，尤其涉及一种飞灰高效单级水洗方法及无害化处理工艺。
背景技术：
：随着国内经济的持续高速发展以及国民生活水平的迅速提升，城市生活垃圾的年产生量也大幅增长；现阶段城市垃圾处置的重要手段之一是利用垃圾焚烧发电法，通过城市垃圾的高温焚烧，可有效灭菌、减容、减量，同时为供热或发电提供大量热能，可最大限度回收能源，但是垃圾焚烧过程中产生的焚烧飞灰富含重金属、可溶性盐等有机污染物，属于危险废弃物，如不妥善处理，仍会对环境造成二次污染；现有技术中，焚烧飞灰采用固化稳定后填埋，通过物理-化学方法将有害物质固定或包容在惰性固化基材中，然后送至填埋场填埋，但是由于此种方式需要消耗大量土地资源建设填埋场，且有发生次生环境危害的风险。因此业界内进一步研发其他稳定高效的飞灰处理技术，比如水泥窖协同处置，通过将焚烧飞灰进行水洗处理，去除焚烧飞灰中含有的大量氯离子和重金属元素，然后把经预处理的飞灰作为原料投加到水泥生产过程中，实现飞灰的资源化利用；此种方式的关键在于脱除焚烧飞灰中含有的大量氯离子，如不脱除焚烧飞灰的大部分氯离子会影响水泥的品质；现有技术中也有涉及对焚烧飞灰水洗工艺的相关研究，比如申请号201710905024.5公开了一种高效节水的垃圾飞灰水洗脱氯方法和系统,其系统包括给料仓、第一搅拌釜、第一板框压滤机、第二搅拌釜、第二板框压滤机、第三搅拌釜、第三板框压滤机和干燥装置，所述给料仓和第一搅拌釜的进料口安装有第一飞灰滤饼出料管道，且第一搅拌釜的出料口与第一板框压滤机的进料口之间安装有第一固液混合管道，所述第一板框压滤机的出料口与第二搅拌釜的进料口之间安装有第二飞灰滤饼出料管道。如申请号201811427894.7公开了一种飞灰多级脱氯与水洗液脱钙软化系统及其工艺，该系统包括飞灰料仓、飞灰水洗单元、泥水分离单元和水质软化单元，飞灰水洗单元采用依次设置的一级水洗罐和二级水洗罐对飞灰料仓内的飞灰原料进行两级逆流水洗，一级水洗罐用水来自二级水洗罐水洗后分离的液相；泥水分离单元包括与一级水洗罐连接的重力沉降分离单元和与二级水洗罐连接的第一机械分离单元；以及水质软化单元包括脱钙反应器和第一絮凝分离装置、第二絮凝分离装置。又如申请号202010042428.8公开了一种循环梯度飞灰水洗系统和方法，其系统包括清水罐及预混罐，所述预混罐均连接第一打浆罐，所述清水罐均连接第二打浆罐，所述第一打浆罐的出液端连接第一压滤设备，所述第一压滤设备的包括多个滤液出口及滤饼出口，多个所述滤液出口分别连接对应的储液装置，所述储液装置的出口连接水处理系统，所述滤饼出口连接第二打浆罐，所述第二打浆罐出口连接第二压滤设备，所述第二压滤设备的滤饼出口连接烘干系统；通过设备系统之间的有效配合，经反复水洗过程，将飞灰中的盐彻底洗净，对单次水洗后不同浓度的滤液分别留存，循环水洗，最终得到能够再次回收利用的一定浓度额盐溶液，进行分离提取。上述技术方案中采用两级甚至多级水洗工艺，虽然能够将焚烧飞灰中的氯离子进行有效脱除，但是其水洗过程繁琐，水洗效率低下，而且所水洗过程中所使用的设备和处理水池较多，占地面积大、投资成本和运营成本较大。鉴于上述情况，亟待研发一种飞灰的单级水洗工艺，通过单级水洗即可使得水洗后飞灰中的氯离子含量降低至1wt％以下，而且无需反复进入化浆罐水洗以及固液分离，整个工艺流程简单，耗时少，水洗效率高，且所使用的设备占用空间小、投资成本少。技术实现要素：针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种飞灰高效单级水洗方法及无害化处理工艺，首先将飞灰与溶剂混合制浆得到飞灰溶液，然后飞灰溶液同步进行单级水洗和单级固液分离后得到滤液和固相物，经上述处理使得固相物中的氯离子含量降低至1wt％以下，固相物再经干化处理后可作为建材原料的添加物备用，滤液含有大量可溶性盐离子，可作为原料制备工业盐，从而实现飞灰的无害化处理；上述飞灰高效单级水洗方法中无需反复进入化浆罐水洗以及固液分离，整个工艺流程简单，耗时少，水洗效率高，且所使用的设备占用空间小、投资成本少。为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：本发明的第一方面提供了一种飞灰高效单级水洗方法，包括以下步骤：(a1)预处理，将飞灰与水或酸混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；(b1)水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。优选地，所述步骤(a1)中，所述酸选自盐酸、硫酸、草酸、磷酸、碳酸中的一种或多种；所述碳酸类盐选自碳酸纳或碳酸氢钠中的一种或两种。优选地，所述步骤(b1)中，所述单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，水洗时间为1.0～2.5h。优选地，所述步骤(b1)中，所述单级固液分离采用板框压滤，过滤压力为0.6～1.5mpa。优选地，所述步骤(b1)中，所述固相物中氯离子含量低于1wt％。本发明的第二方面提供的一种飞灰高效单级水洗方法，包括以下步骤：(a2)预处理，将飞灰与水或碱混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；(b2)水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。优选地，所述步骤(a2)中，所述碱选自氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种。优选地，所述步骤(b2)中，所述单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，水洗时间为1.0～2.5h。优选地，所述步骤(b2)中，所述单级固液分离采用板框压滤，过滤压力为0.6～1.5mpa。优选地，所述步骤(b2)中，所述固相物中氯离子含量低于1wt％。本发明的第三方面提供了一种飞灰无害化处理工艺，包括以下步骤：(a1)采用本发明第一方面所述的飞灰高效单级水洗方法对飞灰进行处理，得到固相物和滤液；(b1)所述固相物经热处理得到干化物；(c1)所述滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水。优选地，所述步骤(b1)中，所述热处理温度为160～1350℃，处理时间为0.1～0.5h。优选地，所述步骤(c1)中，所述工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品；所述氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；所述氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g。本发明的第四方面提供了一种飞灰无害化处理工艺，包括以下步骤：(a1)采用本发明第二方面所述的飞灰高效单级水洗方法对飞灰进行处理，得到固相物和滤液；(b2)所述固相物经热处理得到干化物；(c2)所述滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水。优选地，所述步骤(b2)中，所述热处理温度为160～1350℃，处理时间为0.1～0.5h。优选地，所述步骤(c2)中，所述工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品；所述氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；所述氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g。本发明的有益效果为：1、本发明的飞灰高效单级水洗方法首先将飞灰与水或酸或碱混合制浆得到飞灰溶液，然后飞灰溶液同步进行单级水洗和单级固液分离得到滤液和固相物，上述飞灰高效单级水洗方法使得固相物中的氯离子含量降低至1wt％以下，而且无需反复进入化浆罐水洗以及固液分离，就能够达到二级甚至多级水洗过滤的效果，整个工艺流程简单，耗时少，水洗效率高，且所使用的设备占用空间小、投资成本少；2、本发明的飞灰无害化处理工艺中，飞灰通过预处理、单级水洗和单级固液分离后，将固相物中的氯离子含量降低至1wt％以下，并脱除大量可溶性盐离子，固相物经干化处理后可作为建材原料的添加物备用；含有大量可溶性盐离子的滤液，可通过结晶分盐制备工业盐，从而实现飞灰的无害化处理；3.本发明的飞灰高效单级水洗方法及飞灰无害化处理工艺不仅可以用于垃圾焚烧飞灰，而且可延伸至其他飞灰，比如钢厂的烧结除尘灰等。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本发明第一方面的飞灰高效单级水洗方法的流程示意图；图2为本发明第二方面的飞灰高效单级水洗方法的流程示意图；图3为本发明第三方面的飞灰无害化处理工艺的流程示意图；图4为本发明第四方面的飞灰无害化处理工艺的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。如图1所示，本发明第一方面提供的飞灰高效单级水洗方法，包括以下步骤：(a1)预处理，将飞灰与水或酸或碳酸类盐混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；具体过程如下：首先将飞灰与水或酸或碳酸类盐按比例加入搅拌桶中，搅拌10～30min或者曝气搅拌10～30min后得到含固量为1～35wt％的飞灰溶液；其中酸可以是无机酸或有机酸，比如选自盐酸、硫酸、草酸、磷酸，碳酸中的一种或多种；碳酸类盐比如碳酸纳、碳酸氢钠中的的一种或两种的混合物；优先选用工业脱盐水，并调节ph至7～9。飞灰一般情况下采用垃圾焚烧飞灰，也可采用钢厂炼钢过程中的烧结机产生的飞灰；制备的飞灰溶液的含固量优先采用15～35wt％。(b1)水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。具体过程如下：步骤(a1)中制备好的飞灰溶液进行单级水洗和单级固液分离，得到氯离子含量低于1wt％的固相物和滤液；其中单级水洗过程和单级固液分离过程同步进行；在单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，控制水洗时间在1～2.5h范围内，具体的用水量与水洗时间与飞灰的理化性质等相关，在进一步优选方案中，用水量与原飞灰的质量比为1：1；单级固液分离过程采用板框压滤，过滤压力为0.6～1.5mpa；上述得到的滤液中含有大量可溶性盐离子，主要以na+、k+、cl-为主，可进入废水处理系统进行处理；固相物则可经脱水后作为冶金原料、建材原料的添加物备用。如图2所示，本发明第二方面提供的飞灰高效单级水洗方法，包括以下步骤：(a2)预处理，将飞灰与水或酸混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；具体过程如下：首先将飞灰与水或酸按比例加入搅拌桶中，搅拌10～30min或者曝气搅拌10～30min后得到含固量为1～35wt％的飞灰溶液；其中碱可以选用无机碱，比如选自氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种的混合物；优选选用工业脱盐水，并调节ph至7～9。飞灰一般情况下采用垃圾焚烧飞灰，也可采用钢厂炼钢过程中的烧结机产生的飞灰；制备的飞灰溶液的含固量优先采用15～35wt％。(b2)水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。具体过程如下：步骤(a2)中制备好的飞灰溶液进行单级水洗和单级固液分离，得到氯离子含量低于1wt％的固相物和滤液；其中单级水洗过程和单级固液分离过程同步进行；在单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，控制水洗时间在1～2.5h范围内，具体的用水量与水洗时间与飞灰的理化性质等相关，在进一步优选方案中，用水量与原飞灰的质量比为1：1；单级固液分离过程采用板框压滤，过滤压力为0.6～1.5mpa；上述得到的滤液中含有大量可溶性盐离子，主要以na+、k+、cl-为主，可进入废水处理系统进行处理；固相物则可经脱水后作为冶金原料、建材原料的添加物备用。基于上述的第一方面和第二方面提供的飞灰高效单级水洗方法，如图3、图4所示本发明的第三、四方面提供了一种飞灰无害化处理工艺，包括上述第一方面或第二方面提供的飞灰高效单级水洗方法以及后续对固相物和滤液的处理，实现飞灰处理的零排放。其中固相物在160～1350℃的温度下进行热处理，处理0.1～0.5h后得到干化物，该干化物可作为冶金厂中的冶金原料的添加物或者水泥厂中的建材原料的添加物使用，比如水泥的制备过程中干化物代替部分水泥等；滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水，其中工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品，氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5wt％；氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57wt％。下面结合具体的例子对本发明的飞灰高效单级水洗方法及无害化处理工艺进一步介绍，其中预处理过程中主要采用工业脱盐水；实施例1本实施例中的飞灰选自某垃圾焚烧发电厂产生的焚烧飞灰，其成分及其含量如表1中实施例1所示；本实施例中的飞灰无害化处理工艺，包括以下步骤：(a)飞灰单级水洗过滤：预处理，将飞灰与工业脱盐水按质量比为1：2.5～4.5加入搅拌桶中搅拌15min，混合均匀后得到含固量为15～35wt％的飞灰溶液；其中工业脱盐水采用盐酸将ph调节至7～9；水洗过滤，将上述制备好的飞灰溶液同步进行单级水洗和单级固液分离，得到固相物和滤液；其中单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，控制水洗时间为1～2.5h；经检测得知固相物中氯离子含量为0.5～1wt％；滤液的成分及含量如表2中实施例1所示；(b)对固相物和滤液处理固相物在160℃的条件下进行热处理，处理0.1～0.5h后得到干化物，可作为冶金厂或水泥厂中的产品添加物使用；(c)对固相物和滤液处理滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水，其中工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品参见表3所示，其中氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g；实施例2本实施例中的飞灰选自某钢厂烧结机产生的除尘灰，其成分及其含量如表1中实施例2所示；本实施例中的飞灰无害化处理工艺，包括以下步骤：(a)飞灰单级水洗过滤：预处理，将飞灰与工业脱盐水按质量比为1：2.5～4.5加入搅拌桶中搅拌10min，混合均匀后得到含固量为15～35wt％的飞灰溶液；其中工业脱盐水采用盐酸将ph调节至7～9；水洗过滤，将上述制备好的飞灰溶液按照同步进行单级水洗和单级固液分离，得到固相物和滤液；其中单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1：1，控制水洗时间为1～2.5h；经检测得知固相物中氯离子含量为0.41wt％；滤液的成分及含量如表2中实施例2所示；(b)对固相物和滤液处理固相物在160℃的条件下进行热处理，处理0.1～0.5h后得到干化物，可作为冶金厂或水泥厂中的产品添加物使用；(c)对固相物和滤液处理滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水，其中工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品参见表3实施例2所示，其中氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g；实施例3本实施例中的飞灰选自某垃圾焚烧发电厂产生的焚烧飞灰，其成分及其含量如表1中实施例3所示；本实施例中的飞灰无害化处理工艺，包括以下步骤：(a)飞灰单级水洗过滤：预处理，将飞灰与工业脱盐水按质量比为1：2.5～4.5加入搅拌桶中搅拌30min，混合均匀后得到含固量为15～35wt％的飞灰溶液；其中工业脱盐水采用盐酸将ph调节至7～9；水洗过滤，将上述制备好的飞灰溶液同步进行单级水洗和单级固液分离，得到固相物和滤液；其中单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1：1，控制水洗时间为1～2.5h；经检测得知固相物中氯离子含量为0.39wt％；滤液的成分及含量如表2中实施例3所示；(b)对固相物和滤液处理固相物在160℃的条件下进行热处理，处理0.1～0.5h后得到干化物，可作为冶金厂或水泥厂中的产品添加物使用；(c)对固相物和滤液处理滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水，其中工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品参见表3实施例3所示，其中氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g；表1飞灰的成分及含量(wt％)表2滤液的成分及含量(mg/l)ca2+cl-na2ok2oso3ph实施例19990932004084316300363011.9实施例2560785003560056200210010.2实施例389001032005156915200552112.1表3工业副产品的成分及含量(g/100g)上述实施例1～3中的，大部分飞灰单级水洗过滤中使用的水被回收为回用水，可重新在飞灰单级水洗过滤中使用，经飞灰单级水洗过滤后，氯离子含量降低至1wt％以下，而飞灰中的可溶性盐离子被洗脱进入滤液中，经结晶分盐后制得工业盐，整个过程中没有外排污水，处理过程能耗较低，中实现零排放，上述工艺也不受地区等的限制。结合实施例1～3以及表1～3，本发明的飞灰高效单级水洗方法首先将飞灰与溶剂混合制浆得到飞灰溶液，然后飞灰溶液同步进行洗涤和固液分离得到滤液和固相物，使得固相物中的氯离子含量降低至1wt％以下，而且上述飞灰高效单级水洗方法中无需反复进入化浆罐水洗以及固液分离，就能够达到二级甚至多级水洗过滤的效果，整个工艺流程简单，耗时少，水洗效率高，且所使用的设备占用空间小、投资成本少；飞灰无害化处理工艺中，飞灰通过预处理、单级水洗和单级固液分离后，将固相物中的氯离子含量降低至1wt％以下，并脱除大量可溶性盐离子，固相物经干化处理后可作为建材原料的添加物备用；含有大量可溶性盐离子的滤液，可通过结晶分盐制备工业盐，从而实现飞灰的无害化处理。综上所述，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页1 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技术特征：
1.一种飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a1)预处理，将飞灰与水或酸或碳酸类盐混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；
(b1)水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。
2.如权利要求1所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(a1)中，所述酸选自盐酸、硫酸、草酸、磷酸、碳酸中的一种或多种；所述碳酸类盐选自碳酸纳或碳酸氢钠中的一种或两种的混合物。
3.如权利要求1所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(b1)中，所述单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，水洗时间为1.0～2.5h。
4.如权利要求1所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(b1)中，所述单级固液分离采用板框压滤，过滤压力为0.6～1.5mpa。
5.如权利要求1所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(b1)中，所述固相物中氯离子含量低于1wt％。
6.一种飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a2)预处理，将飞灰与水或碱混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；
(b2)水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。
7.如权利要求6所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(a2)中，所述碱选自氢氧化钠、氨水、氢氧化钾中的一种或多种。
8.如权利要求6所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(b2)中，所述单级水洗过程中，用水量与原飞灰的质量比为1～2.5：1，水洗时间为1.0～2.5h。
9.如权利要求6所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(b2)中，所述单级固液分离采用板框压滤，过滤压力为0.6～1.5mpa。
10.如权利要求6所述的飞灰高效单级水洗方法，其特征在于，所述步骤(b2)中，所述固相物中氯离子含量低于1wt％。
11.一种飞灰无害化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a1)采用权利要求1～5任一项所述的飞灰高效单级水洗方法对飞灰进行处理，得到固相物和滤液；
(b1)所述固相物经热处理得到干化物；
(c1)所述滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水。
12.如权利要求11所述的飞灰无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(b1)中，所述热处理温度为160～1350℃，处理时间为0.1～0.5h。
13.如权利要求11所述的飞灰无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(c1)中，所述工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品；
所述氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；
所述氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g。
14.一种飞灰无害化处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a2)采用权利要求6～10任一项所述的飞灰高效单级水洗方法对飞灰进行处理，得到固相物和滤液；
(b2)所述固相物经热处理得到干化物；
(c2)所述滤液经结晶分盐后得到工业盐和回用水。
15.如权利要求14所述的飞灰无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(b2)中，所述热处理温度为160～1350℃，处理时间为0.1～0.5h。
16.如权利要求14所述的飞灰无害化处理工艺，其特征在于，所述步骤(c2)中，所述工业盐包括氯化钠副产品和氯化钾副产品；
所述氯化纳产品中氯化钠的含量≥97.5g/100g；
所述氯化钾副产品中氯化钾的含量≥57g/100g。
技术总结
本发明公开了一种飞灰高效单级水洗方法及无害化处理工艺，飞灰高效单级水洗方法包括以下步骤：预处理，将飞灰与水或酸或碱混合制得含固量为1～35wt％的飞灰溶液；水洗过滤，所述飞灰溶液经单级水洗和单级固液分离后得到氯离子含量低于1wt％的固相物和滤液；所述单级水洗过程和所述单级固液分离过程同步进行。飞灰无害化处理工艺中，飞灰高效单级水洗方法中得到的固相物经干化处理后可作为建材原料的添加物备用，飞灰高效单级水洗方法中得到的滤液含有大量可溶性盐离子，可作为原料制备工业盐，从而实现飞灰的无害化处理；上述飞灰高效单级水洗方法中无需反复进入化浆罐水洗以及固液分离，整个工艺流程简单，耗时少，且水洗效率高。
技术开发人、权利持有人：卢四平;钟伟;许澧鸣;王翔;徐莉;季玉玄;赵倩倩;朱诚;金芳;李文;陈在根
