公布日：2023.08.11
申请日：2023.05.10
分类号：B09B3/38(2022.01)I;B09B3/70(2022.01)I;B09B101/30(2022.01)N
摘要
本发明公开了一种飞灰水洗除盐除重金属系统,包括飞灰储料仓存储垃圾焚烧后产生的飞灰；预混釜连接至飞灰储料仓的出口；一级打浆釜接收水和飞灰混合后得到的混合液；一级水灰分离系统连接至一级打浆釜；二级打浆釜连接至一级水灰分离系统的一个出口；二级水灰分离系统连接至二级打浆釜；二级水洗废水储罐连接至二级水灰分离系统的一个出口；一级水洗废水储罐连接至一级水灰分离系统的一个出口；高效混凝沉淀槽连接至一级水洗废水储罐接收水；污泥储罐连接至高效混凝沉淀槽以接收固体沉淀物；石英砂过滤器连接至高效混凝沉淀槽；蒸发脱盐系统连接至石英砂过滤器；冷凝液缓冲罐连接至蒸发脱盐系统；系统通过两级水灰分离将金属材料分离。
权利要求书
1.一种飞灰水洗除盐除重金属系统,其特征在于,包括:飞灰储料仓,用于存储垃圾焚烧后产生的飞灰；预混釜,连接至飞灰储料仓的出口,以从所述飞灰储料仓接收的飞灰和水进行混合；一级打浆釜,一个入口连接至从所述预混釜,以接收水和飞灰混合后得到的混合液,并进行搅拌得到第一混合液；一级水灰分离系统,一个入口连接至所述一级打浆釜,用于将接收到的第一混合液进行水灰分离；二级打浆釜,一个入口连接至一级水灰分离系统的一个出口,以接收第一混合液分离后产生的第一固体物质,并对接收的所述第一固体物质加水搅拌得到第二混合液；二级水灰分离系统,一个入口连接至所述二级打浆釜,用于接收第二混合液,并进行水灰分离；二级水洗废水储罐,连接至所述二级水灰分离系统的一个出口,以接收第二混合液进行水灰分离后得到的水,并将水输送至一级打浆釜的另一个入口；一级水洗废水储罐,连接至所述一级水灰分离系统的一个出口,以接收对第一混合液进行水灰分离后得到的水,分别将水输送至预混釜的一个入口和高效混凝沉淀槽；高效混凝沉淀槽,连接至所述一级水洗废水储罐,以接收水并进行加药沉淀；污泥储罐,连接至所述高效混凝沉淀槽,以接收加药后产生的固体沉淀物；石英砂过滤器,连接至所述高效混凝沉淀槽,以接收经过沉淀处理后得到的水,并对接收的水进行过滤处理；蒸发脱盐系统,连接至所述石英砂过滤器,以接收经过过滤的水；以及冷凝液缓冲罐,连接至所述蒸发脱盐系统,以接收蒸发产生的水蒸气并进行冷凝，将冷凝得到的水输送至所述二级打浆釜的另一个入口。
2.一种飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,包括：将飞灰储料仓内的飞灰输送至预混釜；所述预混釜将接收到的飞灰和水进行混合,所述预混釜将混合后的水的和灰飞的混合液输送至一级打浆釜；所述一级打浆釜对从所述预混釜接收到的水和灰飞的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并进行搅拌,以得到第一混合液；所述第一混合液被输送至所述一级水灰分离系统进行分离,分离得到的废水被输送至一级水洗废水储罐,分离得到的第一固体物质被输送至所述二级打浆釜；向所述二级打浆釜内加水、第二PAM水溶液和第一固体物质进行搅拌混合,得到第二混合液,并将所述第二混合液输送至二级水灰分离系统；所述二级水灰分离系统对接收的所述第二混合液进行水灰分离,将分离得到的废水输送至二级水洗废水储罐,分离得到的固体物质回收利用；所述二级水洗废水储罐将接收到的废水输送至所述一级打浆釜；所述一级水洗废水储罐将废水回送至所述预混釜用于和飞灰进行混合,或将废水输送至高效混凝沉淀槽；在所述高效混凝沉淀槽内添加沉淀药剂以进行沉淀处理,将产生的固体沉淀物输送至所述污泥储罐；所述高效混凝沉淀槽将内部的经过沉淀得到的清水输送至石英砂过滤器进行过滤,将经过过滤的水输送至蒸发脱盐系统；所述蒸发脱盐系统对接收的水进行蒸发处理,蒸发后得到的固体盐回收利用,蒸发产生的水蒸气输送至冷凝液缓冲罐；所述冷凝液缓冲罐将接收的水蒸气冷凝之后输送至所述二级打浆釜。
3.根据权利要求2所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,所述沉淀药剂是碳酸钠、硫化钠、聚合氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,在所述预混釜内将水和飞灰按照体积比重1.2:1至1.5:1,飞灰和水在所述预混釜混合的时间长度是5分钟至10分钟。
5.根据权利要求2所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,所述一级打浆釜对从所述预混釜接收到的水和灰飞的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并进行搅拌,以得到第一混合液；其中,所述一级打浆釜内的水和灰飞的体积比重3:1至3.5:1；其中,所述搅拌持续的时间长度为20分钟至30分钟；其中,所述第一PAM溶液当中PAM所占的重量百分比为0.3％。
6.根据权利要求2所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,向所述二级打浆釜内加水、第二PAM水溶液和第一固体物质进行搅拌混合,得到第二混合液,并将所述第二混合液输送至二级水灰分离系统；其中,所述二级打浆釜内的水和第一固体物质的体积比大于等于3：1；其中,所述第二PAM溶液当中PAM所占的重量百分比为0.3％；其中,所述二级打浆釜搅拌持续的时间长度是15分钟至20分钟。
7.根据权利要求2所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,所述高效混凝沉淀槽包括依次连通的一级除氟反应区、二级除硬反应区、三级除重金属反应区、混凝区、絮凝区、沉淀区和缓冲区。
8.根据权利要求7所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,在所述高效混凝沉淀槽内添加沉淀药剂以进行沉淀处理,将产生的固体沉淀物输送至所述污泥储罐,具体包括：在所述一级除氟反应区内废水内加入液碱将废水的pH值至11.0,之后在废水内添加石灰乳并搅拌30分钟,反应形成氟化钙,去除水中的氟离子；废水进一步进所述入二级除硬反应区,在所述二级除硬反应区内,向废水中加入碳酸钠并搅拌30分钟,反应形成碳酸钙、碳酸镁,去除水中的钙、镁离子；废水进一步进入所述三级除重金属反应区,在所述三级除重金属反应区,向废水中硫化钠搅拌30分钟,去除水中形成碱性沉淀的重金属离子；废水进一步所述混凝区,在所述混凝区,向废水中加入PAC反应持续15分钟；废水进一步所述絮凝区,在所述絮凝区,向废水中加入PAM反应15分钟；废水进一步所述沉淀区内持续沉淀3小时至4小时,以得到固体沉淀物。
9.根据权利要求8所述飞灰水洗除盐除重金属方法,其特征在于,在所述废水进一步所述沉淀区内持续沉淀3小时至4小时,以得到固体沉淀物之后,还包括：将所述沉淀区内的上部的清水输送至缓冲区,在所述缓冲区内向清水中加酸以将清水的pH调整为中性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种飞灰水洗除盐除重金属系统和方法,通过两级水灰分离，将灰中包含的金属材料分离除去。
为达到本发明之目的,采用如下技术方案：
第一方面,提供一种飞灰水洗除盐除重金属系统,包括:
飞灰储料仓,用于存储垃圾焚烧后产生的飞灰；
预混釜,连接至飞灰储料仓的出口,以从所述飞灰储料仓接收的飞灰和水进行混合；
一级打浆釜,一个入口连接至从所述预混釜,以接收水和飞灰混合后得到的混合液,并进行搅拌得到第一混合液；
一级水灰分离系统,一个入口连接至所述一级打浆釜,用于将接收到的第一混合液进行水灰分离；
二级打浆釜,一个入口连接至一级水灰分离系统的一个出口,以接收第一混合液分离后产生的第一固体物质,并对接收的所述第一固体物质加水搅拌得到第二混合液；
二级水灰分离系统,一个入口连接至所述二级打浆釜,用于接收第二混合液,并进行水灰分离；
二级水洗废水储罐,连接至所述二级水灰分离系统的一个出口,以接收第二混合液进行水灰分离后得到的水,并将水输送至一级打浆釜的另一个入口；
一级水洗废水储罐,连接至所述一级水灰分离系统的一个出口,以接收对第一混合液进行水灰分离后得到的水,分别将水输送至预混釜的一个入口和高效混凝沉淀槽；
高效混凝沉淀槽,连接至所述一级水洗废水储罐,以接收水并进行加药沉淀；
污泥储罐,连接至所述高效混凝沉淀槽,以接收加药后产生的固体沉淀物；
石英砂过滤器,连接至所述高效混凝沉淀槽,以接收经过沉淀处理后得到的水,并对接收的水进行过滤处理；
蒸发脱盐系统,连接至所述石英砂过滤器,以接收经过过滤的水；以及
冷凝液缓冲罐,连接至所述蒸发脱盐系统,以接收蒸发产生的水蒸气并进行冷凝，将冷凝得到的水输送至所述二级打浆釜的另一个入口。
第二方面,提供一种飞灰水洗除盐除重金属方法,包括：
将飞灰储料仓内的飞灰输送至预混釜；
所述预混釜将接收到的飞灰和水进行混合,所述预混釜将混合后的水的和灰飞的混合液输送至一级打浆釜；
所述一级打浆釜对从所述预混釜接收到的水和灰飞的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并进行搅拌,以得到第一混合液；
所述第一混合液被输送至所述一级水灰分离系统进行分离,分离得到的废水被输送至一级水洗废水储罐,分离得到的第一固体物质被输送至所述二级打浆釜；
向所述二级打浆釜内加水、第二PAM水溶液和第一固体物质进行搅拌混合,得到第二混合液,并将所述第二混合液输送至二级水灰分离系统；
所述二级水灰分离系统对接收的所述第二混合液进行水灰分离,将分离得到的废水输送至二级水洗废水储罐,分离得到的固体物质回收利用；
所述二级水洗废水储罐将接收到的废水输送至所述一级打浆釜；
所述一级水洗废水储罐将废水回送至所述预混釜用于和飞灰进行混合,或将废水输送至高效混凝沉淀槽；
在所述高效混凝沉淀槽内添加沉淀药剂以进行沉淀处理,将产生的固体沉淀物输送至所述污泥储罐；
所述高效混凝沉淀槽将内部的经过沉淀得到的清水输送至石英砂过滤器进行过滤,将经过过滤的水输送至蒸发脱盐系统；
所述蒸发脱盐系统对接收的水进行蒸发处理,蒸发后得到的固体盐回收利用,蒸发产生的水蒸气输送至冷凝液缓冲罐；所述冷凝液缓冲罐将接收的水蒸气冷凝之后输送至所述二级打浆釜。
在至少一个实施方式中,所述沉淀药剂是碳酸钠、硫化钠、聚合氯化铝(PAC)或聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或多种。
在至少一个实施方式中,在所述预混釜内将水和飞灰按照体积比重1.2:1至1.5:1,飞灰和水在所述预混釜混合的时间长度是5分钟至10分钟。
在至少一个实施方式中,所述一级打浆釜对从所述预混釜接收到的水和灰飞的混合液加水,并添加第一PAM溶液,之后并进行搅拌,以得到第一混合液；
其中,所述一级打浆釜内的水和灰飞的体积比重3:1至3.5:1；
其中,所述搅拌持续的时间长度为20分钟至30分钟；
其中,所述第一PAM溶液当中PAM所占的重量百分比为0.3％。
在至少一个实施方式中,向所述二级打浆釜内加水、第二PAM水溶液和第一固体物质进行搅拌混合,得到第二混合液,并将所述第二混合液输送至二级水灰分离系统；
其中,所述二级打浆釜内的水和第一固体物质的体积比大于等于3：1；
其中,所述第二PAM溶液当中PAM所占的重量百分比为0.3％；
其中,所述二级打浆釜搅拌持续的时间长度是15分钟至20分钟。
在至少一个实施方式中,所述高效混凝沉淀槽包括依次连通的一级除氟反应区、二级除硬反应区、三级除重金属反应区、混凝区、絮凝区、沉淀区和缓冲区。
在至少一个实施方式中,在所述高效混凝沉淀槽内添加沉淀药剂以进行沉淀处理,将产生的固体沉淀物输送至所述污泥储罐,具体包括：
在所述一级除氟反应区内废水内加入液碱将废水的pH值至11.0,之后在废水内添加石灰乳并搅拌30分钟,反应形成氟化钙,去除水中的氟离子；
废水进一步进所述入二级除硬反应区,在所述二级除硬反应区内,向废水中加入碳酸钠并搅拌30分钟,反应形成碳酸钙、碳酸镁,去除水中的钙、镁离子；
废水进一步进入所述三级除重金属反应区,在所述三级除重金属反应区,向废水中硫化钠搅拌30分钟,去除水中形成碱性沉淀的重金属离子；
废水进一步所述混凝区,在所述混凝区,向废水中加入PAC反应持续15分钟；
废水进一步所述絮凝区,在所述絮凝区,向废水中加入PAM反应15分钟；
废水进一步所述沉淀区内持续沉淀3小时至4小时,以得到固体沉淀物。
在至少一个实施方式中,在所述废水进一步所述沉淀区内持续沉淀3小时至4小时,以得到固体沉淀物之后,还包括：
将所述沉淀区内的上部的清水输送至缓冲区,在所述缓冲区内向清水中加酸以将清水的pH调整为中性。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果：
首先,通过在预混釜和一级打浆釜内分别将灰和水进行混合,并充分搅拌均匀,使得灰中包含的金属材料可以尽可能的溶解在水中,以及在第一聚丙烯酰胺(PAM)溶液的催化作用下,溶解后的金属材料形成聚合物,从而以利于将灰中的金属材料清理除去。
所述一级水灰分离系统对水、灰、聚合物进行分离,其中灰和聚合物以固体形式被分离出,并被输送至二级打浆釜。在所述二级打浆釜再次和水、第二聚丙烯酰胺(PAM)水溶液进行混合,混合在灰中的金属材料在丙烯酰胺的催化作用下形成聚合物,通过在所述二级打浆釜内对灰进行第二次的水溶解、催化沉淀,使得包含在灰中的金属材料进一步的形成聚合物，以利于将金属材料充灰中清理除去。
之后,经过两次的丙烯酰胺作用而形成的包含有聚合物的固体物质在二级水灰分离系统内被分离出来,从而通过两次打浆釜的打浆、以及丙烯酰胺的两次聚合沉淀,可以将灰中包含的大量的金属材料分离出来。
从所述一级水灰分离系统分离出来的废水被输送至高效混凝沉淀槽,在高效混凝沉淀槽内加入沉淀药剂,在沉淀药剂的作用下废水中包含的重金属材料形成沉淀物,从而将溶解在水中之前没有被分离出来的重金属材料进一步的分离出来，实现对灰中的包含的金属材料的彻底的分离。对分离后得到的灰和固体盐,可以分别重复利用,实现资源的回收重复利用。
（发明人：李鹏程;翟旭平;朱曙）