專利名稱：一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及垃圾處理領(lǐng)域，尤其涉及一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
垃圾填埋場(chǎng)是惡臭污染最主要的來(lái)源之一，目前受到了越來(lái)越多的關(guān)注。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)垃圾的產(chǎn)生量逐年升高，垃圾填埋場(chǎng)中的惡臭污染的問題越來(lái)越多地被提及，由于惡臭引發(fā)的問題也使得填埋場(chǎng)的選址更加困難。我國(guó)頒布的《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93)中規(guī)定了 8種需要控制的惡臭物質(zhì)中有5種是含硫物質(zhì)。由此可見，惡臭污染當(dāng)中含硫化合物受到了較多的關(guān)注。硫化氫(H2S)是填埋氣中重要的惡臭氣體，在還原性硫化物中占主導(dǎo)地位，可以指示其它還原性硫化物(RSC)的濃度以及流量。 大量研究表明，H2S是惡臭污染的主要影響因子，其對(duì)于惡臭的貢獻(xiàn)可以達(dá)到10. 92%，因此，通過限制H2S的排放，可以在很大程度上減輕填埋場(chǎng)的惡臭污染。與工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生H2S的情況不同，在填埋場(chǎng)或其他固體廢棄物處置場(chǎng)所釋放的硫化氫都在極微量的濃度。但由于硫化氫的閾值較低，僅為0. 05ppb，所以即使低濃度的H2S仍會(huì)對(duì)人的感官產(chǎn)生惡劣的影響。另外，長(zhǎng)時(shí)間暴露在硫化氫氣體下會(huì)引起一系列不適的反應(yīng)，如惡心、頭暈、失眠、食欲不振等，甚至引發(fā)角膜炎和一些呼吸疾病。許多對(duì)于填埋場(chǎng)周邊居民健康狀況的研究發(fā)現(xiàn)H2S濃度的升高直接導(dǎo)致了居民的負(fù)面情緒，并且引發(fā)了黏膜刺激，上呼吸道感染等癥狀。目前，垃圾填埋場(chǎng)的H2S通常采用噴灑藥劑的方式處理，不僅去除H2S的效果差、成本高，且二次污染嚴(yán)重。另一方面，垃圾焚燒由于其處理固體廢棄物高效、快捷的特點(diǎn)，近年發(fā)展迅速。垃圾焚燒飛灰是指在垃圾焚燒廠的煙氣凈化系統(tǒng)中收集而得的殘余物，一般包括除塵器飛灰和吸收塔飛灰或洗滌塔污水污泥。飛灰中含有煙道灰、加入的化學(xué)藥劑及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物。焚燒飛灰作為一種高比表面積物質(zhì)，富集大量的汞、鉛和鎘等有毒重金屬，是一種具有重金屬危害特性的危險(xiǎn)廢物，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害。目前國(guó)內(nèi)的垃圾焚燒量超過13150t/d，按照焚燒飛灰量是焚燒垃圾量3%計(jì)算，每年垃圾焚燒將產(chǎn)生飛灰14. 4萬(wàn)噸。飛灰的處理和處置也成為目前的一大技術(shù)難點(diǎn)。重金屬是垃圾焚燒飛灰中重要的污染成分，飛灰中不同種類重金屬含量差異很大，通常Cu、Pb和Zn的含量較多。有研究表明，焚燒過程中廢物中33%的Pb和92%的Cd轉(zhuǎn)移到飛灰中。由于重金屬污染物所具有的不可降解性，飛灰將長(zhǎng)期存在并對(duì)環(huán)境構(gòu)成極大的潛在威脅。排放到環(huán)境中的飛灰經(jīng)過遷移轉(zhuǎn)化，最終通過食物鏈危害人體和其他生物體。人體攝入的重金屬會(huì)導(dǎo)致身體組織器官病變、致癌。因此，垃圾焚燒飛灰中的重金屬污染與防治問題引起了世界各國(guó)的普遍關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，提供一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)，以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改變填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，包括收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置；所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒；收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。
其中，所述收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置，包括收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰；將收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化氫去除裝置。其中，所述收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中，包括在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)，利用硫化氫收集裝置收集填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體，并通過引風(fēng)裝置將所述硫化氫收集裝置所收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；或在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)的垃圾表層覆蓋一層經(jīng)過改性的填埋覆土，并在土層上布置微孔導(dǎo)氣管，所述微孔導(dǎo)氣管將所述填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體排至硫化氫氣體去除裝置。其中，所述收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中，包括在滲濾液處理裝置的加蓋密封處理單元處設(shè)置硫化氫去除裝置，通過引風(fēng)裝置將所述滲濾液處理裝置因處理滲濾液而產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后集中引入所述硫化氫去除裝置中。其中，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物中，具體的反應(yīng)式為H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx為重金屬氧化物；MSx為不可溶性金屬硫化物。其中，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物之后，還包括對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行浸出毒性測(cè)試，對(duì)經(jīng)測(cè)試浸出毒性達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，包括飛灰收集裝置，用于收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置；所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒；硫化氫收集裝置，用于收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；
硫化氫去除裝置，用于使所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。其中，所述飛灰收集裝置包括飛灰收集模塊，用于收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰；飛灰裝填裝置，用于將所述飛灰收集模塊所收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化氫去除裝置。
其中，所述硫化氫收集裝置包括 第一收集裝置，用于在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)收集填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體，并通過第一引風(fēng)裝置將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；第一引風(fēng)裝置，用于將所述第一收集裝置所收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；或所述硫化氫收集裝置包括硫化氫導(dǎo)氣裝置，所述硫化氫導(dǎo)氣裝置由若干導(dǎo)通的微孔導(dǎo)氣管組成；所述微孔導(dǎo)氣管布置在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)的垃圾表層覆蓋的經(jīng)過改性的填埋覆土上，所述微孔導(dǎo)氣管將所述填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體排至硫化氫去除裝置。其中，所述硫化氫收集裝置包括第二引風(fēng)裝置，所述第二引風(fēng)裝置連接滲濾液處理裝置的加蓋密封處理單元和所述硫化氫去除裝置，用于將所述滲濾液處理裝置因處理滲濾液而產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后集中引入所述硫化氫去除裝置中。其中，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中的反應(yīng)式為H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx為重金屬氧化物；MSx為不可溶性金屬硫化物。其中，所述硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)還包括氣相色譜裝置，用于在所述硫化氫與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物之后，對(duì)排出氣體中的硫化氫含量進(jìn)行檢測(cè)；飛灰毒性浸出測(cè)試裝置，用于對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行毒性浸出測(cè)試，對(duì)經(jīng)毒性浸出測(cè)試達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例所提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)，至少具有如下有益效果1、顯著降低垃圾填埋作業(yè)區(qū)H2S排放，改善填埋庫(kù)區(qū)的空氣狀況；2、有效減少滲濾液處理廠的H2S釋放量，保護(hù)工人及周邊居民健康；3、完成垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理與綜合利用；4、實(shí)現(xiàn)了填埋場(chǎng)H2S污染控制和焚燒飛灰綜合利用。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖I為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法第一實(shí)施例流程示意圖；圖2為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法第二實(shí)施例流程示意圖；圖3所示為反應(yīng)前后飛灰的部分重金屬溶出物濃度；圖4為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法第三實(shí)施例流程示意圖；圖5為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意·圖；圖7為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)模擬圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例所提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，可以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改變填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見圖1，為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法第一實(shí)施例流程示意圖。如圖I所示，該方法包括步驟S100，收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置；所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒。步驟S101，收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中。步驟S102，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。本發(fā)明實(shí)施例所提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，利用飛灰中的重金屬主要以氧化態(tài)的形式存在，將其與還原性的惡臭氣體H2S進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，有效地將焚燒飛灰中的重金屬氧化物進(jìn)行固化，將屬于危險(xiǎn)廢棄物的飛灰變成普通廢棄物，降低飛灰處理成本。同時(shí)也對(duì)飛灰進(jìn)行資源化利用，有效的去除TH2S。本實(shí)施例提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法可以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改變填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。參見圖2，為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法第二實(shí)施例流程示意圖。如圖2所示,該方法包括
步驟S200，收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰。更為具體的，垃圾焚燒由于其處理固體廢棄物高效、快捷的特點(diǎn)，近年發(fā)展迅速。垃圾焚燒飛灰是指在垃圾焚燒爐的煙氣凈化系統(tǒng)中收集而得的殘余物，垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰。飛灰中富集大量的汞、鉛和鎘等有毒重金屬，是一種同時(shí)具有多種重金屬危害特性的危險(xiǎn)廢物，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害性。步驟S201，將收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化氫去除裝置。步驟S202，在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)，利用硫化氫收集裝置收集填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體，并通過引風(fēng)裝置將所述硫化氫收集裝置所收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；或在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)的垃圾表層覆蓋一層經(jīng)過改性的填埋覆土，并在土層上布置微孔導(dǎo)氣管，所述微孔導(dǎo)氣管將所述填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體排至硫化氫氣體去除裝
置。 進(jìn)一步的，本步驟可以是由垃圾運(yùn)輸車將垃圾傾倒在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)，利用引風(fēng)裝置將填埋作業(yè)單元的硫化氫氣體送入硫化氫去除裝置，或進(jìn)一步壓實(shí)傾倒的垃圾，并于垃圾層表面覆一層改性的覆土，土層上均勻布置微孔導(dǎo)氣管，垃圾降解產(chǎn)生的H2S氣體經(jīng)過導(dǎo)管后進(jìn)入硫化氫去除裝置，經(jīng)過凈化后的氣體進(jìn)入沼氣發(fā)電廠。更為具體的，垃圾填埋作業(yè)區(qū)是H2S排放的主要區(qū)域。H2S在此區(qū)域的排放有產(chǎn)生量大、無(wú)組織排放、持續(xù)性長(zhǎng)和影響廣泛等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的方法多適用于工業(yè)生產(chǎn)中去除H2S,而對(duì)于填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的無(wú)組排放的H2S具有高成本低效的缺點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例在填埋作業(yè)區(qū)設(shè)置硫化氫氣體去除裝置，并由引風(fēng)裝置將硫化氫引入去除裝置中，可以有效降低能耗，并取得較佳的H2S去除效果。同時(shí)，垃圾經(jīng)壓實(shí)后覆蓋上一層改性覆土，可以有效抑制H2S的散發(fā)。填埋層產(chǎn)生的氣體經(jīng)導(dǎo)氣管排至H2S去除裝置后，可以直接進(jìn)入沼氣發(fā)電廠發(fā)電產(chǎn)能，大大減輕了 H2S對(duì)于電廠設(shè)備的腐蝕,有助于延長(zhǎng)設(shè)備壽命。步驟S203，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物中，具體的反應(yīng)式為H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx為重金屬氧化物；MSx為不可溶性金屬硫化物。更為具體的，對(duì)垃圾焚燒飛灰這類危險(xiǎn)廢物處理主要包括高溫處理(熔融和燒結(jié))、水泥固化處理與濕式化學(xué)處理三類技術(shù)。然而上述方法存在能耗大，需要消耗化學(xué)藥劑等缺點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例利用飛灰的理化特性，即其中含有大量金屬氧化物，可與硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行了資源化利用。通過與H2S的反應(yīng)，使得焚燒飛灰的重金屬浸出毒性得到顯著降低。經(jīng)浸出毒性測(cè)試后再對(duì)飛灰進(jìn)行安全處置，減少對(duì)環(huán)境的危害。步驟S204，對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行浸出毒性測(cè)試，對(duì)經(jīng)測(cè)試浸出毒性達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。更為具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的方法利用垃圾焚燒飛灰的特性與硫化氫排放特點(diǎn)，開展了 H2S控制與飛灰無(wú)害化的綜合治理，遏制了 H2S的排放并有效降低了飛灰的毒性。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)本發(fā)明方法處理的H2S去除率可達(dá)90%以上，排放濃度可達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。焚燒飛灰經(jīng)反應(yīng)過后的浸出毒性明顯降低。如圖3所示為反應(yīng)前后飛灰的部分重金屬溶出物濃度，可以看到Cr、
Cu、Cd、Pb等四種重金屬的浸出濃度都有了顯著的下降，這說(shuō)明飛灰經(jīng)過反應(yīng)之后的浸出毒
性明顯降低，遠(yuǎn)低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)中的各重金屬
離子的濃度限值。以金屬Cd為例，在反應(yīng)前Cd的浸出濃度接近IOOOOppb，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的
浸出濃度限值為lOOOppb，反應(yīng)前的焚燒飛灰符合危險(xiǎn)廢物的標(biāo)準(zhǔn)；而經(jīng)過反應(yīng)后焚燒飛
灰Cd的浸出濃度降低至86ppb，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)中的濃度限值，浸出毒性大大降低。其他種類的
重金屬污染物也得到了較好的處理效果。由此可見，本發(fā)明方法具有良好的環(huán)境與社會(huì)效.、 Mo參見圖4，為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法第三實(shí)施例流程示意圖。本實(shí)施例與上一實(shí)施的不同之處在于H2S的產(chǎn)生源和對(duì)應(yīng)的H2S收集方式不同，其它步驟與上一實(shí)施例基本相同，故本實(shí)施例中不再詳細(xì)描述。如圖4所示，該方法包括步驟S300，收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰。步驟S301，將收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化氫去除裝置。步驟S302，在滲濾液處理裝置的加蓋密封處理單元處設(shè)置硫化氫去除裝置，通過引風(fēng)裝置將所述滲濾液處理裝置因處理滲濾液而產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后集中引入所述硫化氫去除裝置中。更為具體的，滲濾液處理廠是填埋場(chǎng)中H2S污染較為嚴(yán)重的區(qū)域。在滲濾液處理裝置未配備氣體收集處理工藝的滲濾液處理廠，由滲濾液產(chǎn)生的H2S氣體對(duì)工作人員的身心健康及周邊居民的生活環(huán)境都造成了嚴(yán)重危害。本發(fā)明對(duì)滲濾液處理廠中滲濾液處理裝置的各個(gè)加蓋密封處理單元裝備H2S氣體去除裝置，將滲濾液處理過程中產(chǎn)生的H2S集中處理排放，可大大提高滲濾液處理廠工人的工作環(huán)境，解決H2S污染問題。步驟S303，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。步驟S304，對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行浸出毒性測(cè)試，對(duì)經(jīng)測(cè)試浸出毒性達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。 當(dāng)然，本實(shí)施例和上一實(shí)施例提供的方法可以同時(shí)執(zhí)行。本發(fā)明實(shí)施例所提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，可以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改變填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。參見圖5，為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示，該系統(tǒng)包括飛灰收集裝置I、硫化氫收集裝置2、硫化氫去除裝置3。飛灰收集裝置1，用于收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置3 ;所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒。硫化氫收集裝置2，用于收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置3中。硫化氫去除裝置3，用于使所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置3中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。
本發(fā)明實(shí)施例所提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，利用飛灰中的重金屬主要以氧化態(tài)的形式存在，將其與還原性的惡臭氣體H2S進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，有效地將焚燒飛灰中的重金屬氧化物進(jìn)行固化，將屬于危險(xiǎn)廢棄物的飛灰變成普通廢棄物，降低飛灰處理成本。同時(shí)也對(duì)飛灰進(jìn)行資源化利用，有效的去除TH2S。本實(shí)施例提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)可以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改善填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。參見圖6，為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，在本實(shí)施例中，將更為詳細(xì)的描述該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成。如圖6所示，該系統(tǒng)包括飛灰收集裝置I、硫化氫收集裝置2、硫化氫去除裝置3。飛灰收集裝置1，用于收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置3 ;所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒。更為具體的，所述飛灰收集裝置I包括 飛灰收集模塊11，用于收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰。更為具體的，垃圾焚燒由于其處理固體廢棄物高效、快捷的特點(diǎn)，近年發(fā)展迅速。垃圾焚燒飛灰是指在垃圾焚燒爐的煙氣凈化系統(tǒng)中收集而得的殘余物，第一收集裝置21用于在垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰。飛灰中富集大量的汞、鉛和鎘等有毒重金屬，是一種同時(shí)具有多種重金屬危害特性的危險(xiǎn)廢物，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害性。飛灰裝填裝置12，用于將所述飛灰收集模塊11所收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化
氫去除裝置3。硫化氫收集裝置2，用于收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置3中。更為具體的，所述硫化氫收集裝置2包括第一收集裝置21，用于在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)收集填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體，并通過第一引風(fēng)裝置22將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中。第一引風(fēng)裝置22，用于將所述第一收集裝置所收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中。進(jìn)一步的，本步驟可以是由垃圾運(yùn)輸車將垃圾傾倒在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)，利用引風(fēng)裝置將填埋作業(yè)單元的硫化氫氣體送入硫化氫去除裝置，或進(jìn)一步壓實(shí)傾倒的垃圾，并于垃圾層表面覆一層改性的覆土，土層上均勻布置微孔導(dǎo)氣管，垃圾降解產(chǎn)生的H2S氣體經(jīng)過導(dǎo)管后進(jìn)入硫化氫去除裝置，經(jīng)過凈化后的氣體進(jìn)入沼氣發(fā)電廠。更為具體的，垃圾填埋作業(yè)區(qū)是H2S排放的主要區(qū)域。H2S在此區(qū)域的排放有產(chǎn)生量大、無(wú)組織排放、持續(xù)性長(zhǎng)和影響廣泛等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的方法多適用于工業(yè)生產(chǎn)中去除H2S,而對(duì)于填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的無(wú)組排放的H2S具有高成本低效的缺點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例在填埋作業(yè)區(qū)設(shè)置第一收集裝置21收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)溢出的H2S,并由第一引風(fēng)裝置22將硫化氫引入硫化氫去除裝置3中，可以有效降低能耗，并取得較佳的H2S去除效果。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供所述硫化氫收集裝置2的又一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，所述硫化氫收集裝置2包括硫化氫導(dǎo)氣裝置23，所述硫化氫導(dǎo)氣裝置由若干導(dǎo)通的微孔導(dǎo)氣管組成；所述微孔導(dǎo)氣管布置在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)的垃圾表層覆蓋的經(jīng)過改性的填埋覆土上，所述微孔導(dǎo)氣管將所述填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體排至硫化氫去除裝置3。優(yōu)選的，該硫化氫導(dǎo)氣裝置23可與第一收集裝置21、第一引風(fēng)裝置22配合使用。垃圾經(jīng)壓實(shí)后覆蓋上一層改性覆土，可以有效抑制H2S的散發(fā)。填埋層產(chǎn)生的氣體經(jīng)導(dǎo)氣管排至H2S去除裝置后，可以直接進(jìn)入沼氣發(fā)電廠發(fā)電產(chǎn)能，大大減輕了 H2S對(duì)于電廠設(shè)備的腐蝕，有助于延長(zhǎng)設(shè)備壽命。進(jìn)一步的，本發(fā)明還提供所述硫化氫收集裝置2的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中，所述硫化氫收集裝置2包括第二引風(fēng)裝置24，所述第二引風(fēng)裝置24連接滲濾液處理裝置的加蓋密封處理單元和所述硫化氫去除裝置3，用于將所述滲濾液處理裝置因處理滲濾液而產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后集中引入所述硫化氫去除裝置3中。
優(yōu)選的，該第二引風(fēng)裝置24可與前述的硫化氫導(dǎo)氣裝置23、第一收集裝置21、第一引風(fēng)裝置22配合使用。硫化氫去除裝置3，用于使所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置3中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。其中，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中的反應(yīng)式為H2S+M0x — MSx+xH20其中，MOx為重金屬氧化物；MSx為不可溶性金屬硫化物。更為具體的,對(duì)垃圾焚燒飛灰這類危險(xiǎn)廢物處理主要包括高溫處理(熔融和燒結(jié))、水泥固化處理與濕式化學(xué)處理三類技術(shù)。然而上述方法存在能耗大，需要消耗化學(xué)藥劑等缺點(diǎn)。本發(fā)明實(shí)施例利用飛灰的理化特性，即其中含有大量金屬氧化物，可與硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)，對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行了資源化利用。通過與H2S的反應(yīng)，使得焚燒飛灰的重金屬浸出毒性得到顯著降低。經(jīng)浸出毒性測(cè)試后再對(duì)飛灰進(jìn)行安全處置，減少對(duì)環(huán)境的危害。進(jìn)一步的，所述硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)還包括氣相色譜裝置4，用于在所述硫化氫與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置3中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物之后，對(duì)排出氣體中的硫化氫含量進(jìn)行檢測(cè)；飛灰毒性浸出測(cè)試裝置5，用于對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行毒性浸出測(cè)試，對(duì)經(jīng)毒性浸出測(cè)試達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。更為具體的，本發(fā)明實(shí)施例提供的系統(tǒng)，利用垃圾焚燒飛灰的特性與硫化氫排放特點(diǎn)，開展了 H2S控制與飛灰無(wú)害化的綜合治理，遏制了 H2S的排放并有效降低了飛灰的毒性。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，經(jīng)本發(fā)明方法處理的H2S去除率可達(dá)90%以上，排放濃度可達(dá)到《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB14554-93)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值。焚燒飛灰經(jīng)反應(yīng)過后的浸出毒性明顯降低。如圖3所示為反應(yīng)前后飛灰的部分重金屬溶出物濃度，可以看到Cr、Cu、Cd、Pb等四種重金屬的浸出濃度都有了顯著的下降，這說(shuō)明飛灰經(jīng)過反應(yīng)之后的浸出毒性明顯降低，遠(yuǎn)低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)中的各重金屬離子的濃度限值。以金屬Cd為例,在反應(yīng)前Cd的浸出濃度接近IOOOOppb，而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的浸出濃度限值為lOOOppb，反應(yīng)前的焚燒飛灰符合危險(xiǎn)廢物的標(biāo)準(zhǔn)；而經(jīng)過反應(yīng)后焚燒飛灰Cd的浸出濃度降低至86ppb，遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)中的濃度限值，浸出毒性大大降低。其他種類的重金屬污染物也得到了較好的處理效果。由此可見，本發(fā)明提供的系統(tǒng)具有良好的環(huán)境與社會(huì)效益。
參見圖7，為本發(fā)明提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)模擬圖，該硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，利用飛灰中的重金屬主要以氧化態(tài)的形式存在，將其與還原性的惡臭氣體H2S進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，有效地將焚燒飛灰中的重金屬氧化物進(jìn)行固化，將屬于危險(xiǎn)廢棄物的飛灰變成普通廢棄物，降低飛灰處理成本。同時(shí)也對(duì)飛灰進(jìn)行資源化利用，有效的去除了 H2S。本實(shí)施例提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)可以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改變填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory, RAM)等。以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，其特征在于，包括 收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置；所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒； 收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中； 所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。
2.如權(quán)利要求I所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置，包括 收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰； 將收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化氫去除裝置。
3.如權(quán)利要求I所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中，包括 在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)，利用硫化氫收集裝置收集填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體，并通過引風(fēng)裝置將所述硫化氫收集裝置所收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；或 在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)的垃圾表層覆蓋一層經(jīng)過改性的填埋覆土，并在土層上布置微孔導(dǎo)氣管，所述微孔導(dǎo)氣管將所述填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體排至硫化氫氣體去除裝置。
4.如權(quán)利要求I所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中，包括 在滲濾液處理裝置的加蓋密封處理單元處設(shè)置硫化氫去除裝置，通過引風(fēng)裝置將所述滲濾液處理裝置因處理滲濾液而產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后集中引入所述硫化氫去除裝置中。
5.如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物中，具體的反應(yīng)式為H2S+MOx — MSx+xH20 其中，MOx為重金屬氧化物；MSx為不可溶性金屬硫化物。
6.如權(quán)利要求5所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法，其特征在于，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物之后，還包括 對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行浸出毒性測(cè)試，對(duì)經(jīng)測(cè)試浸出毒性達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。
7.—種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征在于，包括 飛灰收集裝置，用于收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置；所述飛灰中含有重金屬氧化物顆粒； 硫化氫收集裝置，用于收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；硫化氫去除裝置，用于使所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。
8.如權(quán)利要求7所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述飛灰收集裝置包括 飛灰收集模塊，用于收集生活垃圾焚燒爐中爐膛出口、水平煙道以及布袋除塵器中的飛灰； 飛灰裝填裝置，用于將所述飛灰收集模塊所收集的飛灰壓實(shí)后裝填入硫化氫去除裝置。
9.如權(quán)利要求7所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫收集裝置包括 第一收集裝置，用于在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)收集填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體，并通過第一引風(fēng)裝置將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中； 第一引風(fēng)裝置，用于將所述第一收集裝置所收集的硫化氫氣體導(dǎo)入所述硫化氫去除裝置中；或 所述硫化氫收集裝置包括 硫化氫導(dǎo)氣裝置，所述硫化氫導(dǎo)氣裝置由若干導(dǎo)通的微孔導(dǎo)氣管組成；所述微孔導(dǎo)氣管布置在填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)的垃圾表層覆蓋的經(jīng)過改性的填埋覆土上，所述微孔導(dǎo)氣管將所述填埋作業(yè)區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的硫化氫氣體排至硫化氫去除裝置。
10.如權(quán)利要求7所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫收集裝置包括 第二引風(fēng)裝置，所述第二引風(fēng)裝置連接滲濾液處理裝置的加蓋密封處理單元和所述硫化氫去除裝置，用于將所述滲濾液處理裝置因處理滲濾液而產(chǎn)生的硫化氫氣體收集后集中引入所述硫化氫去除裝置中。
11.如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中的反應(yīng)式為H2S+MOx — MSx+xH20 其中，MOx為重金屬氧化物；MSx為不可溶性金屬硫化物。
12.如權(quán)利要求11所述的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)，其特征在于，所述硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理系統(tǒng)還包括 氣相色譜裝置，用于在所述硫化氫與飛灰中的重金屬氧化物在所述硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物之后，對(duì)排出氣體中的硫化氫含量進(jìn)行檢測(cè)； 飛灰毒性浸出測(cè)試裝置，用于對(duì)所述硫化氫去除裝置內(nèi)的飛灰進(jìn)行毒性浸出測(cè)試，對(duì)經(jīng)毒性浸出測(cè)試達(dá)標(biāo)的飛灰進(jìn)行安全處置。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)，該方法包括收集垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰，并將其裝入硫化氫去除裝置；飛灰中含有重金屬氧化物顆粒；收集垃圾填埋作業(yè)區(qū)和/或滲濾液處理裝置產(chǎn)生的硫化氫氣體，并將收集的硫化氫氣體導(dǎo)入硫化氫去除裝置中；硫化氫氣體與飛灰中的重金屬氧化物在硫化氫去除裝置中反應(yīng)，生成水和不可溶的金屬硫化物。本發(fā)明實(shí)施例所提供的硫化氫和飛灰的無(wú)害化聯(lián)合處理方法及系統(tǒng)針對(duì)目前垃圾填埋場(chǎng)H2S污染的排放特點(diǎn)，以及焚燒飛灰的理化特點(diǎn)和毒理學(xué)特性，可以解決日益嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)惡臭污染問題，提高H2S的去除效率改善填埋場(chǎng)空氣質(zhì)量，同時(shí)進(jìn)行焚燒飛灰無(wú)害化的處理。
文檔編號(hào)C22B7/00GK102755984SQ20121023646
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者徐期勇, 朱彧 申請(qǐng)人:北京大學(xué)深圳研究生院