一種利用垃圾發(fā)電后的飛灰制備輕質(zhì)護(hù)壁的方法
【專利說明】一種利用垃圾發(fā)電后的飛灰制備輕質(zhì)護(hù)壁的方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及垃圾填埋場防滲工程系統(tǒng)輔設(shè)領(lǐng)域，具體的說，是一種利用垃圾發(fā)電后的飛灰制備輕質(zhì)護(hù)壁的方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]隨著城市化進(jìn)程的迅速發(fā)展，伴隨產(chǎn)生大量的垃圾廢物。世界權(quán)威科學(xué)家們預(yù)測的未來危機中，垃圾問題赫然名列其中。大量的垃圾對生態(tài)的破壞和對環(huán)境的污染嚴(yán)重影響著人類的生活。對于垃圾的處理，目前多在垃圾填埋場進(jìn)行，垃圾填埋場垃圾處理方式一般可以分為衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥等幾種方式。
[0005](一)垃圾焚燒。垃圾焚燒處理可以使城市垃圾的體積減少80—90%，而且其產(chǎn)生的廢渣可作資源化利用。垃圾焚燒發(fā)電處理技術(shù)具有處理速度快、占地面積小、減量化和無害化效率高，并可回收能源等優(yōu)點，在一些經(jīng)濟水平較高、垃圾熱值高、土地資源有限的城市，將得到推廣應(yīng)用。垃圾焚燒是將城市生活垃圾進(jìn)行焚燒，一方面可將燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)行發(fā)電，另一方面，節(jié)省填埋場地。城市生活垃圾焚燒灰渣根據(jù)其收集位置的不同，主要分為底灰和飛灰，底灰一般包括爐排渣和爐排間掉落灰。底灰占灰渣總量的80%左右，主要有熔渣、金屬、陶瓷碎片、玻璃和其他一些不可燃物質(zhì)及未燃有機物組成。飛灰是指在煙氣凈化系統(tǒng)和熱回收利用系統(tǒng)中收集而得的殘余物，約占灰渣總量的20%左右。目前有一些領(lǐng)域?qū)⒌谆疫M(jìn)行了有效的利用，例如:利用底灰制造建筑用磚；然而，垃圾焚燒發(fā)電廠的飛灰中含有大量的重金屬(Cd、Pb、Zn、Cr等)和二惡英，難于自然降解，對環(huán)境污染十分嚴(yán)重，被稱為雙料污染物。研究發(fā)現(xiàn)，飛灰中重金屬含量約占1%_9%，各種重金屬的浸出水平達(dá)到危險廢物的鑒別標(biāo)準(zhǔn)，二惡英也是潛在的重要污染物質(zhì)。因此，世界各國都將飛灰列為危險廢物，在填埋前必須進(jìn)行處理、處置，其處理成本高。
[0006](二)垃圾衛(wèi)生填埋。垃圾衛(wèi)生填埋是每日將運到垃圾填埋場的垃圾在限定區(qū)域內(nèi)鋪散成40-75cm的薄層，然后壓實以減少垃圾的體積，每日作業(yè)完畢后需進(jìn)行覆蓋，以有效控制臭氣擴散和蚊蠅孳生。垃圾衛(wèi)生填埋場因為成本低、衛(wèi)生程度好在國內(nèi)被廣泛應(yīng)用，但大多數(shù)垃圾填埋場比較簡陋，防滲系統(tǒng)性能不佳，垃圾產(chǎn)生的滲濾液對土壤和水體造成了嚴(yán)重的污染。
[0007]現(xiàn)有防滲材料中的一種是采用天然材料防滲襯層，如粘土防滲襯層，粘土與鈉基膨潤土混合防滲襯層和浙青混凝土防滲襯層等；另一種是采用人工合成材料防滲襯層，通常為氯乙烯系、橡膠系、乙烯系和土工合成粘土襯墊等。由于每日采用天然材料覆蓋會占據(jù)大量填埋場庫容，造成垃圾填埋量減少，因此，為減少天然材料覆蓋造成的實際庫容降低，一般采用防滲膜代替粘土進(jìn)行每日覆蓋。這些防滲材料防裂性差，抗壓性不強，施工繁瑣，失效后易造成二次污染。
[0008]例如，中國專利(公開號:CN201033869)公開了一種可應(yīng)用于垃圾填埋場的機織無紡復(fù)合土工膜，是現(xiàn)有防滲材料多采用的高分子土工膜，該土工膜至少有三層，上層為無紡織物，底層為機織物，中間層為塑料膜片。上層無紡織物、底層機織物與中間層塑料膜片之間通過聚合物擠壓熔融、壓接粘結(jié)復(fù)合而成。無紡織物為針刺或熱粘高分子短纖維化學(xué)材料；機織物為化纖長絲機織物；塑料膜片為PVC、PE、HDPE、LDPE、EVA等膜片。該機織無紡復(fù)合土工膜雖然具有比重小、延伸性強、耐腐蝕、強力高、抗凍性能好的特點，但是，由于土工膜薄，很容易被尖銳物刺穿；另外，當(dāng)?shù)鼗艿郊羟凶冃萎a(chǎn)生裂縫時，摻有膨潤土的復(fù)合土做的防滲材料同樣產(chǎn)生裂縫，特別是當(dāng)在邊坡上使用時，存在穩(wěn)定性問題。
[0009]近年來的研究認(rèn)為，垃圾填埋場是繼濕地和稻田之后，大氣中甲烷的第三大發(fā)生源。填埋場中的有機垃圾在壓實、有產(chǎn)甲烷菌作用的條件下厭氧發(fā)酵后，會釋放出有溫室效應(yīng)的氣體甲烷和co2。填埋場中產(chǎn)生的甲烷堆積到一定程度時，一旦遇到垃圾內(nèi)的易燃物質(zhì)后，易造成火災(zāi)，從而破壞垃圾場防滲膜。此外，現(xiàn)有的防滲材料多為人工合成材料，如聚乙烯防滲膜，其熔點約為110°C -130°C，而垃圾堆積后產(chǎn)生的高溫，易導(dǎo)致防滲材料溶解。
[0010]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，如何安全有效地處置垃圾焚燒飛灰以及如何防止防滲膜易被尖銳物刺穿或被高溫溶解即成為垃圾場急需解決的環(huán)境問題。
[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種利用垃圾發(fā)電后的飛灰制備輕質(zhì)護(hù)壁的方法，以解決現(xiàn)有防滲膜易破損導(dǎo)致二次污染環(huán)境的問題。
[0013]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種利用垃圾發(fā)電后的飛灰制備輕質(zhì)護(hù)壁的方法，該方法包括如下步驟:
1)回收利用燒結(jié)廢氣:從燒結(jié)機頭除塵器后抽取40%?45%的廢氣循環(huán)用作燒結(jié)助燃空氣，燒結(jié)循環(huán)煙氣中部分二惡英、一氧化碳，分解氧化氮，同時降低固體燃料的消耗量；
2)去除二惡英:在燒結(jié)機頭除塵器后設(shè)置催化反應(yīng)裝置，以去除垃圾焚燒爐中的二惡英，在催化反應(yīng)裝置中，用紫外光照射催化劑，防止催化劑中毒；
3)固化重金屬:將垃圾發(fā)電后的飛灰與固化劑、防裂纖維、輕質(zhì)陶粒、水泥、硅藻土、膨脹珍珠巖和水在攪拌機中混合均勻；
4)輕質(zhì)板材成型:將步驟3)中的混合物注入板材成型模具中，復(fù)合成型后脫模，再經(jīng)澆水養(yǎng)護(hù)24-72h，即得到輕質(zhì)板材。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述催化劑的組分及重量百分?jǐn)?shù)為:
V2O5 1-5%WO3 1-8%MoO3 0.5-1.5%
S12 1-5%其余為 T12。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述催化劑的制備方法是將一定量的偏釩酸銨、無酸銨和鑰酸銨分別溶于一定體積的20%d的草酸和10%的氨水溶液中，用該溶液浸潰相應(yīng)量含2% S1jAT12載體，浸潰時間為20分鐘，固體樣于100-120°C下干燥4小時，然后于500_550°C下焙燒4小時后再重復(fù)上述過程一次，制得催化劑樣品。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述固化劑是硫脲、硫代硫酸鈉、硫化鈉中的任意一種。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述防裂纖維是聚丙烯纖維、碳纖維、木質(zhì)纖維中的任意一種。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述步驟3)混合物的質(zhì)量百分比:
垃圾焚燒飛灰40.1-43.1% ；
水泥 5.2-8.2% ；
輕質(zhì)陶粒4.3-6.8% ；
膨脹珍珠巖5.2-8.2% ；
硅藻土 5.2-8.2% ；
防裂纖維4.1-6.9% ；
水 20.4-25.9% ；
固化劑3.4-4.3%ο
[0019]本發(fā)明的利用垃圾發(fā)電后的飛灰制備輕質(zhì)護(hù)壁的方法，其有益效果是:
1、能夠有效利用垃圾焚燒飛灰，在處理垃圾焚燒飛灰過程中，排放達(dá)標(biāo)