一种医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法.pdf

本发明公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法，采用以下步骤：1)脱碳浮选，得到富集碳和一次尾浆两种产物，将富集碳产物送入垃圾焚烧炉的二燃室助燃；2)酸浸过滤：在步骤1)获得的一次尾浆中加入无机酸进行酸浸后过滤，得到残灰和重金属废液两种产物；残灰直接送生活垃圾填埋场进行安全填埋处置或再利用；3)离子浮选：在步骤2)获得的重金属废液中加入浮选药剂进行离子浮选，得到重金属浓缩泡沫和废水两种产物；将重金属浓缩泡沫送入冶炼厂回收重金属Pb和Zn，废水经中和处理达标后，排放进污水系统。本发明具有操作简单、成本低、处理效果好且不存在二次污染等优点。

权利要求书
1.  一种医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法，其特征在于，采用以下步骤：
1)脱碳浮选

1.  1)将医疗垃圾焚烧飞灰与浮选药剂及水混合配制成灰浆；

1.  2)将步骤1.1)获得的灰浆送入浮选柱进行脱碳浮选，分离得到富集碳和一次尾浆两种产物；将富集碳产物送入垃圾焚烧炉的二燃室助燃，使碳组分被燃料化利用，二恶英被高温分解；
2)酸浸过滤
在步骤1.2)获得的一次尾浆中加入无机酸进行酸浸后过滤，得到残灰和重金属废液两种产物；残灰直接送生活垃圾填埋场进行安全填埋处置或再利用；
3)离子浮选
在步骤2)获得的重金属废液中加入浮选药剂进行离子浮选，得到重金属浓缩泡沫和废水两种产物；将重金属浓缩泡沫送入冶炼厂回收重金属Pb和Zn，废水经中和处理达标后，排放进污水系统。

2.  根据权利要求1所述的医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法，其特征在于，所述步骤1.1)的具体方法为：将医疗垃圾焚烧飞灰和去离子水同时加入到配浆槽中搅拌，使医疗垃圾焚烧飞灰湿润；在搅拌过程中，加入煤油和甲基异丁基甲醇。

3.  根据权利要求1所述的医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法，其特征在于，所述步骤2)：向步骤1.2)获得的一次尾浆中添加盐酸或硝酸，并使一次尾浆的pH＝2，进行酸浸。

4.  根据权利要求1所述的医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法，其特征在于，所述步骤3)：在步骤2)获得的重金属废液中，按照0.2～0.3g/L的浓度加入十二烷基硫酸(SDS)，并按照0.1％的浓度加入甲基异丁基甲醇(MIBC)进行离子浮选。

说明书一种医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法
技术领域
本发明涉及一种环境污染治理方法，特别涉及一种医疗垃圾焚烧飞灰的处理方法。
背景技术
医疗垃圾焚烧产生的飞灰因富集相当量的二恶英(PCDD/Fs)和重金属等毒害物，危害极大，已被列入《国家危险废物名录》。目前，国内大多数医疗垃圾焚烧飞灰只是临时堆放或简单填埋，存在巨大安全隐患。国内外关于垃圾焚烧飞灰处理方法的研究主要围绕生活垃圾焚烧飞灰展开，主要以降低重金属的渗沥性和分解二恶英为目标，形成了水泥固化、化学稳定、溶剂浸取、电渗析、加速碳酸化、中低温热处理、机械化学法、水热法、超临界水法及高温处理(熔融、烧结)等处理技术，技术方法从关注单一污染物的处理到二者兼顾，逐步完善。但医疗垃圾焚烧飞灰的组成特点使其不宜直接套用生活垃圾焚烧飞灰的处理技术，以目前应用最为广泛的飞灰水泥固化和高温处理技术为例，水泥固化过程中，医疗垃圾焚烧飞灰中高含量的活性炭和氯盐会阻碍水泥的水化作用；飞灰熔融等高温热处理技术能在固化重金属的同时有效分解二恶英，熔渣还可再利用，但该技术能耗大且设备昂贵，不适合医疗垃圾焚烧飞灰产量相对较小的特点；另外，飞灰中高含量的氯盐和活性炭易引起耐火材料的侵蚀、重金属再挥发。鉴于现有技术的不足及医疗垃圾焚烧飞灰安全处置的紧迫性，迫切需要针对其特性开发相对简单的飞灰处理技术。
专利文献CN101797575B公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰处理方法，通过一步浮选将飞灰中富集二恶英的碳组分(活性炭和未燃残碳)分离，并将分离后的泡沫送入垃圾焚烧炉的二燃室，然后将尾浆进行过滤处理，分离得到残灰和滤液，在滤液中加入重金属沉淀剂再过滤，分离得到重金属沉淀盐和废液。但这种方法存在一些缺陷。为了克服上述沉淀－过滤分离重金属方法的缺陷，专利文献CN104275245A公开了一种医疗垃圾焚烧飞灰分步浮选去毒的方法，进一步提出了两步浮选去毒的方法，在第一步浮选脱碳过程中加入无机酸，浮选后，在尾浆产物中加入Na2S，并进行第二步沉淀浮选的工艺，两步浮选分离后富集碳、残灰、重金属沉淀盐和废液等最终产物，可在低成本低投入条件下实现医疗垃圾焚烧飞灰的无害化处理和资源化利用。上述方法，第一步脱碳浮选前就需要加入酸提取剂以浸出重金属，但过低的PH值不仅会影响一次浮选的脱碳效果，而且在第二步浮选中加入的Na2S会在强酸性条件下与H+反应产生有毒气体H2S，产生气体二次污染。若加入酸提取剂较少，又难以保证残灰中重金属的浸出毒性达标，更无法实现飞灰中Pb、Zn重金属分离回收的目的。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种医疗垃圾焚烧飞灰的处理方法，该方法操作简单、成本低、处理效果好、不存在二次污染。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种医疗垃圾焚烧飞灰两步浮选的处理方法，采用以下步骤：
1)脱碳浮选
1.1)将医疗垃圾焚烧飞灰与浮选药剂及水混合配制成灰浆；
1.2)将步骤1.1)获得的灰浆送入浮选柱进行脱碳浮选，分离得到富集碳和一次尾浆两种产物；将富集碳产物送入垃圾焚烧炉的二燃室助燃，使碳组分被燃料化利用，二恶英被高温分解；
2)酸浸过滤
在步骤1.2)获得的一次尾浆中加入无机酸进行酸浸后过滤，得到残灰和重金属废液两种产物；残灰直接送生活垃圾填埋场进行安全填埋处置或再利用；
3)离子浮选
在步骤2)获得的重金属废液中加入浮选药剂进行离子浮选，得到重金属浓缩泡沫和废水两种产物；将重金属浓缩泡沫送入冶炼厂回收重金属Pb和Zn，废水经中和处理达标后，排放进污水系统。
所述步骤1.1)的具体方法为：将医疗垃圾焚烧飞灰和去离子水同时加入到配浆槽中搅拌，使医疗垃圾焚烧飞灰湿润；在搅拌过程中，加入煤油和甲基异丁基甲醇。
所述步骤2)：向步骤1.2)获得的一次尾浆中添加盐酸或硝酸，并使一次尾浆的pH＝2，进行酸浸。
所述步骤3)：在步骤2)获得的重金属废液中，按照0.2～0.3g/L的浓度加入十二烷基硫酸(SDS)，并按照0.1％的浓度加入甲基异丁基甲醇(MIBC)进行离子浮选。
本发明具有的优点和积极效果是：通过两步浮选分离，分离后最终产物主要包括富集碳产物、残灰、重金属浓缩泡沫和废液。浓集二恶英、碳组份及捕收剂的富集碳产物送入垃圾焚烧炉的二燃室焚烧，实现碳组份燃料化利用和二恶英高温分解，而且富集碳产物中极低的氯盐和重金属可有效减少二恶英在尾部烟道的二次合成；酸浸后剩余残灰中碳组份、二恶英、重金属及氯含量都非常低，并且剩余残灰的体积较垃圾焚烧飞灰的体积减小很多，可送生活垃圾填埋场进行安全处置或进行资源化利用，能够节省大量填埋空间，使处理费用大大降低；酸浸过滤后的重金属废液经离子浮选分离后的重金属浓缩泡沫可作为冶炼厂原料，实现Pb、Zn等重金属的回收；离子浮选过滤后的废水可经中和处理后，送焚烧厂废水系统安全排放，从而在低成本低投入条件下实现医疗垃圾焚烧飞灰的无害化处理和资源化利用。综上所述，本发明是一种安全有效、经济可行的医疗垃圾焚烧飞灰处理方法，针对医疗垃圾焚烧飞灰成分特点及污染物分布特征，通过两步浮选分别移除飞灰中的二恶英和重金属等污染物，一举多得，解决了多个问题，不需要洗涤和稳定等程序，具有操作简单、成本低、处理效果好且不存在二次污染等优点。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
实施例1：
某医疗垃圾焚烧飞灰热灼减率、重金属、二恶英及氯含量见表1。
表1医疗垃圾焚烧飞灰热灼减率、重金属、二恶英及氯含量

采用本发明提供的方法对上述医疗垃圾焚烧飞灰进行处理，请参见图1，采用以下步骤：
1)脱碳浮选
1.1)将医疗垃圾焚烧飞灰与浮选药剂及水混合配制成灰浆；
将200g医疗垃圾焚烧飞灰和4升去离子水同时加入到配浆槽中，搅拌灰浆5min，使飞灰彻底湿润，在此期间，加入2.4克煤油，搅拌数分钟，调和该浆液，在此期间，向灰浆中添加0.6克甲基异丁基甲醇，搅拌数分钟调和该浆液。
1.2)将步骤1.1)获得的灰浆送入浮选柱进行脱碳浮选，灰浆中疏水的碳组分(活性炭和残碳)和二恶英由于吸着捕收剂煤油而附着在气泡上，被气泡带到上面聚集成泡沫层，该泡沫层称为富集碳产物，将该富集碳产物送入垃圾焚烧炉二燃室火焰附近的高温区(1000～1150℃)焚烧，富集碳产物中的二恶英被高温分解，富集的活性炭、残碳等被燃料化利用。
2)酸浸过滤
向步骤1.2)获得的一次尾浆中添加盐酸，使得一次尾浆的pH＝2，进行酸浸，酸浸后过滤，过滤后得到残灰和重金属废液两种产物；残灰直接送生活垃圾填埋场进行安全填埋处置或再利用。
3)离子浮选
在步骤2)获得的重金属废液中按照0.3g/L的浓度加入十二烷基硫酸(SDS)、按照0.1％的浓度加入甲基异丁基甲醇(MIBC)进行离子浮选，得到重金属浓缩泡沫和废水两种产物，将重金属浓缩泡沫送入冶炼厂回收重金属Pb和Zn；废水经中和处理，达标后排放进污水系统。
对上述富集碳产物和残灰进行脱水干燥，然后进行测试和分析，其结果见表2，残灰中二恶英含量满足GB16889-2008要求的二恶英限值＜3ngTEQ/g。将干燥后的残灰按HJ/T300进行重金属浸出浓度测试，测试结果见表3，浸出液中危害浓度低于GB16889-2008中重金属污染物浓度限值，上述数据表明该残灰可直接进生活垃圾填埋场填埋。
表2：实施例1中浮选产物的热灼减率、碳回收率、二恶英及重金属回收率

表3：实施例1中残灰的重金属浸出浓度mg/l
CuZnPbCdNiCr0.9815.40.170.060.310.67
对上述废水进行测试和分析，废水中重金属和二恶英含量见表4，从表4可以看出废水中各种重金属含量均低于GB8978-1996所规定的控制排放浓度，二恶英含量低于日本规定的限制标准1ngTEQ/m3，可以排放到焚烧厂废水处理系统。
表4：实施例1废水中的重金属及二恶英含量

实施例2：
采用的医疗垃圾焚烧飞灰样与实施例1相同，对上述医疗垃圾焚烧飞灰的处理流程与实施例1相同，步骤1)脱碳浮选与实施例1也一样。与实施例1的不同之处在于步骤2) 和步骤3)，步骤2)：在酸浸程序中，向一次尾浆中添加硝酸，使一次尾浆的pH＝2，进行酸浸，酸浸后过滤，过滤得到残灰和重金属废液两种产物；步骤3)：向重金属废液中0.2g/L的浓度加入十二烷基硫酸(SDS)、按照0.1％的浓度加入甲基异丁基甲醇(MIBC)。
对上述富集碳产物和残灰进行脱水干燥，然后进行测试和分析，其结果见表5，残灰中二恶英含量满足GB16889-2008要求的二恶英限值＜3ngTEQ/g。同时，将干燥后的残灰按HJ/T300进行重金属浸出浓度测试，测试结果见表6，浸出液中危害浓度低于GB16889-2008中重金属污染物浓度限值，上述数据表明该残灰可直接进生活垃圾填埋场填埋。
表5：实施例2中浮选分离产物的热灼减率、碳回收率、二恶英及重金属回收率

表6：实施例2中残灰产物的重金属浸出浓度mg/l
CuZnPbCdNiCr0.9214.10.130.050.300.61
对上述废水进行测试和分析，废水中重金属和二恶英含量见表7，从表7可以看出废液中各重金属含量均低于GB8978-1996所规定的控制排放浓度，二恶英含量低于日本规定的限制标准(1ngTEQ/m3)，可以排放到焚烧厂废水处理系统。
表7：实施例2废水中的重金属及二恶英含量

实施例3：
采用的医疗垃圾焚烧飞灰样与实施例1相同，对上述医疗垃圾焚烧飞灰的处理流程与实施例1相同，步骤1)脱碳浮选与实施例1也一样。与实施例1的不同之处在于步骤2)和步骤3)，步骤2)：在酸浸程序中，向一次尾浆中添加硝酸，使一次尾浆的pH＝2，进行酸浸，酸浸后过滤得到残灰和重金属废液两种产物；步骤3)：向重金属废液中按照0.30g/L的浓度加入十二烷基硫酸(SDS))、按照0.1％的浓度加入甲基异丁基甲醇(MIBC)。
对上述富集碳产物和残灰进行脱水干燥，然后进行测试和分析，其结果见表8，残灰中二恶英含量满足GB16889-2008要求的二恶英限值＜3ngTEQ/g。同时，将干燥后的残灰按HJ/T300进行重金属浸出浓度测试，测试结果见表9，浸出液中危害浓度低于GB16889-2008中重金属污染物浓度限值，上述数据表明该残灰可直接进生活垃圾填埋场填埋。
表8：实施例3中浮选分离产物的热灼减率、碳回收率、二恶英及重金属回收率

表9：实施例3中残灰产物的重金属浸出浓度mg/l
CuZnPbCdNiCr0.9818.10.170.090.410.69
对上述废水进行测试和分析，废水中重金属和二恶英含量见表10，从表10可以看出废液中各重金属含量均低于GB8978-1996所规定的控制排放浓度，二恶英含量低于日本规定的限制标准(1ngTEQ/m3)，可以排放到焚烧厂废水处理系统。
表10：实施例3中废水的重金属及二恶英含量

上述实施例阐述的是医疗垃圾焚烧飞灰无害化处理及资源化利用新工艺，本发明并不局限于医疗垃圾焚烧飞灰，还适用于含碳量高的生活垃圾焚烧飞灰。浮选机不限于浮选柱，还可以是用于煤及粉煤灰的浮选设备。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。