含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统

权利要求书： 1.一种含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统，其特征在于，包括：溶解单元，包括至少一溶解釜，用于炉灰溶解形成含若干重金属离子的碳酸钠溶液；

沉淀处理单元，包括多级沉淀装置，任一级沉淀装置均包括浆液流动方向上依序管路连接的沉淀器和缓存罐，上一级沉淀装置的缓存罐与下一级沉淀装置的沉淀器连接，所述沉淀器用于利用各重金属离子的沉淀原理净化碳酸钠溶液；

过滤单元，包括过滤器和与过滤器清液出口连通的碱液罐，所述碱液罐连通至各用碱装置。

2.根据权利要求1所述的资源化利用系统，其特征在于，所述多级沉淀装置包括浆液流动方向上依序管路连接的沉降槽、一级缓存罐、氧化罐、二级缓存罐、重金属捕捉罐及三级缓存罐，所述沉降槽内设置斜管沉淀结构；

所述氧化罐连通有臭氧进管，用于将络合物氧化分解，以沉淀脱除络合物中的重金属离子；

所述重金属捕捉罐连通有重金属捕捉剂进管，用于沉淀脱除两性金属。

3.根据权利要求1所述的资源化利用系统，其特征在于，所述溶解单元还包括与溶解釜连通的进水通道和下料输送器，及与下料输送器连通的除尘器，所述下料输送器包括同轴设置且侧向连通的内管和套管，所述套管与所述除尘器连通。

4.根据权利要求3所述的资源化利用系统，其特征在于，所述下料输送器底部设有自动开关盲板，用以降低溶解过程中的水汽污染；和/或，所述除尘器采用金属滤芯，所述金属滤芯的滤孔尺寸为0.5～1um。

5.根据权利要求1所述的资源化利用系统，其特征在于，所述溶解单元设置称重器，位于溶解釜底部；所述溶解釜设有液位计。

6.根据权利要求1所述的资源化利用系统，其特征在于，所述溶解釜为夹套冷却搅拌釜。

7.根据权利要求1所述的资源化利用系统，其特征在于，所述过滤器采用PTFE滤芯或316L金属粉末烧结滤芯，滤孔尺寸介于0.5～2μm之间。

8.根据权利要求1所述的资源化利用系统，其特征在于，所述过滤单元还包括与过滤器滤渣出口依序连通的污泥缓存罐和污泥干化装置，所述污泥干化装置连接至重金属回收装置，所述污泥干化装置的滤液出口回连至沉淀处理单元的进液管路。

9.根据权利要求2所述的资源化利用系统，其特征在于，所述氧化罐的顶部连通有尾气破坏装置，用于过量臭氧的分解排放。

说明书： 含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统技术领域[0001] 本实用新型属于固废处理环保技术领域，具体涉及一种含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统。背景技术[0002] 含钠盐有机废水是有机化工、精细化工常见的一种高难度废液，这类废水往往是有机物(有毒)含量高，且高含盐。目前针对这类废水的有效处理方法是焚烧。含钠盐有机废水经过焚烧炉焚烧，氧化破坏有机组分回收热量后，产出废气经脱硫脱硝(如果需要)除尘后，废气达标排放，粉尘回收。虽然含钠盐有机废水焚烧可以净化废水，收受热量，但确产出固废，由于含钠盐有机废水除钠盐外，大概率还会含有其他金属组分，经过焚烧后形成的炉灰主要成分是Na2CO3，此外还含有Fe、Ni、Cu、Cr、Hg、Zn、Pb等重金属。[0003] 根据《国家危险废物名录(2021年)》有机废水经过焚烧炉焚烧产生的炉灰定义为危险废物HW18焚烧处置残渣，需要按照危险废物进行处理。同时根据GB18598?2019《危险废物填埋污染控制标准》6.2要求，只有水溶性盐总量小于10％，才可进入填埋场，但该炉灰可溶性盐含量大于99％。鉴于此，含含钠盐有机废水焚烧炉产生的炉灰无法填埋，长期堆放在库房内，占用大量的土地资源，同时存在很大的环保风险。[0004] 中国专利CN107504500A公布了一种等离子焚烧熔化处理炉灰及炉渣的方法，将炉灰及炉渣制成无毒无害的玻璃体，可作为建筑材料回收利用。但是该方法只适用于处理含硅铝量较高的炉灰，而含钠盐有机废水焚烧炉产生的炉灰主要成分是碳酸钠，所以无法通过焚烧熔化转变成玻璃体。[0005] 目前有机废水焚烧炉产生的炉灰的处理是行业的难题，需要迫切开发出一种高含盐有机废水炉灰的无害化处理方法。实用新型内容

[0006] 针对以上技术问题，本实用新型提供一种含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统，根据各金属形成沉淀络合物的条件，采用絮凝沉淀和重金属捕捉沉淀的方式，脱除炉灰中的重金属，配置成可以中和酸性水或生化系统碱度调节的Na2CO3碱溶液，实现炉灰的资源化利用。[0007] 为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：[0008] 一种含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统，包括：[0009] 溶解单元，包括至少一溶解釜，用于炉灰溶解形成含若干重金属离子的碳酸钠溶液；[0010] 沉淀处理单元，包括多级沉淀装置，任一级沉淀装置均包括浆液流动方向上依序管路连接的沉淀器和缓存罐，上一级沉淀装置的缓存罐与下一级沉淀装置的沉淀器连接，所述沉淀器用于利用各重金属离子的沉淀原理净化碳酸钠溶液；[0011] 过滤单元，包括过滤器和与过滤器清液出口连通的碱液罐，所述碱液罐连通至各用碱装置。[0012] 一些技术方案中，所述多级沉淀装置包括浆液流动方向上依序管路连接的沉降槽、一级缓存罐、氧化罐、二级缓存罐、重金属捕捉罐及三级缓存罐，[0013] 所述沉降槽内设置斜管沉淀结构；[0014] 所述氧化罐连通有臭氧进管，用于将络合物氧化分解，以沉淀脱除络合物中的重金属离子；[0015] 所述重金属捕捉罐连通有重金属捕捉剂进管，用于沉淀脱除两性金属。[0016] 一些技术方案中，所述溶解单元还包括与溶解釜连通的进水通道和下料输送器，及与下料输送器连通的除尘器，所述下料输送器包括同轴设置且侧向连通的内管和套管，所述套管与所述除尘器连通。[0017] 一些技术方案中，所述下料输送器底部设有自动开关盲板，用以降低溶解过程中的水汽污染；和/或，[0018] 所述除尘器采用金属滤芯，所述金属滤芯的滤孔尺寸为0.5～1um。[0019] 一些技术方案中，所述溶解单元设置称重器，位于溶解釜底部；所述溶解釜设有液位计。[0020] 一些技术方案中，所述溶解釜为夹套冷却搅拌釜。[0021] 一些技术方案中，所述过滤器采用PTFE滤芯或316L金属粉末烧结滤芯，滤孔尺寸介于0.5～2μm之间。[0022] 一些技术方案中，所述过滤单元还包括与过滤器滤渣出口依序连通的污泥缓存罐和污泥干化装置，所述污泥干化装置连接至重金属回收装置，所述污泥干化装置的滤液出口回连至沉淀处理单元的进液管路。[0023] 一些技术方案中，所述氧化罐的顶部连通有尾气破坏装置，用于过量臭氧的分解排放。[0024] 本实用新型采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：[0025] 1.根据各金属形成沉淀络合物的条件，采用絮凝沉淀和重金属捕捉沉淀的方式，脱除炉灰中的重金属，配置成可以中和酸性水或生化系统碱度调节的Na2CO3碱溶液，实现炉灰资源化利用；[0026] 2.炉灰采用闭式输送方式直接进入到溶解釜，避免炉灰转运输送过程中的粉尘污染，降低劳动强度；[0027] 3.溶解釜底部设置称重器，侧部装设液位计，可精确计量控制所需配置的碱液浓度；[0028] 4.过滤器后滤渣与沉淀处理过程产生的污泥经污泥干化装置脱水后回收重金属作为催化剂原料。附图说明[0029] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图及其标记作简单的介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0030] 图1为本实用新型实施例所述的含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统的工艺流程图。[0031] 图中标注符号的含义如下：[0032] 11－灰斗，12－下料输送器，13－溶解釜，14－称重器；[0033] 21－沉降槽，211－斜管沉淀结构，22－一级缓存罐，23－氧化罐，24－二级缓存罐，25－重金属捕捉罐，26－三级缓存罐；[0034] 31－精密过滤器，32－碱液罐，33－污泥缓存罐，34－污泥干化装置。具体实施方式[0035] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。[0036] 为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。[0037] 还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。[0038] 在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0039] 另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。[0040] 含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的主要成分是Na2CO3，且含有Fe、Ni、Cu、Cr、Hg、Zn、Pb等重金属，Na2CO3可用于生化系统碱度或酸性水中和，但是必须要将重金属脱出后才能实现炉灰资源化利用。炉灰中的重金属种类和形态较多，重金属溶于水后主要有以下几种形态：一是固体形态，一般的重金属离子在高pH条件下形成氢氧化物固体；二是离子形态，对于两性金属如Pb和Zn，随着pH升高会逐渐溶解成离子形态；三是络合物离子形态，炉灰中存在的有机物与金属离子形成络合离子，稳定地存在于水体中。因此对于重金属的脱除，首先通过将炉灰与水配置成混合液，利用炉灰中的Na2CO3溶解后自然形成的高pH条件，将大部分的重金属形成沉淀络合物脱除，络合态的金属通过高级氧化的方式破络并沉淀脱除，通过加入重金属捕捉剂将两性金属脱除。

[0041] 请参阅图1，示出一种含钠盐有机废水焚烧炉炉灰的资源化利用系统，包括溶解单元，包括至少一溶解釜13，用于炉灰溶解形成含若干重金属离子的碳酸钠溶液；沉淀处理单元，包括多级沉淀装置，任一级沉淀装置均包括浆液流动方向上依序管路连接的沉淀器和缓存罐，上一级沉淀装置的缓存罐与下一级沉淀装置的沉淀器连接，沉淀器用于利用各重金属离子的沉淀原理净化碳酸钠溶液；过滤单元，包括过滤器、与过滤器清液出口连通的碱液罐32，及与过滤器滤渣出口依序连通的污泥缓存罐33和污泥干化装置34，污泥干化装置34连接至重金属回收装置，污泥干化装置34的滤液出口回连至沉淀处理单元的进液管路，碱液罐32连通至各用碱装置。

[0042] 本申请中溶解釜13的作用是溶解灰渣的可溶性盐，将大部分重金属以氢氧化物的形式脱除。上游装置来的炉灰的温度为130～160℃，同时炉灰溶解是放热反应，因此溶解釜13优选为夹套冷却搅拌釜。

[0043] 溶解釜13的顶部与下料输送器12相连，上部与进水通道相连，该进水通道上设有补水阀，溶解釜13的侧部设有液位计，溶解釜13的底部设有称重器14，灰斗11通过下料输送器12与溶解釜13相连，下料输送器12底部设有自动开关盲板，用以降低溶解过程中的水汽污染；该下料输送器12包括同轴设置且侧向连通的内管和套管，内管与卸料阀及输送气阀连接，套管外接除尘器，打开卸料阀和输送气阀后，将灰斗11内的炉灰输送至溶解釜13内，期间通过真空泵抽气，除尘器收集罐内扬尘，从而可以顺利地将炉灰输送至溶解釜13，并将输送气达标排出，具体的，除尘器采用金属滤芯，过滤精度为0.5～1um。[0044] 将炉灰输送至溶解釜13内，与水按照质量比例1：4～1：9混合搅拌均匀，炉灰中的Na2CO3溶解后形成碳酸钠溶液，对于一般的非两性金属，如Fe、Ni、Cu、Cr、Hg等，随着pH升高其产生氢氧化物沉淀，主要包括以下沉淀反应：[0045] ①Fe3++OH?→Fe(OH)3↓Ksp＝4.0×10?38[0046] ②Cu2++OH?→Cu(OH)2↓Ksp＝2.2×10?22[0047] ③Hg2++OH?→Hg(OH)2↓Ksp＝3.6×10?26[0048] ④Cr3++OH?→Cr(OH)3↓Ksp＝6.3×10?31[0049] ⑤Ni2++OH?→Cr(OH)3↓Ksp＝2×10?15[0050] 铁离子形成的氢氧化铁本身是一种优良的絮凝剂，可以加速其他金属离子形成沉淀物，部分络合态的金属仍然以离子形态存在，Zn和Pb为两性金属，在pH较高的情况下也为离子形态，通过上述步骤处理后，得到的混合液为含有重金属沉淀物絮体、络合态的重金属及两性重金属离子的碳酸钠悬浮溶液。[0051] 多级沉淀装置包括浆液流动方向上依序管路连接的沉降槽21、一级缓存罐22、氧化罐23、二级缓存罐24、重金属捕捉罐25及三级缓存罐26。[0052] 沉降槽21采用斜管沉淀结构211，炉灰溶液从沉降槽21底部进入，经过斜管沉降后，上清液从沉降槽21上部排入一级缓存罐22，沉降槽21底部的沉降污泥通过污泥泵送至后续的污泥缓存罐33。[0053] 经过沉降槽21处理后的炉灰溶液脱除了大部分重金属，络合重金属及两性重金属仍残留在炉灰溶液中，通过清液输送泵将炉灰送至氧化罐23，氧化罐23设计水力停留时间0.5～1h，在罐内通入臭氧，臭氧通入量50～100mg/L，通过臭氧将络合物氧化分解，将络合物中的重金属分离出来，形成氢氧化物沉淀，氧化罐23顶部设有尾气破坏装置，将尾气中残余的臭氧分解后排放。

[0054] 经过氧化罐23处理后的炉灰溶液进入二级缓存罐24，经过氧化溶液输送泵送至重金属捕捉罐25，在重金属捕捉罐25内投加重金属捕捉剂，重金属捕捉剂为硫化钠或市售的有机硫化物捕捉剂，投加量为20～200mg/L，搅拌0.5～1h，在重金属捕捉剂作用下两性金属形成沉淀物析出；经过重金属捕捉罐处理后的炉灰溶液进入三级缓存罐26。[0055] 经过悬浮溶液输送泵送至精密过滤器31，精密过滤器31采用PTFE滤芯或316L金属粉末烧结滤芯，过滤精度0.5～2μm，将两性金属形成沉淀物过滤脱除，过滤器反洗后的滤渣排入污泥缓存罐33，滤后液送至碱液罐32，并通过碱液外送泵输送至各用碱装置。[0056] 污泥缓存罐33内的污泥通过污泥干化装置34将污泥干化，污泥干化装置34可以是市售板框式压滤机或离心机等，干化的污泥主要为重金属氢氧化物，可送至重金属回收后作为催化剂原料，污泥干化装置34产生的滤液返回至浆液输送泵。[0057] 实施例1[0058] 溶解釜13内初始液位5％，称重器14初始重量为200kg，通过补水阀在溶解釜13投加600kg水，液位上升至80％，然后打开下料输送器12在溶解釜13投加67kg炉灰，上述投加计量通过溶解釜13底部称重器14计量。溶解釜13搅拌5min，得到的混合液为含有重金属沉淀物絮体、络合态的重金属及两性重金属离子的碳酸钠悬浮溶液，悬浮物含量为350mg/L。将碳酸钠悬浮溶液送至沉降槽21，将污泥沉降后，上清液送至氧化罐，氧化罐水力停留时间

0.5h，臭氧投加量50mg/L，臭氧处理后炉灰溶液送至重金属捕捉罐，投加硫化钠重金属捕捉剂20mg/L，搅拌0.5h，经过重金属捕捉罐处理后的炉灰溶液送至精密过滤器31，过滤元件采用PTFE滤袋，过滤精度0.5μm，经过过滤后得到10％wt左右脱金属碳酸钠溶液，重金属含量满足GB18918?2002城镇污水处理厂污染物排放标准中的金属物质排放标准，可作为中和酸性水或生化系统碱度调节的Na2CO3碱溶液。炉灰溶液重金属脱除效果见表1。

[0059] 表1炉灰溶液重金属脱除效果[0060][0061][0062] 实施例2[0063] 溶解釜13内初始液位5％，称重器14初始重量为200kg，通过补水阀在溶解釜13投加600kg水，液位上升至80％，然后打开下料输送器12在溶解釜13投加150kg炉灰，上述投加计量通过溶解釜13底部称重器14计量。溶解釜13搅拌10min，得到的混合液为含有重金属沉淀物絮体、络合态的重金属及两性重金属离子的碳酸钠悬浮溶液，悬浮物含量为700mg/L。将碳酸钠悬浮溶液送至沉降槽21，将污泥沉降后，上清液送至氧化罐，氧化罐水力停留时间

1h，臭氧投加量100mg/L，臭氧处理后炉灰溶液送至重金属捕捉罐，投加硫化钠重金属捕捉剂100mg/L，搅拌1h，经过重金属捕捉罐处理后的炉灰溶液送至精密过滤器31，过滤元件采用金属粉末烧结滤芯，过滤精度0.5μm，经过过滤后得到20％wt左右脱金属碳酸钠溶液，重金属含量满足GB18918?2002城镇污水处理厂污染物排放标准中的金属物质排放标准，可作为中和酸性水或生化系统碱度调节的Na2CO3碱溶液。炉灰溶液重金属脱除效果见表2。

[0064] 表2炉灰溶液重金属脱除效果[0065] 序号 检测项目 单位 溶解釜 沉淀槽 氧化罐 精密过滤器 总去除率％1 Fe mg/l 365.32 7.26 7.26 0.55 99.85

2 Cu mg/l 9.32 7.41 7.41 0.23 97.53

3 Hg mg/l 0.0015 <0.00004 <0.00004 <0.00004 97.33

4 Cr mg/l 16.88 4.12 4.12 0.03 99.82

5 Ni mg/l 19.72 1.86 1.86 0.03 99.85

6 Pb mg/l 0.21 0.12 0.12 0.05 76.19

7 Zn mg/l 4.24 3.14 3.14 0.45 89.39

[0066] 实施例3[0067] 溶解釜13内初始液位5％，称重器14初始重量为200kg，通过补水阀在溶解釜13投加600kg水，液位上升至80％，然后打开下料输送器12在溶解釜13投加106kg炉灰，上述投加计量通过溶解釜13底部称重器14计量。溶解釜13搅拌10min，得到的混合液为含有重金属沉淀物絮体、络合态的重金属及两性重金属离子的碳酸钠悬浮溶液，悬浮物含量为525mg/L。将碳酸钠悬浮溶液送至沉降槽21，将污泥沉降后，上清液送至氧化罐，氧化罐水力停留时间

1h，臭氧投加量75mg/L，臭氧处理后炉灰溶液送至重金属捕捉罐，投加硫化钠重金属捕捉剂

50mg/L，搅拌1h，经过重金属捕捉罐处理后的炉灰溶液送至精密过滤器31，过滤元件采用金属粉末烧结滤芯，过滤精度0.5μm，经过过滤后得到15％wt左右脱金属碳酸钠溶液，重金属含量满足GB18918?2002城镇污水处理厂污染物排放标准中的金属物质排放标准，可作为中和酸性水或生化系统碱度调节的Na2CO3碱溶液。炉灰溶液重金属脱除效果见表3。

[0068] 表3炉灰溶液重金属脱除效果[0069]序号 检测项目 单位 溶解釜 沉淀槽 氧化罐 精密过滤器 总去除率％

1 Fe mg/l 233.42 6.15 6.15 0.51 99.78

2 Cu mg/l 7.11 1.56 1.56 0.18 97.47

3 Hg mg/l 0.0012 <0.00004 <0.00004 <0.00004 96.67

4 Cr mg/l 13.76 3.65 3.65 0.03 99.78

5 Ni mg/l 16.22 1.11 1.11 0.03 99.82

6 Pb mg/l 0.16 0.1 0.1 0.05 68.75

7 Zn mg/l 3.24 2.34 2.34 0.44 86.42

[0070] 以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。[0071] 本领域技术人员应当理解，虽然本实用新型是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本实用新型的保护范围。