本發(fā)明涉及一種危險固體廢棄物的資源化工藝，具體涉及一種垃圾焚燒飛灰制備超輕填料的工藝。
背景技術(shù)：
垃圾焚燒會產(chǎn)生一定量的垃圾焚燒灰渣，其中在熱回收系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)收集的物質(zhì)，即垃圾焚燒飛灰，往往占到被焚燒垃圾量的5％～10％，甚至10％～15％。飛灰一般呈灰白色或深灰色，粒徑小于300μm，含水率5％～15％，熱酌減率為34％～51％，顆粒形態(tài)多樣化。飛灰給環(huán)境帶來的污染主要有重金屬污染、二惡英污染和溶解鹽污染。飛灰中的主要重金屬污染元素為Pb、Cd、Hg和Zn。垃圾焚燒過程中由于垃圾組分、通氣量等原因造成焚燒不完全，在飛灰顆粒中富集一定量劇毒的二噁英和呋喃(PCDD/DFs)類有機污染物，在飛灰運輸、貯存、處理和處置是，這些污染物將對生態(tài)環(huán)境構(gòu)成威脅，對人類健康造成危害。
飛灰資源化利用是解決飛灰處理難題的唯一途徑。飛灰的資源化利用必須從資源利用和環(huán)境影響兩方面予以考慮。在目前的研究中，垃圾燃燒飛灰的資源化利用需要考慮一下3各因素：(1)使用性能和成本。良好的使用性能和低成本是資源化利用和市場化推廣的必要條件。(2)加工適應(yīng)性。這主要由飛灰的物理化學性質(zhì)決定。(3)符合環(huán)境標準且具有長期穩(wěn)定性。
超輕填料是指堆積密度在200～500kg/m3之間的填料，其輕質(zhì)、多孔的特點十分有利于微生物的生長繁殖，常作為水處理填料用于曝氣生物濾池。當前超輕填料多以粘土為原料，而粘土絕大部分取自于耕地，為了保護土地資源，國家已明令禁止生產(chǎn)、銷售和使用粘土類燒結(jié)材料。垃圾焚燒飛灰與粘土的化學成分相似，可取代粘土制備超輕填料。超輕填料的燒制一般采用預(yù)熱—燒結(jié)兩步式焙燒工藝：室溫——勻速升溫——預(yù)熱溫度(保持一定時間)——勻速升溫——燒結(jié)溫度(保持一定時間)，這種工藝的缺點在于燒制時間長、工藝效率低。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種垃圾焚燒飛灰制備超輕填料的工藝，實現(xiàn)對垃圾焚燒飛灰的無害化與資源化處置，同時實現(xiàn)對填料性能和燒制工藝效率的提高。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種垃圾焚燒飛灰制備超輕填料的工藝，其具體步驟為：
(1)垃圾焚燒飛灰、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和輔料研磨，過篩；有機造孔劑粉碎，過篩。
(2)填料原料按以下重量份配比構(gòu)成：垃圾焚燒飛灰20～56重量份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑2～8重量份，有機造孔劑4～12重量份，輔料32～66重量份；干料混合后，加水充分攪拌，攪拌均勻后水浴反應(yīng)，冷卻后造粒，制成生料球；
(3)生料球在烘箱內(nèi)干燥；再采用無預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度焙燒；焙燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。
優(yōu)選垃圾焚燒飛灰、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和輔料研磨過100目篩；有機造孔劑粉碎過32目篩。
優(yōu)選上述的復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑的成分為沸石、磷酸二氫鈉和氧化鎂；其中沸石占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的20～30％，磷酸二氫鈉占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的45～55％，氧化鎂占復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑質(zhì)量的15～35％。
優(yōu)選上述的有機造孔劑至少為木屑、秸稈或稻殼中的一種；所述的輔料至少為頁巖、粉煤灰或粘土中的一種。
優(yōu)選上述的水浴反應(yīng)溫度為60～80℃，反應(yīng)時間為20～40min。
優(yōu)選生料球在烘箱內(nèi)干燥的溫度為100～120℃，干燥時間為2～4h。
優(yōu)選上述的無預(yù)熱階段的快速燒結(jié)制度為干燥后的料球移入已升溫至1100～1200℃的箱式電阻爐中，焙燒10～20min。
有益效果：
1、本發(fā)明提供的垃圾焚燒飛灰資源化方法較常規(guī)的垃圾焚燒飛灰處理與處置方法具有以下優(yōu)點：運行成本低，處置周期短，二次污染少，利廢率高。
2、本發(fā)明提供的飛灰基超輕填料燒制工藝燒制時間短，工藝的效率高。
3、本發(fā)明制得的填料輕質(zhì)多孔，有利于微生物的生長繁殖和填料的反沖洗。
4、本發(fā)明配制的復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑用量少、成本低、重金屬穩(wěn)定化效果好，對不同重金屬成分和形態(tài)具有普適性，制得填料的重金屬浸出率較小。
具體實施方式
實施例1
沸石、磷酸二氫鈉和氧化鎂按一定質(zhì)量比混合，沸石占混合物質(zhì)量的20％，磷酸二氫鈉占混合物質(zhì)量的45％，氧化鎂占混合物質(zhì)量的35％，充分攪拌，混合均勻，配制成復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑。垃圾焚燒飛灰、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和頁巖研磨，過100目篩；木屑粉碎，過32目篩。填料原料按以下重量份配比構(gòu)成：垃圾焚燒飛灰20份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑2份，木屑12份，頁巖66份；干料混合后，加水充分攪拌，攪拌均勻后在60℃水浴下反應(yīng)40min，冷卻后造粒，制成生料球。生料球在溫度為100℃的烘箱內(nèi)干燥4h；再移入已升溫至1100℃的箱式電阻爐中，焙燒20min；焙燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。制得填料的堆積密度為253.8kg/m3，破碎率與磨損率之和為1.65％。
實施例1制備的填料做重金屬浸出實驗，其結(jié)果見表1。
表1填料浸出實驗結(jié)果
由表1填料的浸出實驗可知：本發(fā)明用垃圾焚燒飛灰作為原料，頁巖作為輔料，木屑作為造孔劑，添加復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，制成填料，其浸出液中重金屬濃度較低。
實施例2
沸石、磷酸二氫鈉和氧化鎂按一定質(zhì)量比混合，沸石占混合物質(zhì)量的25％，磷酸二氫鈉占混合物質(zhì)量的50％，氧化鎂占混合物質(zhì)量的25％，充分攪拌，混 合均勻，配制成復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑。垃圾焚燒飛灰、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和頁巖研磨，過100目篩；秸稈粉碎，過32目篩。填料原料按以下重量份配比構(gòu)成：垃圾焚燒飛灰38份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑5份，秸稈8份，頁巖49份；干料混合后，加水充分攪拌，攪拌均勻后在70℃水浴下反應(yīng)30min，冷卻后造粒，制成生料球。生料球在溫度為110℃的烘箱內(nèi)干燥3h；再移入已升溫至1150℃的箱式電阻爐中，焙燒15min；焙燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。制得填料的堆積密度為292.2kg/m3，破碎率與磨損率之和為1.36％。
實施例2制備的填料做重金屬浸出實驗，其結(jié)果見表2。
表2填料浸出實驗結(jié)果
由表2填料的浸出實驗可知：本發(fā)明用垃圾焚燒飛灰作為原料，頁巖作為輔料，秸稈作為造孔劑，添加復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，制成填料，其浸出液中重金屬濃度較低。
實施例3
沸石、磷酸二氫鈉和氧化鎂按一定質(zhì)量比混合，沸石占混合物質(zhì)量的30％，磷酸二氫鈉占混合物質(zhì)量的55％，氧化鎂占混合物質(zhì)量的15％，充分攪拌，混合均勻，配制成復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑。垃圾焚燒飛灰、復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑和粉煤灰研磨，過100目篩；稻殼粉碎，過32目篩。填料原料按以下重量份配比構(gòu)成：垃圾焚燒飛灰56份，復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑8份，稻殼4份，粉煤灰32份；干料混合后，加水充分攪拌，攪拌均勻后在80℃水浴下反應(yīng)20min，冷卻后造粒，制成生料球。生料球在溫度為120℃的烘箱內(nèi)干燥2h；再移入已升溫至1200℃的箱式電阻爐中，焙燒10min；焙燒后自然冷卻至室溫，制得超輕填料。制得填料的堆積密度為341.7kg/m3，破碎率與磨損率之和為1.1％。
實施例3制備的填料做重金屬浸出實驗，其結(jié)果見表3。
表3填料浸出實驗結(jié)果
由表3填料的浸出實驗可知：本發(fā)明用垃圾焚燒飛灰作為原料，粉煤灰作為輔料，稻殼作為造孔劑，添加復(fù)合重金屬穩(wěn)定劑，制成填料，其浸出液中重金屬濃度較低。