本发明涉及环境污染治理技术领域，特别是指一种利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统及方法。
背景技术：
由于城市不断发展，生活垃圾产生量剧增，现已成为城市发展的制约因素。垃圾焚烧处理是目前处理城市生活垃圾的作重要的手段之一。但是由于经过焚烧的生活垃圾中，焚烧飞灰的氯盐含量高达10％以上，并且含有苯并芘、苯并蒽、二噁英等有机污染物和cr、cd、hg、pb、cu、ni等痕量重金属，被归为危险废弃物。近年来，生活垃圾焚烧飞灰处置被广泛关注，水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰技术作为飞灰减量化、资源化、无害化处置技术的最佳选择，其发展必将是大势所趋。根据数据统计分析，焚烧飞灰主要元素成分为si、ca、al、fe、na等与硅酸盐水泥熟料主要化学成分相同，可替代优质石灰石烧制水泥熟料。然而垃圾焚烧飞灰中存在大量的易溶性盐，主要以kcl、nacl、mgcl2、zncl2、cacl2的形式存在，对水泥窑运行工况影响较大，无法进行处置，为满足《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》hj662-2003中水泥窑处置条件，需对垃圾焚烧飞灰进行水洗预处理。水洗是一种经济而有效的飞灰脱氯方法，但在飞灰水洗过程中，少量重金属离子也会溶解在水洗液中，如果不对这些水溶液进行有效的处理，会对环境产生严重的二次污染，这也是飞灰水洗预处理工艺中最难解决的问题。当前的飞灰水洗废水处理方式是通过添加na2co3等化学药剂来调节废水的ph，形成碳酸盐沉淀进而去除废水中的重金属、碱土金属离子，但这种方式需要消耗大量的化学药剂，运行成本较高。而水泥窑尾气中主要成分为：78％n2、8％co2、9％o2、4％h2o、1％其他，co2与水反应生成的弱酸可代替na2co3等药剂调节废水ph的作用，并能提供金属离子沉淀所需的碳酸根。因此，在飞灰水洗废水中通入水泥窑的废气，不仅可固定co2，也可使水洗液中的重金属、碱土金属离子沉淀下来，减少了钠离子的引入，使水洗液达到下级工艺需求循环利用。降低尾气处理成本的同时减少化学药剂的投加量，降低水洗废水处理运行成本。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统及方法，能有效提高废水吸收尾气中co2的利用效率，并解决飞灰水洗废水处理中大量使用药剂导致运行成本过高和处理后废水含盐量过高的问题，有效降低飞灰水洗废水中的重金属、碱土金属盐离子浓度，使上清液达标排放；实现水泥窑尾气综合利用，减少碳酸钠等药剂的使用量，降低企业运行成本。
该系统包括引风机、多级喷淋吸收床、第一流量计、废水泵、第二流量计、沉淀池和循环泵，引风机和第二流量计设置在进气管道上，进气管道连接多级喷淋吸收床，多级喷淋吸收床同时连接排气管道、进水管道和出水管道，进水管道上设置第一流量计、废水泵和循环泵，出水管道连接沉淀池。
其中，进气管道连接水泥窑尾气管道，水泥窑尾气管道中的部分尾气通入进气管道。
多级(级数3-6)喷淋吸收床采用卧式结构，内设导流板，设置多级布水系统，废水泵连接出气侧的喷淋管，循环泵连接进气侧的喷淋管，实现不同喷淋层的不同浓度梯度。
应用该系统的方法，具体为：首先，从水泥窑尾气管道分出部分尾气，通过引风机将部分尾气通入多级喷淋吸收床；同时将水洗飞灰废水经废水泵从排气管道侧泵入多级喷淋吸收床，循环泵将吸收床内上清液泵入进气侧多级喷淋吸收床，水洗飞灰废水和尾气在多级喷淋吸收床充分混合；最后将吸收处理后的浆液收集到沉淀池并形成沉淀物，使上清液达到下级工艺需求循环利用，吸收处理后气体经排气管道排出。
多级喷淋吸收床内水洗飞灰废水和尾气的体积比为15:1～20:1，通过第一流量计和第二流量计调节水洗飞灰废水和尾气流量。
其中，水洗飞灰废水的水灰比为8:1～12:1。
多级喷淋吸收床内水洗飞灰废水和尾气的混合废水ph值为7.1-8.0。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，在飞灰水洗废水中通入水泥窑的废气，不仅可固定co2，也可使水洗液中的重金属、碱土金属离子沉淀下来，降低处理后水中钠盐含量，使水洗液达到下级工艺需求循环利用。降低尾气处理成本的同时减少化学药剂的投加量，大大降低水洗废水处理运行成本。
附图说明
图1为本发明的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的方法工艺流程图；
图2为本发明的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统结构示意图。
其中：1-水泥窑尾气管道；2-引风机；3-多级喷淋吸收床；4-第一流量计；5-废水泵；6-第二流量计；7-沉淀池；8-循环泵。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统及方法。
如图2所示，该系统包括引风机2、多级喷淋吸收床3、第一流量计4、废水泵5、第二流量计6、沉淀池7和循环泵8，引风机2和第二流量计6设置在进气管道上，进气管道连接多级喷淋吸收床3，多级喷淋吸收床3同时连接排气管道、进水管道和出水管道，进水管道上设置第一流量计4、循环泵8和抽水泵5，出水管道连接沉淀池7。
该系统的实际应用方法如图1所示，实际应用中，设计五级喷淋吸收床，水洗飞灰废水经过废水输送系统进入五级喷淋吸收床，同时部分水泥窑尾气也进入五级喷淋吸收床，在五级喷淋吸收床内进行反应，反应后浆液排入沉淀池，经沉淀，上清液达到下级工艺需求循环利用。
在具体应用中，针对现有的水洗飞灰废水处理需要使用大量na2co3等化学药剂从而增加运行成本问题，采用本发明系统及方法，利用协同治理的方式，不需要加入na2co3药剂，降低废水处理成本，降低处理后水中的钠盐含量，提高了处理后水的质量，同时对水泥窑尾气中co2进行综合利用，实现碳减排。
在实验过程中，针对水灰比为10:1产生的水洗飞灰废水，其ph在12以上，通入尾气量为18[l(尾气)/l(h2o)]左右，进水管道与多级喷淋系统相连接，进气管道与吸收床底部相连接，处理后废水ph在7.5左右偏弱碱性状态，其中重金属(cr、cd、pb)和碱土金属(mg、ca)离子去除效率高于95％。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
1.一种利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统，其特征在于：包括引风机(2)、多级喷淋吸收床(3)、第一流量计(4)、废水泵(5)、第二流量计(6)、沉淀池(7)和循环泵(8)，引风机(2)和第二流量计(6)设置在进气管道上，进气管道连接多级喷淋吸收床(3)，多级喷淋吸收床(3)同时连接排气管道、进水管道和出水管道，进水管道上设置第一流量计(4)、废水泵(5)和循环泵(8)，出水管道连接沉淀池(7)。
2.根据权利要求1所述的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统，其特征在于：所述进气管道连接水泥窑尾气管道(1)，水泥窑尾气管道(1)中的部分尾气通入进气管道。
3.根据权利要求1所述的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统，其特征在于：所述多级喷淋吸收床(3)采用卧式结构，设置多级喷淋布水系统，内部设置导流板，废水泵(5)连接出气侧的喷淋管，循环泵(8)连接进气侧的喷淋管，实现不同喷淋层的不同浓度梯度。
4.应用权利要求1所述的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的系统的方法，其特征在于：首先，从水泥窑尾气管道(1)分出部分尾气，通过引风机(2)将部分尾气通入多级喷淋吸收床(3)；同时将水洗飞灰废水经废水泵(5)泵入出气侧多级喷淋吸收床(3)，循环泵(8)将吸收床内上清液泵入进气侧多级喷淋吸收床，水洗飞灰废水和尾气在多级喷淋吸收床充分混合；最后吸收处理后的浆液流入到沉淀池(7)并形成沉淀物，使上清液达到下级工艺需求，循环利用，吸收处理后气体经排气管道排出。
5.根据权利要求4所述的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的方法，其特征在于：所述多级喷淋吸收床(3)内设置不少于三级吸收床，多级喷淋吸收床(3)内水洗飞灰废水喷淋量和尾气的体积比为15:1～20:1，通过第一流量计(4)和第二流量计(6)调节水洗飞灰废水和尾气流量。
6.根据权利要求5所述的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的方法，其特征在于：所述水洗飞灰废水的水灰比为8:1～12:1。
7.根据权利要求4所述的利用水泥窑尾气中的co2预处理飞灰水洗废水的方法，其特征在于：所述多级喷淋吸收床(3)内水洗飞灰废水和尾气的混合后废水ph值为7.1-8.0。
技术总结