本发明属于垃圾焚烧飞灰处理技术，具体涉及一种飞灰渗滤脱盐方法。
背景技术：
1、生活垃圾焚烧飞灰含盐量高，按照现有的污染控制技术规范要求，在综合利用过程中需要脱盐。现有飞灰水洗脱盐技术主要是通过搅拌装置对飞灰和水进行混合搅拌，然后通过板框压滤固液分离的方式让水将飞灰中的盐分带出。但搅拌的方式为了使飞灰浆体具有流动性，因为飞灰颗粒细小，需水量高，一般搅拌的水灰比要大于3，否则实际操作困难。水量高造成盐水中盐浓度低，一般飞灰含盐量20-40%，按水灰比3计算，即使完全脱盐，产生的盐水浓度仅为7-13%，远低于饱和盐浓度（约35%）。盐浓度低使得后续蒸发提盐所需蒸发的水量高，能耗高，造成飞灰水洗脱盐处理成本居高不下。现有搅拌技术为保证脱盐效果，需要进行多级逆流水洗，在每级水洗后进行板框压滤，现阶段的主流技术是进行三级逆流水洗，要进行至少3次板框压滤，压滤能耗较高，且耗时较长。
2、例如cn117680468a公开了一种垃圾焚烧飞灰湿式研磨预处理方法及系统，包括湿式研磨飞灰预处理、飞灰水洗和水洗余液处理三个环节，湿式碾磨后的固液混合物料进行离心过滤，对离心过滤后的飞灰固体颗粒进行循环水洗，循环水洗的飞灰固体颗粒进行离心脱水。但是，该系统循环水洗为保持浆体的流动性，消耗大量的水，而且离心脱水和过滤需要需消耗大量能量。cn116900021a公开了一种危废焚烧飞灰水洗脱盐的处理方法及系统，：将飞灰与水进行预混合，再进行一级逆流水洗，压滤得到一级泥饼与一级滤液；其中一级泥饼经二级逆流水洗，压滤得二级泥饼与二级滤液；二级泥饼可进行柔性填埋；二级滤液用作一级逆流水洗液与预混合物料进行一级逆流水洗；若一级滤液中盐浓度低于设定浓度，则作为预混合用水与筛分后的飞灰混合；若一级滤液中盐浓度不低于设定浓度，则经水处理后进行蒸发，得到结晶盐，并进行刚性填埋。该专利通过多级水洗、压滤来实现盐分的分离。cn117138944a公开了一种飞灰无害化的处理方法及其应用，将飞灰、水、重金属螯合剂以及起泡剂混合后浮选，得重金属螯合物、清洁飞灰以及废液；其中，所述起泡剂包括第一起泡剂以及第二起泡剂，所述重金属螯合剂包括第一重金属螯合剂以及第二重金属螯合剂；向所述废液中加入钙镁沉淀剂，固液分离后得钙镁杂质和盐水；最后将所述盐水蒸发后得氯化钠以及氯化钾。
3、上述飞灰脱盐系统和方法都需要进行搅拌或者压滤操作，脱盐效率低，需水量大，后续盐浓缩能耗高，造成脱盐成本高，无法满足飞灰大量低成本处理的实际需要。
技术实现思路
1、发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种飞灰渗滤脱盐方法，通过渗滤的脱盐方式和模块化串联清洗柱的形式实现飞灰的连续化脱盐，降低需水耗和能耗，从而大幅降低飞灰处理成本。
2、为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
3、一种飞灰渗滤脱盐方法，包括如下步骤：
4、s1、飞灰预处理：将待处理的飞灰与渗滤辅助材料混合均匀，得到混合飞灰；
5、s2、装填飞灰清洗柱：将步骤s1混合飞灰填充至一组前后依次串联在水管上的飞灰清洗柱内，每个飞灰清洗柱的底部设置有进水口，飞灰清洗柱的顶部设置有出水口，进水口和出水口与混合飞灰之间设置有使水流均匀分布并防止细小飞灰随水流动堵塞管道的结构；
6、s3、渗滤脱盐：将依次串联的飞灰清洗柱前端通过水管连接至清水池，后端通过水管连接至盐水池，每个清洗柱竖直放置，通过水泵连续将清水依次自下而上注入各飞灰清洗柱内，水以渗滤的方式经过飞灰颗粒缝隙，与飞灰颗粒充分接触，将飞灰中的盐分溶解带出并收集于盐水池内；当最后一根飞灰清洗柱出水盐浓度低于设定的盐水所需盐浓度值，则在后端接入新的待处理的飞灰清洗柱，作为串联的最后一根柱子，出水连接至盐水池，从而保证较高的盐水浓度；当第一根飞灰清洗柱出水盐浓度低于设定的清水盐浓度值，则认为该飞灰清洗柱已完成脱盐，将该已完成脱盐的飞灰清洗柱卸下，并将清水池连接至后一根飞灰清洗柱底部；
7、s4、过滤分离：将步骤s3替换下来的完成脱盐的飞灰清洗柱用清水冲洗，根据颗粒大小的显著差异通过筛分分离渗滤辅助材料和除盐飞灰浆液；将除盐飞灰浆液进一步过滤得到除盐飞灰产品，过滤所得滤液可作为冲洗飞灰清洗柱的清水或导入清水池重复使用；分离出的渗滤辅助材料直接或经干燥后重新用于步骤s1飞灰预处理。
8、具体地，步骤s1中，所述的渗滤辅助材料，粒径应介于0.5~4 mm，可为河沙或者玻璃珠颗粒。飞灰与渗滤辅助材料按照质量比（2～6）：（8～4）混合。因为未经预处理的生活垃圾焚烧飞灰颗粒细小，过于致密，可渗透性差，渗滤时为让水透过需要加很大压力，会提高处理成本，另外过于致密的飞灰会在渗滤的时候形成优先通道，水无法均匀地与所有飞灰接触。为了解决上述问题，提高飞灰的透水性，将飞灰与诸如玻璃珠或不含细颗粒的单级配河沙（中沙或粗沙，粒径范围在0.5-4mm之间，最大粒径与最小粒径之比不超过2）等渗透性较好的粗颗粒混合。沙子或玻璃珠的的比例不小于混合物重量的40%，过多沙子或玻璃珠会降低飞灰处理效率，优选比例以50-70%为宜。
9、进一步地，步骤s2中，所述的飞灰清洗柱包括壳体、柱塞、进水管、出水管以及滤层；所述的柱塞为一对，分别设置在壳体的两端；所述的进水管设置在壳体的底部，并穿过下方的柱塞；所述的出水管设置在壳体的顶部，并穿过上方的柱塞；所述的滤层分别设置在两端柱塞的内侧，待处理的飞灰填充在两端滤层之间；所述飞灰清洗柱的内径为50-1000mm，优选的，100-300 mm，长径比1-20，优选的3-10。
10、进一步地，所述的出水管上，还设置有盐浓度传感器用于脱盐质量控制，优选的，使用电导率传感器或氯离子选择电极作为盐浓度传感器。通过设置盐水值和清水值这两个阈值，指示待处理清洗柱的接入时机和完成脱盐的清洗柱的拆卸时机。运行中当靠近清水池的前端清洗柱出水盐度达到清水值后，将该飞灰清洗柱从系统上断开、拆卸并进入下一工艺环节，或在靠近盐水池的后端清洗柱出水盐浓度即将低于盐水值时，加入新的待处理飞灰清洗柱。通过调控盐水值和清水值的大小可分别控制两种产物即盐水和脱盐飞灰的质量。
11、进一步地，所述的滤层包括自内向外依次设置的滤膜、细砂芯和粗砂芯；所述滤膜设置在细砂芯和飞灰之间。
12、更进一步地，所述的进水管和出水管处分别连接有布水器，所述的布水器为多孔板布水器或三爪以上的侧装布水器，设置在滤层外侧，一方面均匀布水、另一方面防止堵塞。
13、优选地，所述的滤膜选自玻璃纤维滤膜、纤维素滤膜、聚醚砜滤膜中的任意一种水性滤膜，滤膜一方面可以吸附飞灰中的一些重金属元素，另一方面可以避免细小的飞灰颗粒进入到水管造成堵塞的事故。
14、优选地，所述滤膜包覆在细砂芯与飞灰接触的表面上。
15、更进一步地，所述细砂芯和粗砂芯的侧面套设有o型密封圈，所述滤膜包覆在细砂芯表面并通过o型密封圈进行固定与密封。
16、优选地，每一根飞灰清洗柱进水口的管道上，还安装有用于监测水压的压力表，方便根据压力检测表数据检测堵点，及时短接相应的清洗柱并提醒操作员及时更换、重新装填问题清洗柱。
17、进一步地，所述清水池与飞灰清洗柱之间的管道上设置有水泵。
18、具体地，步骤s3中，控制接触时间tc介于5到600 min。长径比较小的清洗柱宜选较短的接触时间，但一般不小于10 min，长径比较大的清洗柱宜选用长的接触时间，一般不超过120 min。进水流量通过以下公式计算：；
19、 其中， ；
20、q 进水流量，单位 l/min；
21、vp 清洗柱中混合飞灰的孔隙体积，单位 l；
22、tc 接触时间，单位min；
23、mfa 飞灰在清洗柱中的装填质量，单位kg；
24、msand 渗滤辅助材料在清洗柱中的装填质量，单位kg；
25、 ρture，fa 飞灰的真密度，单位kg/l；
26、 ρture，sand 渗滤辅助材料的真密度，单位kg/l；
27、 vmaterial 混合飞灰在清洗柱中占据的体积。
28、更进一步地，本发明工艺还包括步骤s5，将步骤s3收集于盐水池内浓盐水通过除杂去除钙镁与重金属，然后进行蒸发分盐，得到氯化钾和氯化钠工业盐产品，蒸发出的水可回到清水池作为清水重复使用。
29、有益效果
30、（1）本发明中每个渗滤脱盐模块利用泵送进水的方式将水自下而上压入装满飞灰的清洗柱，水以渗滤的方式经过飞灰颗粒缝隙，与飞灰颗粒充分接触，将飞灰中的盐分溶解带出。本系统中飞灰料层无需具有流动性，而飞灰颗粒中缝隙空间较小，每个模块内残留水分很少，提高出水盐浓度，可达到饱和浓盐水，可实现水灰比低于0.5的超低水耗脱盐（对比搅拌水洗水灰比约为3）。为在节水的同时保证脱盐效果，本发明采用多级直接串联的方式进行渗滤脱盐，直接使用前序模块的渗出液作为后续模块的进水，中间可以不经过压滤脱水，极大地节约了脱水能耗和时间，实现了近似连续脱盐。每个模块均带有盐浓度传感器，监控出水盐度。新装入飞灰的模块接在出水端，通过盐浓度传感器确保出水水质接近饱和浓盐水，降低后续工业盐蒸发结晶能耗。而靠近进水端的模块，通过传感器确认出水盐度达标即洗净完成脱盐后，可从系统上断开，回收脱盐飞灰。
31、（2）本发明清洗柱内部设置多滤层结构，进出水管通过布水器分别设置在滤层外表面上，一方面均匀布水、另一方面防止堵塞；滤层结构包括滤膜、细砂芯和粗砂芯，通过多层过滤结构，避免飞灰颗粒渗入管道内造成堵塞。同时，该不含粉末或颗粒的模块化多滤层结构也方便拆装和更换。
32、（3）本发明飞灰渗滤脱盐方法节能，成本低，节省了多级水洗中间过程的压滤，降低能耗，节省设备投资。空间布局灵活，不使用占用大量空间且难以移动的搅拌、压滤设备，模块大小可调且每个模块均可灵活接入或短接，进水与出水位置可以随模块设置情况随时调整，可以保证空间的充分利用。脱盐质量高，由于每个模块均可以灵活接入或短接，可以通过传感器保证每个模块的脱盐质量，且保证出水接近饱和盐水，这是用搅拌水洗方式难以实现的。
1.一种飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，步骤s1中，所述的渗滤辅助材料粒径介于0.5 mm~4 mm，优选为河沙或者玻璃珠颗粒，飞灰与渗滤辅助材料按照质量比（2～6）：（8～4）混合。
3.根据权利要求1所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，步骤s2中，所述飞灰清洗柱的内径为50-1000 mm，长径比1-20，飞灰清洗柱（300）包括壳体（10）、柱塞（20）、进水管（30）、出水管（40）以及滤层（50）；所述的柱塞（20）为一对，分别设置在壳体（10）的两端；所述的进水管（30）设置在壳体（10）的底部，并穿过下方的柱塞（20）；所述的出水管（40）设置在壳体（10）的顶部，并穿过上方的柱塞（20）；所述的滤层（50）分别设置在两端柱塞（20）的内侧，待处理的混合飞灰（500）填充在两端滤层（50）之间。
4.根据权利要求3所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，所述的出水管（40）上，还设置有盐浓度传感器（60）用于监测每根清洗柱出水盐浓度，所述盐浓度传感器（60）可为电导率传感器或氯离子选择电极。
5.根据权利要求3所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，所述的滤层（50）包括自内向外依次设置的滤膜（51）、细砂芯（52）和粗砂芯（53）；所述滤膜（51）设置在细砂芯（52）和飞灰之间。
6.根据权利要求3所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，所述的进水管（30）和出水管（40）处分别连接有布水器（70），所述的布水器（70）为多孔板布水器或三爪以上的侧装布水器，设置在滤层（50）的外侧。
7.根据权利要求5所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，所述的滤膜（51）选自玻璃纤维滤膜、纤维素滤膜、聚醚砜滤膜中的任意一种水性滤膜；所述滤膜（51）包覆在细砂芯（52）与飞灰接触的表面上。
8.根据权利要求7所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，所述细砂芯（52）和粗砂芯（53）的侧面套设有o型密封圈（54），所述滤膜（51）包覆在细砂芯（52）表面并通过o型密封圈（54）进行固定和密封。
9.根据权利要求1所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，步骤s3中，控制接触时间tc为5-600 min，优选为10-120 min；进水流量通过以下公式计算：；
10.根据权利要求1所述的飞灰渗滤脱盐方法，其特征在于，还包括步骤s5，将步骤s3收集于盐水池（200）内的浓盐水经除杂、后进行蒸发分盐，得到氯化钾和氯化钠产品，蒸发出的水返回到到清水池作为清水重复使用。
