ITVE20090007A1

ITVE20090007A1 - PROCEDURE FOR TREATING ASHES OBTAINED IN WASTE INCINERATION PLANTS.-

Info

Publication number: ITVE20090007A1
Application number: IT000007A
Authority: IT
Inventors: Alessio Zambelli
Original assignee: Veneta Depuratori E Affini S Ve D A Soc
Priority date: 2009-01-26
Filing date: 2009-01-26
Publication date: 2010-07-27
Also published as: FR2941392A1

Description

D E S C R I Z I O N E DESCRIPTION

dell'invenzione avente per titolo: of the invention entitled:

" Procedimento di trattamento di ceneri ottenute in impianti di incenerimento di rifiuti " "Process for the treatment of ashes obtained in waste incineration plants"

La presente invenzione concerne un procedimento di trattamento di ceneri ottenute in impianti di incenerimento di rifiuti. The present invention relates to a process for treating ashes obtained in waste incineration plants.

Sono noti impianti di incenerimento di rifiuti solidi urbani. Tali impianti generalmente comprendono un forno alimentato dai rifiuti, un reattore nel quale i fumi uscenti dal forno e contenenti gas acidi (NOX, HCl, SO2,HF) e metalli volatili vengono trattati con NaHCO3in polvere fine per dar luogo a ceneri, che vengono inviate nella discarica, e fumi che vengono inviati in un successivo elettrofiltro o filtro a manica dal quale si separa un'ulteriore quantità di ceneri. Municipal solid waste incineration plants are known. These plants generally include a furnace fed by the waste, a reactor in which the fumes coming out of the furnace and containing acid gases (NOX, HCl, SO2, HF) and volatile metals are treated with NaHCO3 in fine powder to give rise to ashes, which are sent in the landfill, and fumes that are sent to a subsequent electrofilter or bag filter from which a further quantity of ash is separated.

Poiché tali ceneri comprendono metalli con un carico altamente inquinante e nocivo (piombo, cadmio, zinco, ferro, mercurio, cromo esavalente) lo smaltimento di queste ceneri comporta un notevole onere finanziario per il trattamento che deve essere effettuato in discariche particolari. Since these ashes include metals with a highly polluting and harmful load (lead, cadmium, zinc, iron, mercury, hexavalent chromium), the disposal of these ashes involves a considerable financial burden for the treatment that must be carried out in particular landfills.

Considerando che un carico iniziale di 100 t/g di rifiuti solidi urbani comporta l'ottenimento di circa 4t/g di ceneri inquinanti, si ha un costo per le spese di discarica di circa € 200,00 /ton. Considering that an initial load of 100 t / g of municipal solid waste involves obtaining about 4t / g of polluting ash, there is a cost for landfill costs of about € 200.00 / ton.

Scopo dell'invenzione è di effettuare un trattamento delle ceneri che consenta non solo di abbassare il loro carico nocivo ed inquinante ma allo stesso tempo consenta di ottenere un prodotto utilizzabile industrialmente. The object of the invention is to carry out a treatment of the ashes which allows not only to lower their noxious and polluting load but at the same time allows to obtain a product that can be used industrially.

Tale scopo ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti secondo l'invenzione con un procedimento di trattamento di ceneri ottenute in impianti di incenerimento di rifiuti caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: This object and others that will emerge from the following description are achieved according to the invention with a process for treating ashes obtained in waste incineration plants characterized in that it comprises the following steps:

- miscelazione delle ceneri con acqua per ottenere una torbida nella quale la concentrazione dei sali sodici è non inferiore al 5 %, con mantenimento del pH ad un valore preferibilmente non inferiore a 12, - mixing of the ashes with water to obtain a slurry in which the concentration of sodium salts is not less than 5%, with maintenance of the pH at a value preferably not less than 12,

- trattamento con un idoneo agente atto a ridurre il Cr<6+>a Cr<3+>e con solfuro alcalino a pH basico per ottenere la precipitazione dei metalli presenti in soluzione, - treatment with a suitable agent suitable for reducing Cr <6+> to Cr <3+> and with alkaline sulphide at basic pH to obtain the precipitation of the metals present in solution,

- filtrazione della torbida con ottenimento di una fase solida costituita da una miscela di solfuri ed idrossidi di metalli pesanti da inviare alla discarica, ed una fase liquida contenente cloruro di sodio. - filtration of the slurry with obtaining a solid phase consisting of a mixture of sulphides and hydroxides of heavy metals to be sent to the landfill, and a liquid phase containing sodium chloride.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita nella sua formulazione generale riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo. The present invention is further clarified hereinafter in its general formulation given purely by way of non-limiting example.

Il procedimento di trattamento secondo l'invenzione prevede che le ceneri, in uscita dall'impianto di incenerimento dei rifiuti solidi urbani, vengano inviate ad un reattore, munito di agitatore, nel quale vengono miscelate a temperatura ambiente con acqua in un rapporto ponderale da 1:0,9 a 1:4 per ottenere una torbida nella quale la concentrazione dei sali sodici è non inferiore al 5% The treatment process according to the invention provides that the ashes, leaving the municipal solid waste incineration plant, are sent to a reactor, equipped with an agitator, in which they are mixed at room temperature with water in a weight ratio of 1 : 0.9 to 1: 4 to obtain a slurry in which the concentration of sodium salts is not less than 5%

In questa fase una sonda controlla che il pH sia mantenuto ad un valore altamente basico, preferibilmente non inferiore a 12. Il tempo di miscelazione è di circa da 3 min a 4 ore a seconda della concentrazione dei sali sodici. In this phase a probe checks that the pH is kept at a highly basic value, preferably not lower than 12. The mixing time is approximately from 3 min to 4 hours depending on the concentration of the sodium salts.

Al termine della fase di miscelazione la fase liquida contenuta nella torbida ottenuta viene sottoposta ad un primo trattamento con un agente riducente (idrosolfito di sodio, bisolfito di sodio, solfato ferroso) che provoca la riduzione del Cr<6+>a Cr<3+>, e un successivo trattamento con un solfuro di sodio a pH basico con conseguente precipitazione dei metalli pesanti presenti nella fase liquida. At the end of the mixing phase, the liquid phase contained in the obtained slurry is subjected to a first treatment with a reducing agent (sodium hydrosulfite, sodium bisulphite, ferrous sulphate) which causes the reduction of Cr <6+> to Cr <3+ >, and a subsequent treatment with a sodium sulphide at basic pH with consequent precipitation of the heavy metals present in the liquid phase.

Al termine di questo trattamento la torbida viene sottoposta ad un trattamento di filtrazione in continuo per dare una fase solida (costituita da una miscela di solfuri ed idrossidi di metalli pesanti) che viene inviata a discarica, ed una fase liquida contenente cloruro di sodio avente pH 12 - 12,5. At the end of this treatment, the slurry is subjected to a continuous filtration treatment to give a solid phase (consisting of a mixture of sulphides and heavy metal hydroxides) which is sent to landfill, and a liquid phase containing sodium chloride having pH 12 - 12.5.

La fase liquida viene qui trattata con anidride carbonica gassosa e ammoniaca gassosa per la conversione dei sali sodici in bicarbonato di sodio, cloruro e solfato di ammonio e carbonato ammonico. The liquid phase is here treated with gaseous carbon dioxide and gaseous ammonia for the conversion of sodium salts into sodium bicarbonate, ammonium chloride and sulphate and ammonium carbonate.

Da questa soluzione viene filtrato e/o centrifugato il bicarbonato di sodio prodotto dalla reazione che viene successivamente asciugato e riciclato nell'impianto di depurazione fumi. The sodium bicarbonate produced by the reaction is filtered and / or centrifuged from this solution, which is subsequently dried and recycled in the fume purification plant.

In questo modo viene consentito il recupero pressoché totale del bicarbonato che era stato utilizzato per la neutralizzazione dei fumi acidi provenienti dall'incenerimento dei rifiuti. In this way the almost total recovery of the bicarbonate that was used for the neutralization of the acid fumes coming from the waste incineration is allowed.

La soluzione acquosa proveniente dalla filtrazione e/o centrifigato del bicarbonato di sodio viene inoltre trattata in un idoneo impianto con ossido di calcio per recuperare l'ammoniaca utilizzata per la conversione dei sali sodici in bicarbonato di sodio. The aqueous solution coming from the filtration and / or centrifigation of sodium bicarbonate is also treated in a suitable system with calcium oxide to recover the ammonia used for the conversion of sodium salts into sodium bicarbonate.

Dalle acque trattate con il latte di calce si ottiene come sotto prodotto una soluzione di cloruro di calcio che, dopo concentrazione, può essere riutilizzata e venduta, ad esempio ai Comuni per il lo scioglimento della neve e del ghiaccio nei periodi invernali. From the water treated with lime milk, a calcium chloride solution is obtained as a by-product which, after concentration, can be reused and sold, for example to municipalities for melting snow and ice in the winter.

Inoltre il procedimento secondo l'invenzione presenta l’ulteriore vantaggio che l'anidride carbonica, utilizzata nel processo di carbonatazione, viene prelevata dagli stessi fumi prodotti dall'inceneritore e che quindi venga ridotto lo scarico di gas serra nell'atmosfera. Furthermore, the process according to the invention has the further advantage that the carbon dioxide, used in the carbonation process, is taken from the same fumes produced by the incinerator and therefore the release of greenhouse gases into the atmosphere is reduced.

In una variante realizzativa il procedimento prevede di mescolare le ceneri con acqua e di effettuare una filtrazione per ottenere una prima fase solida da inviare alla discarica. La fase liquida viene quindi sottoposta a trattamento con i reagenti chimici nel modo sopra descritto. In a variant embodiment, the process provides for mixing the ashes with water and carrying out a filtration to obtain a first solid phase to be sent to the landfill. The liquid phase is then subjected to treatment with the chemical reagents in the manner described above.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in una sua preferita formulazione generale, ma si intende che varianti esecutive potranno ad essa in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale. The present invention has been illustrated and described in a preferred general formulation thereof, but it is understood that executive variations may be applied to it in practice, without however departing from the scope of protection of the present patent for industrial invention.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Treatment process of ashes obtained in waste incineration plants characterized by the fact of including the following phases: - mixing of the ashes with water to obtain a slurry in which the concentration of sodium salts is not less than 5%, with maintenance of the pH at a value preferably not less than 12, - treatment with a suitable agent suitable for reducing Cr <6+> to Cr <3+> and with alkaline sulphide at basic pH to obtain the precipitation of the metals present in solution, - filtration of the slurry with obtaining a solid phase consisting of a mixture of sulphides and hydroxides of heavy metals to be sent to the landfill, and a liquid phase containing sodium chloride.

2. Process according to claim 1 characterized in that before carrying out the treatment with the reducing agent and with the alkaline sulphide, a filtration step is carried out to separate a solid phase, to be sent to the landfill, from the liquid phase.

3. Process according to claim 1 characterized in that the mixing of the ashes with water is carried out in a weight ratio between 1: 0.9 and 1: 4.

4. Process according to claim 1 characterized in that the mixing time is comprised between 3 min and 4 hours.

5. Process according to claim 1 characterized in that the mixing is carried out at room temperature.

6. Process according to claim 1 characterized in that the filtration treatment is carried out continuously.

7. Process according to claim 1, characterized in that sodium hydrosulfite is used as reducing agent.

8. Process according to claim 1, characterized in that sodium bisulfite is used as reducing agent.

9. Process according to claim 1, characterized in that ferrous sulphate is used as reducing agent.

10. Process according to claim 1 characterized in that the precipitation of the metals present in solution is carried out with sodium sulphide.

11. Process according to claim 1 characterized in that the filtered liquid phase containing sodium salts is treated with carbon dioxide and ammonia to obtain sodium bicarbonate, ammonium chloride and sulphate and ammonium carbonate.

12. Process according to claim 11 characterized in that the sodium bicarbonate is filtered and / or centrifuged.

13. Process according to claim 12 characterized in that the filtered liquid solution is treated with quicklime or sodium hydroxide in order to obtain recovered ammonia.

14. Process according to claim 13 characterized in that the concentration of the mother liquors containing calcium chloride is carried out.

15. Process according to claim 11 characterized in that the sodium bicarbonate obtained is reused in the flue gas purification plant.

16. Process for treating ashes obtained in waste incineration plants according to claims 1 to 15 and substantially as described.