本发明属于固废处理，具体涉及一种飞灰处理及固废资源化利用的装置系统及方法。
背景技术：
1、目前，垃圾焚烧是生活垃圾处理的主要方式。垃圾焚烧过程中会产生大量的飞灰，飞灰中含有高浓度的氯元素、大量重金属元素和二噁英类物质，属于危险废物。飞灰处理常采用固化填埋的处置方式，这种方式占地面积大，环境风险高，逐渐被禁止，为了确保垃圾焚烧的可持续发展，急需需求飞灰无害化资源化技术。
2、由于飞灰的化学成分组成和建筑材料相类似，现行飞灰的无害化、资源化处理方式主要为烧制水泥、或用作生产建材(如陶粒等)。但是，飞灰中氯盐高达37％以上，主要以nacl、kcl、cacl2等可溶性氯盐的形式存在。飞灰中的无机氯盐会降低其资源化产品的品质，如制备的骨料及免烧砖中氯盐溶出，会降低产品的致密性，影响结构强度，增加重金属溶浸的风险。飞灰生产水泥熟料的过程中氯化物在炉内造成水泥窑的内壁腐蚀甚至堵塞。
3、水洗是一种最为有效、经济的预处理方式，对于垃圾焚烧飞灰的资源化利用有着重要的意义。通过水洗可以大幅降低飞灰中的可溶性氯盐含量。水洗液为一种组分复杂、高盐、高碱废水，不经处理直接排放会造成土壤生物、植物脱水死亡及土壤碱化，目前，其资源化利用的过程一般为经过一系列物理、化学处理，主要保留钠、钾和氯离子，剔除其他阴阳离子，再经过膜浓缩、蒸发回收钠盐和钾盐。但是处理过程中，膜浓缩和多效蒸发技术设备投资和运行成本较高，需要较大的资金投入，而且废热排放和处理过程中可能产生的废气排放对环境造成一定影响，多效蒸发技术的操作相对复杂，需要专业人员进行操作和维护，技术要求较高，得到的残渣成分复杂，纯度不高，增加了后续资源化的难度。
4、例如，cn113105138a公开了垃圾焚烧飞灰水洗脱氯和水洗液蒸发分质结晶的处理方法及系统，将飞灰制浆后进行多级洗脱，然后进行膜处理和蒸发结晶处理，其工艺流程较为复杂，且蒸发结晶的产物纯度低，难以实现工程化应用。cn112275783a公开了一种飞灰脱毒处理方法及设备，将飞灰和沼渣混合，密闭加热搅拌，分离后渣液分别进行排放和热解，过程中未将飞灰中的高盐分进行去除，导致盐分进入到后续的处理处置中，增加了设备的腐蚀及二噁英的生成风险。
5、cn113399433a公开了一种飞灰的处理方法，将飞灰水洗后溶液分离出含氯溶液和含钙残灰，将含氯溶液电解得到碱性溶液，将含钙残灰活化，再与碱性溶液混合用于废物焚烧厂的脱酸塔，实现飞灰的资源化利用。该方法将飞灰处理产物用于焚烧脱酸，但其中的固体组分并未合理利用，后续仍需进行固废处理。
6、与此同时，随着城市化进程的推进，污泥和建筑垃圾的产生量日益增加，将多源固危废协同无害化资源化处置，将成为后续固废资源化的趋势。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种飞灰处理及固废无害资源化利用的装置系统及方法，将垃圾焚烧飞灰进行无害资源化处理，并与多种固废协同资源化利用。
2、为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
3、第一方面，本发明提供一种飞灰处理及固废无害资源化利用的装置系统，所述装置系统包括：洗脱分离单元、脱钙单元、催化电解单元、生物炭制备单元、混合调理单元和陶粒制备单元；
4、所述洗脱分离单元、脱钙单元和催化电解单元依次相连；
5、所述洗脱分离单元、混合调理单元和陶粒制备单元依次相连；
6、所述生物炭制备单元连接到混合调理单元。
7、本发明提供的装置系统将飞灰进行水洗脱盐，去除飞灰中的高含量氯盐，得到的氯盐水洗液脱钙后，采用催化电解制备含氯消毒液，将飞灰中的氯盐资源化利用为消毒液，可用于污水尾水消毒；同时，将城市污泥与农林废弃物转化为生物炭，结合建筑渣土和脱盐的飞灰协同转化为陶粒产品，将多种固废进行了无害转化和资源化利用，提升了陶粒产品质量并解决了多种固废难题。
8、优选地，所述洗脱分离单元包括三级洗脱分离装置，沿装置系统内物质流动方向，依次为第一洗脱分离装置、第二洗脱分离装置和第三洗脱分离装置，所述脱钙单元与第一洗脱分离装置相连。
9、优选地，所述催化电解单元采用纳米涂层电极。
10、催化电解单元采用纳米涂层电极，电极表面的纳米涂层起到催化作用促进电解过程，可以降低电解反应能耗，加快电解反应速率，同时，电解产生高浓度·cl自由基，得到富含氯自由基的含氯消毒液，氯自由基是一种高度活跃的氧化剂，能够破坏微生物细胞膜和核酸，相较于一般次氯酸盐，其活性更高，能够快速消毒，对多种微生物都具有杀菌作用，且消毒后余氯更少，环境友好。
11、优选地，所述生物炭制备单元包括水热脱水装置和热解炭化装置。
12、优选地，所述陶粒制备单元包括依次相连的陈化装置、造粒装置、烘干装置、预热装置、烧制装置、冷却装置和尾气处理装置。
13、优选地，所述尾气处理装置与脱钙单元相连。
14、第二方面，本发明提供一种飞灰处理及固废无害资源化利用的方法，所述方法使用第一方面所述的装置系统，所述方法包括如下步骤：
15、(1)将飞灰进行水洗脱盐，得到水洗液和脱盐飞灰；
16、(2)将步骤(1)所得水洗液与碳酸盐混合进行脱钙，得到碳酸钙产品和脱钙洗脱液；
17、(3)将步骤(2)所得脱钙洗脱液进行催化电解，得到含氯消毒液；
18、(4)将污泥与农林废弃物制备生物炭；
19、(5)将建筑渣土、步骤(1)所得脱盐飞灰和步骤(4)所得生物炭混合制备陶粒；
20、步骤(2)和(3)与步骤(4)和(5)不分先后顺序。
21、优选地，步骤(1)所述水洗脱盐包括三级水洗脱盐，依次为第一水洗、第二水洗、第三水洗，所述第一水洗的水洗液用于步骤(2)，所述第二水洗的水洗液回用于第一水洗，所述第三水洗的水洗液回用于第二水洗。
22、优选地，步骤(1)所述水洗脱盐的液固比为(4-10):1l/kg，例如可以是4:1l/kg、5:1l/kg、6:1l/kg、7:1l/kg、8:1l/kg、9:1l/kg或10:1l/kg，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
23、优选地，步骤(2)所述水洗液中钙离子与碳酸盐中碳酸根的比为1:(0.9-1.1)，例如可以是1:0.9、1:0.95、1:1、1:1.05或1:1.1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
24、优选地，步骤(3)所述催化电解使用纳米涂层电极。
25、优选地，步骤(3)所述催化电解的工作电压为dc 0-30v，例如可以是0.01v、0.1v、0.5v、1v、5v、10v、15v、20v、25v或30v，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
26、优选地，步骤(3)所述催化电解的工作电流为dc 0-3000a，例如可以是0.01a、0.1a、0.5a、1a、50a、100a、500a、1000a、1500a、2000a、2500a或3000a，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
27、优选地，步骤(3)所得含氯消毒液用于污水消毒的添加量为0.1-0.5l/吨，例如可以是0.1l/吨、0.2l/吨、0.3l/吨、0.4l/吨或0.5l/吨，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
28、优选地，步骤(4)所述生物炭的制备方法包括：将污泥进行水热脱水，得到脱水污泥，将脱水污泥与农林废弃物混合进行热解炭化。
29、污泥水热脱水后的水热液可用于补充污水处理过程中的碳源。
30、优选地，所述水热脱水的温度为170-210℃，例如可以是170℃、175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃或210℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
31、优选地，所述水热脱水的时间为1-4h，例如可以是1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
32、优选地，所述脱水污泥与农林废弃物的质量比为(1-4):1，例如可以是1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
33、示例性的，所述农林废弃物包括秸秆、稻壳或木屑的任意一种或至少两种的组合。
34、优选地，所述热解炭化的温度为400-800℃，例如可以是400℃、450℃、500℃、550℃、600℃、650℃、700℃、750℃或800℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
35、优选地，步骤(5)所述混合中，建筑渣土的添加量为混合得到混合物的40-60wt％，例如可以是40wt％、45wt％、50wt％、55wt％或60wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
36、优选地，步骤(5)所述混合中，生物炭的添加量为混合得到混合物的10-30wt％，例如可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
37、优选地，步骤(5)所述混合中，脱盐飞灰的添加量为混合得到混合物的10-30wt％，例如可以是10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或30wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
38、优选地，步骤(5)所述制备陶粒的过程包括：依次进行陈化、造粒、烘干、预热、烧制、冷却和尾气处理。
39、优选地，所述烧制的温度为900-1200℃，例如可以是900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃、1150℃或1200℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
40、优选地，所述制备陶粒后的尾气回用于步骤(2)所述脱钙。
41、将制备陶粒后的尾气中的二氧化碳通入碱液对飞灰水洗液进行协同脱钙，实现减污降碳。
42、相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
43、本发明提供的装置系统及方法将飞灰进行水洗脱盐，去除飞灰中的高含量氯盐，将洗脱液进行电解处置制备含氯消毒液用于污水消毒，并将包括污泥、农林废弃物、建筑渣土及脱盐飞灰的多源固废协同转化为陶粒产品，解决了多种固废的无害化、资源化利用，整个过程不产生二次污染。
1.一种飞灰处理及固废无害资源化利用的装置系统，其特征在于，所述装置系统包括：洗脱分离单元、脱钙单元、催化电解单元、生物炭制备单元、混合调理单元和陶粒制备单元；
2.根据权利要求1所述的装置系统，其特征在于，所述洗脱分离单元包括三级洗脱分离装置，沿装置系统内物质流动方向，依次为第一洗脱分离装置、第二洗脱分离装置和第三洗脱分离装置，所述脱钙单元与第一洗脱分离装置相连。
3.根据权利要求1或2所述的装置系统，其特征在于，所述催化电解单元采用纳米涂层电极；
4.一种飞灰处理及固废无害资源化利用的方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1-3任一项所述的装置系统，所述方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述水洗脱盐包括三级水洗脱盐，依次为第一水洗、第二水洗、第三水洗，所述第一水洗的水洗液用于步骤(2)，所述第二水洗的水洗液回用于第一水洗，所述第三水洗的水洗液回用于第二水洗；
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水洗液中钙离子与碳酸盐中碳酸根的比为1:(0.9-1.1)。
7.根据权利要求4-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)所述催化电解使用纳米涂层电极；
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述生物炭的制备方法包括：将污泥进行水热脱水，得到脱水污泥，将脱水污泥与农林废弃物混合进行热解炭化；
9.根据权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述混合中，建筑渣土的添加量为混合得到混合物的40-60wt％；
10.根据权利要求4-9任一项所述的方法，其特征在于，步骤(5)所述制备陶粒的过程包括：依次进行陈化、造粒、烘干、预热、烧制、冷却和尾气处理；
