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| 垃圾焚燒飛灰處理處置技術分析 |
| （時間:2020-5-12 8:22:38） |
垃圾焚燒飛灰是公認的危險廢物，其處理處置技術的研究已成為環境領域的熱點。分析了國內垃圾焚燒飛灰處置技術特點及資源化應 用情況，指出垃圾焚燒飛灰處理處置存在的障礙和應對措施，以期為垃圾焚燒飛灰無害化處置提供參考。
關鍵詞：垃圾焚燒飛灰；處理技術；無害化；資源化
引言
隨著社會經濟發展和城鎮化進程加快，生活垃圾產生量持續增長，對我國生態環境、社會發展的影響日益加劇。生活垃圾處理技術中，垃圾 焚燒發電技術因其具有減容顯著、減少二次污染的環保優勢以及替代燃煤的資源特點，在我國得以迅速發展。飛灰是垃圾焚燒的必然產物， 富集高浸出濃度的重金屬、可溶鹽和二噁英、呋喃等有機污染物，屬于危險廢物（《國家危險廢物名錄》編號HW18），產量占焚燒垃圾量的 3%～5%。
一、垃圾焚燒飛灰處理處置技術
垃圾焚燒飛灰處理處置技術主要有固化穩定化、水泥窯協同處置、濕法化學處理法和安全填埋法等。由于我國垃圾焚燒飛灰中的氯元素含量 較高，采用上述技術直接進行處理，不僅會影響重金屬的固化效果，還可能腐蝕水泥窯設備，降低水泥產品的性能，因此在垃圾焚燒飛灰處 理處置前必須進行預處理。
通常采用水洗和酸洗等方式脫除垃圾焚燒飛灰中高含量的氯元素及可溶性鹽。通過預處理，可明顯縮短固化體的凝結時間，提高固化體的抗 壓強度，降低固化體系的膨脹率，提高飛灰固化穩定化效果。
經研究表明，對比了水、磷酸和硫酸對焚燒飛灰的預處理效果，結果顯示可將原灰中氯元素含量由7.41%分別降至0.46%、0.76%和0.64%。由 此可見，水洗預處理效果優于酸洗，而且水洗過程中能降低飛灰中鈣質的流失，避免引入大量的P和S等雜質元素。研究還發現，水洗過程中 的最佳液固比為10:1，水洗時間為10min。
然而，水洗預處理在除氯的同時會脫除垃圾焚燒飛灰中部分可溶性重金屬，因此水洗液中含有較高濃度的可溶性氯鹽和重金屬離子，直接排 放會污染環境。通常需要先對水洗液進行沉淀處理以去除超標重金屬，然后利用結晶的方式對水洗液中高含量的氯化物進行回收利用。
1.1固化/穩定化處理技術
常用的固化穩定化技術包含水泥固化、熔融固化和化學藥劑穩定化技術。
水泥固化因具有成本低廉、工藝簡單、固化產物強度高等優點而被廣泛采用，該技術將垃圾焚燒飛灰和水泥按一定比例混合，加入適量的水 ，經水化反應后形成堅固的水泥固化體。其原理是通過吸附、沉降、離子交換、鈍化等方式，使重金屬離子以氫氧化物或絡合物的形式固化 于水泥水化產物中，從而降低飛灰中有害成分的可滲透性，達到穩定化、無害化處理的目的。
熔融固化技術是指將飛灰和細小的玻璃質混合，在高溫條件下使飛灰中的有機物燃燒氣化，無機物熔融成玻璃質固化體。熔融固化后，重金 屬能夠穩定固化于玻璃體Si、O網狀結構內。因熔融技術具有能耗大、成本高等特點，制約了在國內的推廣和應用。
化學藥劑穩定化是利用化學藥劑通過化學反應將重金屬離子轉變為低溶解性、低遷移性及低毒性的沉淀物或穩定的絡合物，具有添加量小、 固化效果好、長期穩定性能高等優點，因飛灰成分波動大，目前仍難以開發具有普適性的穩定劑。
常用的固化穩定化技術的特點如下表。
近年來，除采用水泥固化、熔融固化、化學藥劑穩定化等傳統方式處置生活垃圾焚燒飛灰外，部分先進企業在資源化利用方面進行了大量嘗 試。
1.2水泥窯協同處置技術
水泥窯協同處置是將垃圾焚燒飛灰在窯爐中煅燒，從而將有害的重金屬固化在水泥熟料中。該方法運行成本低、沒有灰渣二次處理而引起的 污染問題、可徹底消除二噁英等有機物污染，實現了飛灰減量化、無害化和資源化處理。此外，由于飛灰部分替代石灰石可降低煅
燒過程的消耗，減少了CO的排放。
由于我國飛灰中的氯元素含量較高，因此進窯協同處置前一般需要進行脫氯處理，而且在水泥窯協同處置垃圾焚燒飛灰的過程中，易揮發的 重金屬及化合物會進入煙氣中，需對其進行檢測和控制，防止對大氣造成污染。
1.3高溫熔融技術和水熱處理技術
高溫熔融技術在實現重金屬固化的同時可借助高溫徹底消除二英等有機物，其原理是利用高溫熔爐、微波爐或等離子體設備等制造的高溫環 境使飛灰熔融，然后降溫凝固，借助形成的惰性熔渣固化體將重金屬固化。高溫熔融處理過程中向飛灰中添加玻璃質粉料，通過淬火形成玻 璃態的Si-O網狀結構，可進一步提高重金屬固化體的力學性能和抗環境侵蝕能力。當SiO添加量為30%~40%時，通過控制升溫速率可使固化體 的抗壓強度達到360±100MPa。此外，通過添加一定比例的石英砂、黏土等原料并控制熔融溫度和工藝，可生產泡沫陶瓷、陶粒、磚塊等材 料，實現飛灰的資源化利用。但是，熱處理技術需要高溫，具有高成本投入、高資金運行的特點，而且熔融過程中存在重金屬再次揮發進入 煙氣的現象。
水熱處理技術是一項新興技術，是指在堿性環境下，向飛灰中添加一定量的硅源、鋁源，在一定溫度、壓力下發生晶化形成沸石等礦物相， 利用礦物相對重金屬的離子交換、吸附、沉淀等物理化學作用實現飛灰的無害化處理。
“以廢制廢”技術是飛灰處理處置技術發展的一個新趨勢。將工業生產中產生的廢水、廢氣、固體廢物等與垃圾焚燒飛灰協同處理，可同時 實現無害化，達到雙贏的目的。
二、垃圾焚燒飛灰安全處理處置障礙分析
（1）飛灰處理路線尚不明確。
（2）飛灰成分復雜，波動較大，給處置標準執行和環境監管帶來較大困難。
（3）飛灰處理成本高昂，導致飛灰處理處置設施建設和運行資金欠缺。
三、垃圾焚燒飛灰處理處置發展分析
深入推行生活垃圾分類，控制垃圾焚燒飛灰產生量。在政府、企業和居民各個層面大力推行垃圾分類和資源化回收利用，建立生活垃圾分類 投放、回收、運輸、處理相銜接的全過程管理體系，促進生活垃圾回收與再生資源回收網絡銜接，從源頭減少生活垃圾焚燒總量，降低垃圾 焚燒飛灰產生量，最大化實現飛灰的源頭減量和資源化利用。
建立垃圾焚燒飛灰處置激勵/補貼機制，促進良好的市場機制形成。建議重新核定垃圾焚燒處理補償標準，考慮飛灰處理成本，將補償標準 與飛灰規范化處理量掛鉤，保證垃圾焚燒補貼用到實處，監督垃圾焚燒廠對飛灰的規范化管理。同時，對有效處置垃圾焚燒飛灰的企業給予 稅收優惠或補貼，引導社會資金參與飛灰處理處置的建設或運營。
加強垃圾焚燒飛灰安全處置管理監督力度，提升處置企業運營管理水平。在垃圾焚燒項目立項及招投標階段，避免脫離實際的低價中標，致 使飛灰安全處置設施配套缺少必要的經濟基礎；加強對垃圾焚燒發電廠煙氣凈化設施運營情況、飛灰處置情況的監管，對達到豁免條件的飛 灰，嚴格監測其是否符合生活垃圾填埋場標準或水泥窯協同處置標準；組織開展相關考核性評價，強化政府監管，提升處置企業運營管理水 平。
加強技術創新，研發最佳可行技術。將生活垃圾處理技術納入國家相關科技研發計劃，加強對垃圾資源化利用、二噁英控制、垃圾焚燒飛灰 安全處置等關鍵技術的研發。通過技術創新、示范和推廣應用，形成我國生活垃圾焚燒飛灰處置的可行技術路線。
四、結束語
目前，飛灰處置技術呈現多樣化的發展趨勢，其中固化穩定化技術較為成熟，水泥窯協同處置技術正在普及，高溫熔融技術等的研究動態不 斷更新，“以廢制廢”處理垃圾焚燒飛灰等新的發展方向也不斷涌現，而且各種技術分別具有不同的優缺點。在實際工程生產中，應根據當 地飛灰的特點和實際情況，充分考慮經濟性、可行性和環境友好性等多方面的因素來確定垃圾焚燒飛灰的處理處置方案。
參考文獻
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[2]垃圾焚燒飛灰旋風爐高溫熔融處理技術[J].別如山.電站系統工程.2010(04)
[3]城市生活垃圾焚燒飛灰的固化/穩定化處理技術[J].董紹兵.廣西輕工業.2009(09)
[4]垃圾焚燒飛灰的處理技術現狀[J].張玉燕,倪文,李德忠,謝婷婷,延黎.工業安全與環保.2009(01)
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