生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰處置方法

洪仁華，戚飛鴻

（江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司，江蘇 南京 210009）

1 生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰簡(jiǎn)介

生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰是指在生活垃圾焚燒發(fā)電過程中， 被煙氣凈化系統(tǒng)捕集到的灰塵以及煙囪底部沉降的底灰[1-2]。 飛灰中含有二噁英和重金屬等有毒有害物質(zhì)，其中二噁英為劇毒物質(zhì)，具有極強(qiáng)的致癌性。 而飛灰中的重金屬及其化合物，會(huì)引起人體重金屬慢性中毒， 嚴(yán)重危害環(huán)境及周邊人體健康[3]。

2 生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰處理方法

根據(jù)垃圾焚燒原理， 我國(guó)生活垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐主要有兩種， 分別為機(jī)械爐排爐和循環(huán)流化床。 機(jī)械爐排爐飛灰產(chǎn)生量約為焚燒垃圾總量的3%左右, 循環(huán)流化床由于在焚燒過程中添加煤粉等助燃物, 飛灰產(chǎn)生量約為焚燒垃圾量的10%[4]。 根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),全國(guó)2020 年生活垃圾焚燒總量約為1.7 億噸,飛灰產(chǎn)生量約為510 萬(wàn)噸。

隨著國(guó)內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的處置技術(shù)被研發(fā)推廣，目前飛灰處理行業(yè)主要有以下幾種處理方法[5-7]：

2.1 穩(wěn)定化填埋

穩(wěn)定化填埋是指通過添加穩(wěn)定劑完成飛灰的穩(wěn)定固化，再將固化的飛灰進(jìn)行填埋。 通過對(duì)飛灰固化后12 種重金屬浸出檢測(cè)，基本能滿足國(guó)家《生活垃圾填埋場(chǎng)控制標(biāo)準(zhǔn)》 對(duì)重金屬浸出濃度的要求。其原理是通過穩(wěn)定劑中具有配位能力的硫酰胺類共聚物與過渡態(tài)重金屬離子（或化合物）發(fā)生螯合沉淀反應(yīng)，使過渡態(tài)重金屬離子被穩(wěn)定在絮凝沉淀物中。 目前，全國(guó)約80%的飛灰采用穩(wěn)定化填埋技術(shù)處理。 該技術(shù)雖然解決了飛灰處理問題，但是占用土地資源，同時(shí)穩(wěn)定化填埋形成的絮凝沉淀物的穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步探索。

2.2 高溫熔融技術(shù)

飛灰高溫熔融是指在燃料爐內(nèi)將飛灰加熱到1 400 ℃，將飛灰熔融，熔融后的飛灰將晶體聚集重排并熔解結(jié)晶，再經(jīng)過冷卻則會(huì)形成致密穩(wěn)定的玻璃體，實(shí)現(xiàn)飛灰的解毒處理，形成的玻璃體可作為建筑材料。 該方法既解決了飛灰污染環(huán)境、危害人體健康的問題，同時(shí)還可以作為建材，做到了無(wú)害化、減容化、資源化，已受到廣泛關(guān)注。

2.3 高溫?zé)Y(jié)技術(shù)

高溫?zé)Y(jié)法是將飛灰與黏土、 助熔劑等混合后， 在1 000～1 400 ℃高溫下煅燒使其部分熔融，冷卻后形成燒結(jié)體產(chǎn)物。 飛灰中揮發(fā)性重金屬、可溶鹽等物質(zhì)經(jīng)過高溫煅燒濃縮，在急冷降溫過程中凝結(jié)形成濃縮鹽灰，通過酸洗結(jié)晶工藝回收重金屬和可溶鹽，作為有色金屬冶煉原料及工業(yè)鹽產(chǎn)品對(duì)外出售；不易揮發(fā)的重金屬在高溫煅燒過程中通過硅酸鹽反應(yīng)固化在產(chǎn)品礦物晶格中，最終使建材基材的重金屬含量和浸出量雙降低。

高溫?zé)Y(jié)技術(shù)將飛灰煅燒制成陶粒，減少了資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了危險(xiǎn)廢物的無(wú)害化、資源化處理。該方法在安全處置飛灰的同時(shí)，又制成陶粒產(chǎn)品進(jìn)行下游生產(chǎn)，減少了因制備陶粒對(duì)原料的開采。

2.4 水泥窯協(xié)同處置技術(shù)

飛灰與石灰石的主要成分相似， 可替代燒制水泥熟料。 水泥窯協(xié)同處置技術(shù)是將飛灰作為水泥原料，徹底分解二噁英，將重金屬固化在水泥熟料中[8]。飛灰中的鹽分隨溫度降低逐漸轉(zhuǎn)化為固態(tài)， 在氣液固相間不斷轉(zhuǎn)化，容易造成結(jié)皮堵塞。目前在飛灰入窯前用水洗，能有效抑制結(jié)皮堵塞。

自國(guó)家鼓勵(lì)水泥窯協(xié)同處置固體廢物及危險(xiǎn)廢物的相關(guān)政策陸續(xù)出臺(tái)，水泥窯協(xié)同處置飛灰技術(shù)的關(guān)注度急劇增加，各省水泥廠也陸續(xù)開展水泥窯協(xié)同處置飛灰項(xiàng)目。

2.5 危廢填埋場(chǎng)填埋

危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)填埋是將飛灰用噸袋等容器密閉包裝后，由危險(xiǎn)廢物運(yùn)輸車輛運(yùn)送至危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理[9-10]。 該方法是目前飛灰處置最穩(wěn)妥的方法之一。但危廢填埋場(chǎng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較生活垃圾填埋場(chǎng)高，生活垃圾焚燒處理廠在經(jīng)濟(jì)上難以平衡，同時(shí)該方法處置飛灰達(dá)不到節(jié)約土地和循環(huán)利用資源目的，故此方法較少應(yīng)用。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，未來(lái)飛灰的處置應(yīng)無(wú)害化和節(jié)約化，盡可能少地占用土地等資源。結(jié)合飛灰處置行業(yè)的客觀情況，飛灰處置發(fā)展方向有：①國(guó)家推進(jìn)的垃圾分類，可以有效減少飛灰中的重金屬等有害物質(zhì)，從源頭減少飛灰的危害；②加強(qiáng)垃圾焚燒爐的研發(fā)，并加強(qiáng)對(duì)入爐焚燒垃圾的控制，減少飛灰產(chǎn)生量；③提升水泥窯協(xié)同處置的能力，從水洗段開始優(yōu)化整個(gè)工藝流程，降低飛灰處置費(fèi)用；④加強(qiáng)飛灰資源化技術(shù)研發(fā)，通過高溫熔融、高溫?zé)Y(jié)、水泥窯協(xié)同處置等技術(shù)的應(yīng)用，大力研發(fā)經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的新技術(shù)。