• 設為首頁 | 加入收藏

    歡迎來到《中國環境監察》

    當前位置: 首頁 > 環保技術 > 固廢處理

    淺談生活垃圾焚燒發電灰渣處理

    從爐渣和飛灰的組成、性質、資源化利用等方面描述了生活垃圾焚燒發電灰渣處理的工藝和方法,并灰渣處理方法作出了比較,結合當前工廠的實際情況,分析處理優缺點。

    1. 垃圾焚燒灰渣的現狀

    目前,隨著政府對生活垃圾處理減量化、無害化和資源化的加強管理,生活垃圾處理已經成為城市管理和公共服務的重要組成部分,根據中國國情和相關技術,生活垃圾焚燒處理無疑成為目前最好的垃圾處理方式。焚燒灰渣是城市垃圾焚燒過程中一種必然的副產物,如何處理好灰渣,是當前生活垃圾焚燒處理的一大問題。

    垃圾焚燒產生的灰渣包括從焚燒爐的底灰(Bottom Ash,BA),由煙氣凈化產生的空氣污染控制殘渣(Air Pollution Control Residues,APCR)兩種。主要是不可燃的無機物以及部分未燃盡的可燃有機物。根據垃圾組成的不同,灰渣的數量一般為垃圾焚燒前總重量的5%-20%。灰渣特別是飛灰中含有一定量的有害物質,若重金屬未經處理直接排放,將會污染土壤和地下水,對環境造成危害。另一方面,由于灰渣中含有一定數量的鐵、銅、鋅、鉻等重金屬物質,有回收利用價值,故又可作為一種資源開發利用。因此,焚燒灰渣既有它的污染性,又有其資源特性。焚燒灰渣的處理是城市垃圾焚燒工藝的一個必不可少的組成部分。

    2. 爐渣

     2.1  爐渣的組成

    底灰(即爐渣)是灰渣的主要部分,呈黑褐色,大約占灰渣總質量的80%-90%。爐渣含水率10.5%~19.0%,熱灼減率1.4%~3.5%,低熱灼減率反映出其良好的焚燒效果。底灰是由熔渣、玻璃、陶瓷類物質碎片、鐵和其他金屬、及其他一些不可燃物質,以及沒有燃燒完全的有機物所組成的不均勻混合物。大顆粒爐渣(>20mm)以陶瓷/磚塊和鐵為主,兩種物質的質量百分比隨著粒徑的減小而減小;小顆粒爐渣(<20mm)則主要為熔渣和玻璃其含量隨著粒徑的減小而增多,這主要是由于這些物質的物理性質和在爐排中移動時所受的撞擊力不同而造成的。

    因焚燒 1t生活垃圾約產生 200~250kg 爐渣,以日處理量為1200t的重慶同興垃圾焚燒發電廠為例,1年約產生8~11萬t 左右的爐渣。

    2.2  爐渣的分揀工藝

    爐渣中鐵的總含量在5%~8%,目前國內的爐渣分揀主要是分揀爐渣中的鐵。

    爐排中燃盡的爐渣掉落到除渣機中,通過水的降溫,液壓式除渣機將冷卻后的爐渣瀝干后送入皮帶輸送機,在皮帶輸送機的轉換端頭加裝多級除鐵器,利用磁鐵將金屬鐵分揀出來,為進一步提高分揀效果,工廠中一般在爐渣輸送過程中配置振動裝置和破碎裝置,加大分揀力度。

    2.3  爐渣的資源化利用

    2.3.1 爐渣的性質

    爐渣粒徑分布主要集中在 2~ 50mm的范圍內(占61.1%~77.2%),基本符合道路建材(骨料、級配碎石或級配礫石等)的級配要求。爐渣溶解鹽量較低,僅為 0.8%~1.0%,因此爐渣處理處置時因溶解鹽污染地下水的可能性較小。爐渣pH 緩沖能力較強,初始 pH 值(蒸餾水浸出,液固比為5:1)在11.5以上,能有效抑制重金屬的浸出[2]。因此,爐渣是很好的建筑材料,只要管理得當,可以做到環保資源化利用。

    2.3.2 爐渣制免燒磚的優勢

    爐渣制免燒磚可利用垃圾焚燒爐渣作為主要原料,含量80%(包括骨料)以上,變廢為寶,化害為利。免燒磚項目極具市場競爭優勢,國家嚴格限制粘土磚的生產,免燒磚則不用粘土作原料,不需煤炭作為燃料,保護耕地,保護環境。制磚均為機械化生產,生產工藝簡單,易于掌握,各地均可適用。生產免燒磚是物料進入標準模箱后,通過設備下壓和高頻定向震動雙向作用成型,該磚外觀十分規整、制品密實度高,各項技術指標優于粘土燒結磚。目前在所有利用工業廢渣生產建材的技術中,免燒磚項目投資最少,見效最快。

    2.3.3 制磚工藝

    爐渣經分揀后通過輸送系統、配料系統、攪拌系統、布料系統、成型系統、脫模系統、出坯系統、自動疊板系統、液壓系統、電器控制系統等。將爐渣、水泥、石子、石粉以4:15:15:15的比例壓制成型,達到資源化利用的目的。

    3.飛灰

    3.1 飛灰的組成

    飛灰指在煙氣凈化系統和熱回收利用系統(如節熱器、鍋爐等)中收集而得的殘余物,約占灰渣總量的20%左右。飛灰的溶解鹽含量很高(40%一60%,重量計),可浸出重金屬(Cd、Pb、zn和Hg等)的濃度也比底灰要高,并且含有微量有機污染物,因其所含的細顆粒較多,使之持水量高,易凍脹又難壓實。

    由于焚燒飛灰顆粒細小,有較高的表面積,具有較強的吸附性,能形成較大的聚合體,也具有較高的親水性。

    3.2 飛灰的危害

    飛灰吸附了煙氣中大部分的有害物質,主要包括二噁英和重金屬,因此我國環境保護標準規定垃圾焚燒飛灰為危險廢物。

    二噁英(Dioxin),又稱二氧雜芑,是一種無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質,二噁英實際上是二噁英類(Dioxins)一個簡稱,它指的并不是一種單一物質,而是結構和性質都很相似的包含眾多同類物或異構體的兩大類有機化合物。二噁英包括210種化合物,這類物質非常穩定,非常容易在生物體內積累,對人體危害嚴重。

    重金屬,除以氣態形式離開的外(如Hg),其余重金屬均存在于底灰或飛灰中,組成顆粒基體或者吸附于飛灰表面。飛灰中的重金屬源于焚燒過程中生活垃圾中所含的重金屬及其化合物的燃燒和蒸發焚燒。

    3.3 飛灰的處理技術

    目前國內外開發應用于焚燒飛灰無害化和穩定化處理的方法可以歸結為高溫處理、濕式化學處理與固定穩定化3種。此外,還有生物浸出提取、高溫熱分離等方法。

    3.3.1 高溫處理

    高溫處理技術主要包括熔融(玻璃化)、高溫燒結和高溫煅燒三種類型。

    高溫處理可讓飛灰體積縮小約2/3左右,高溫還能讓飛灰中的有機化合物分解。有效的使飛灰得到無害化處理。但是該處理工藝成本較高,目前很難廣泛推廣使用。

    3.3.2 濕式化學處理

    濕式化學處理是利用化學藥劑,通過化學反應使有毒有害的物質轉變為低溶解性及低毒性物質的過程[2]。濕式化學處理主要包括加酸萃取與廢氣中和碳酸化兩種類型

    該方法處理后,浸出量較小,對重金屬具有長期的穩定性,效果較好,但化學藥劑使用量較大,成本較高,廢棄物體積增大,且對二噁英的穩定性較差,故僅少部分使用。

    3.3.3固定穩定化

    固定穩定化主要包括水泥固定、鰲合劑定化、高壓縮固定、再利用固定四種類型。

    由于政府對危險廢棄物監管力度的加大,目前國內飛灰大多采用螯合穩定化,該方法結合了水泥固定和螯合劑定化的優點,在固化過程中加入水泥和螯合劑,有效的防止重金屬和二噁英的浸出,同時也彌補了水泥固定浸出不達標和螯合劑價格昂貴的的缺點。該方法由于其經濟適用,被多個垃圾焚燒廠飛灰處理系統利用,達到了較好的效果。

    3.4 飛灰的資源化利用

    飛灰一般經穩定化處理后,送至填埋場填埋。作為危險廢物,飛灰的綜合利用必須從資源利用和環境影響的角度出發,在目前的研究中,垃圾焚燒飛灰的綜合利用需考慮以下3個因素:(1)適宜性,主要受飛灰的物理化性質的影響,這些性質可能對特定加工過程造成限制;(2)使用性能,只有技術經濟最好的工藝技術才能被廣泛接受;(3)對環境的影響,對無法處理的毒性,應作相應的危險評估,以免在資源化利用的過程中造成二次污染。

    但是飛灰中也包含了多種可以資源化利用的物質,若可以找到適當的方法,飛灰這種目前被視為危險廢棄物的物質,也可能被很好的資源化利用。

    目前的研究中,主要從以下幾個方面研究飛灰的資源化利用:

    ①土工、建筑用材料(水泥產品;混凝土;陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷;路基或堤壩)

    ②肥料和土壤改良劑

    ③吸附物

    ④其他

    目前,在我國大力投資建設垃圾焚燒項目,垃圾焚燒處理越來越普遍的大環境下,爐渣和飛灰的處理和資源化利用也受到了廣大人民群眾的關注,從減量化、無害化和資源化的角度處理爐渣和飛灰,是當前的重要問題,從灰渣的物理、化學性質,分析解決灰渣的處理,有效的資源化利用有很好的現實意義。

    可以直接观看的AV在线观看