垃圾焚燒產(chǎn)生(shēng)的飛灰主要是焚燒過程(chéng)中煙氣的細顆粒物,其中(zhōng)包(bāo)括煙氣(qì)處理的反應產物。飛灰中汙染(rǎn)物主要來自生活垃(lā)圾。現階(jiē)段,將飛灰按照一般工業廢物(wù)管理,進行填埋處(chù)理是現實的選擇。
飛灰的特(tè)征汙(wū)染物並(bìng)不是二惡(è)英,控製二惡英形(xíng)成的有效(xiào)方式是控製垃圾的焚燒過程
有人說二惡英是焚燒飛(fēi)灰的特征汙染物。實際上國內(nèi)外許多研究表明,生活垃圾中本身就含有微量的二惡英。
有研究表明(míng),當垃圾被運往焚燒廠(chǎng)時(shí),二惡英含量就(jiù)已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在(zài)焚燒過程中也會產生二惡英。因此,要采(cǎi)取有效措施消除它(tā),特別是要(yào)消除在焚(fén)燒後期形成的二惡英,並至少應控製在低水平。
要控(kòng)製二惡英形(xíng)成(chéng),其有效方式是控製垃圾的焚燒(shāo)過程。歐洲多(duō)國研究表明,對於達到(dào)歐盟(méng)標準的現代化垃圾焚燒廠,生活垃圾經過焚(fén)燒後,向空氣中二(èr)惡英排(pái)放量隻相當於原有含量的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環境中所有介質排放量為17.63ngTEQ/kg垃圾,相(xiàng)當於原有含量的35.3%,這其中通過飛灰排放的二惡英約占30%,通過爐渣排放的二(èr)惡英約占(zhàn)5%。
這也說明經(jīng)過垃圾焚燒,其中垃圾中原有二惡英(yīng)的64.7%得到分解,因此,通過現代化(huà)的垃圾焚燒處理(lǐ),環境中的二惡英淨含量是下降的。
如果二惡英是飛灰的特征汙染物,那麽(me)將垃圾飛灰通過(guò)水泥窯(yáo)協同處理就可以了。而實際上,目前製約飛灰(huī)進入水泥窯協同處(chù)理的因素不是(shì)二惡英(yīng)而是氯。根據《水泥窯協同處置(zhì)固體廢物環境保護技術規(guī)範》(HJ 662-2013),協同處置企業應根據水泥生產工(gōng)藝特點,控製隨物料入窯的氯(Cl)和氟(fú)(F)元(yuán)素的投加量,以保證水泥(ní)的生產和熟料質量符合國家標準(zhǔn)。入窯物料中氟元素含量不應大(dà)於0.5%,氯元素含量不應大(dà)於0.04%。而飛灰中(zhōng),氯(lǜ)含量可達到2%~8%,因此,利用水泥窯協同處理飛灰往往需要脫除氯。
管理飛灰需要結合現實的環境影響以及處理能力,填埋處理是現階段的選擇
2012年全國城市生活垃圾年(nián)焚燒量(liàng)約為3600萬噸。飛灰產生量至少在180萬噸。由於采用爐排爐,飛灰產生量約為焚燒生活垃圾量的2%~3%,即(jí)焚燒(shāo)1噸(dūn)生活垃圾(jī)產生飛灰量20千克~30千(qiān)克;而采用流化床焚燒爐,飛灰產生(shēng)量約為焚燒生活垃圾量7%~12%(如果超量加煤,這個比例就高(gāo)),即焚燒1噸生活垃圾產生(shēng)飛灰量為(wéi)70千克~120千克。
根據環境保護部(bù)2012年中國環境狀況公報,2012年底,《全國危險廢物(wù)和醫療廢物處置(zhì)設施建設規劃》確定的57個危險廢物集中處置(zhì)設施建設項目中,已基本建成36個,形成危(wēi)險廢物集中處(chù)置能力143萬噸/年。如果將焚燒生活垃圾產生的飛(fēi)灰按照危險(xiǎn)廢物來處置,全國危險廢(fèi)物處置設施的能力全部用來處理生活垃圾飛灰(huī)都(dōu)遠遠不夠。
如果將垃圾焚燒廠飛灰按(àn)照危險廢物處置,99%的生活垃圾焚燒廠將關門,一方麵是因(yīn)為付不起處理費(fèi)用;另一方麵,即使支(zhī)付得起費用,危險廢物的(de)處置能力也無法滿足。而若按照(zhào)一般廢物處置,如固化,進入生活垃圾填埋場,那(nà)麽99%的(de)流化床焚燒爐將關門,焚燒1噸垃圾,流化床焚燒爐產生的(de)飛灰是爐排爐的數倍,高處(chù)理成本也將迫使這些廠關門。
垃圾焚燒產生的飛灰,實(shí)際上可以看成生活垃圾中部分汙染物的濃縮。對飛灰進行填(tián)埋處理是可以接受的選擇。美國(guó)將飛灰與爐渣一起進行單獨(dú)填埋,或在生活垃圾填埋場進行(háng)填埋(mái),其他發達國家和地區(qū)如荷蘭、新加(jiā)坡、台灣等也多采用固化填埋(mái)處理。
垃圾焚燒廠飛灰如何管理,需要結合實際,特別是現實的環境影響以及處理能力。現階段,將生活垃圾焚燒飛灰按照一般工業廢物管理,單獨進行填埋處(chù)理,或在生活垃圾(jī)填埋場設置單獨填埋區進行填埋處理是現實的選擇。
五種垃(lā)圾(jī)焚燒飛灰處理技術分析
清華大學教授聶永豐介紹,垃圾焚燒飛灰處理技術主要有五種(zhǒng):
一是水泥固化—危廢填埋場。優點是水泥固(gù)化技術工藝成熟、係統簡單、易於操作,固化處理費用較低。但(dàn)固化體的an全填埋(mái)處置費用高,重金屬長期(qī)穩定(dìng)性也較差,處理後固化體的強度(dù)偏低。
二是飛(fēi)灰螯合穩定化—衛生填埋。這一技術要求(qiú)焚燒飛灰含水率小於30%;二惡英含量低於3μgTEQ/kg等。在實際操作中,可能會存在一些問(wèn)題,如滿足(zú)要求配比隨飛灰而(ér)變、成本未降低、部分地區(qū)無足夠土地資源。
三是飛灰(huī)熔融處理技術。優(yōu)點是減容率高,一般可減至1/2~1/3(體積);熔渣品(pǐn)質穩定,無(wú)重金屬溶出,可再生利用;可完全分解二惡英及其它有機汙染物。但也存在一些缺點,如(rú)高溫條件下會(huì)產生含有Pb、Zn、Cd等易揮發重金屬的廢氣,需設置後續煙氣處理裝置;工藝(yì)複雜;能源消(xiāo)耗大、處理成本高。
這一技(jì)術日本應用較多,歐洲也有應用,但昂貴的(de)處(chù)理費用和複雜的處理係統大大製約了熔(róng)融固化技術在中國的推廣和應用。
四是飛灰燒結輕骨料處理技術。它可同時實現垃圾焚燒飛灰的無害(hài)化處理(lǐ)與資源化利用,不僅重(chóng)金屬汙染物實現了有效的固(gù)定,二惡英類汙染物得到分解破壞,煆燒產品具備(bèi)了(le)高強型輕骨(gǔ)料的特點,可應(yīng)用於(yú)澆注普通混凝土和鋪設路基墊層。這(zhè)一技(jì)術的處理成本遠低於進入an全填埋場的處置費用,據悉在天津(jīn)已有應用。
五是飛灰水泥窯共處置技術。由於焚燒飛灰可替代原料,以及水泥窯回轉(zhuǎn)窯適宜處理此類的危險廢物,操作工藝易於控製(zhì),汙染物處理幹淨,並(bìng)能實現資源化利(lì)用。國外已有實例,國內技術研究進展快。但飛灰須進行適當的預處理,降低可溶鹽的含量,以滿足水泥生產的要求和避(bì)免(miǎn)重金屬揮發。