生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰處置方法

垃圾發(fā)電網(wǎng)訊:摘要：隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快，生活垃圾產(chǎn)生量也在增加，原有的垃圾填埋導致土地資源越來越緊缺，作為生活垃圾處理的另一主要途徑——焚燒發(fā)電技術(shù)得到了較大的發(fā)展。該技術(shù)不僅能變廢為寶，將生活垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮埽艽龠M生活垃圾減量化，有效解決了“垃圾圍城”現(xiàn)象，緩解了土地資源壓力。但焚燒過程中會產(chǎn)生含有二噁英、重金屬等有害物質(zhì)的飛灰，若飛灰處置不當則會對周邊環(huán)境造成危害。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；焚燒；飛灰

1城市垃圾焚燒帶來的污染

1.1煙塵污染

在城市垃圾中，生活廚余垃圾占據(jù)的整體比重相對較大。通過對此類垃圾進行分析后可以發(fā)現(xiàn)，廚余垃圾中的含水量非常高。另外，生活垃圾中還帶有紙、塑料、金屬等制品，此類制品在焚燒過程中將會出現(xiàn)大量有害煙塵，從而對大氣環(huán)境造成嚴重污染，因此此類垃圾焚燒與環(huán)境保護理念之間存在落差。

1.2氣味污染

生活垃圾在集中儲存以及焚燒過程中，垃圾成分非常復雜，所以往往會出現(xiàn)非常濃重的異味，這一類異味的主要來源便是垃圾中有機物腐爛以及焚燒期間出現(xiàn)的氣體。垃圾中的主要有機物為蛋白質(zhì)、多糖等，此類物質(zhì)在細菌、微生物的影響下將會出現(xiàn)有氧以及無氧反應，通過腐爛、發(fā)酵完成分解時往往會帶有強烈刺鼻氣味，對空氣質(zhì)量帶來污染。而且由于城市垃圾中本身便具有大量病菌，這一類微生物還會混合到經(jīng)過污染的空氣中，對人類的身體健康留下隱患。

1.3有害氣體物質(zhì)

在垃圾焚燒發(fā)電時，往往會出現(xiàn)氣態(tài)二噁英，該物質(zhì)具有非常強烈的毒性。二噁英本身并不是一種單一物質(zhì)，而是由多種物質(zhì)混合形成后的一種物質(zhì)統(tǒng)稱，因此二噁英將會對環(huán)境帶來非常大的影響。部分二噁英其毒性甚至能夠達到氰化鉀的一千倍。因此如果想要確保垃圾焚燒發(fā)電得以順利開展，就需要對二噁英進行有效控制，避免二噁英一類有害氣體出現(xiàn)擴散的情況，為人們的生存環(huán)境帶來影響。

1.4滲濾液

垃圾通常都并不是由一種單一物質(zhì)形成的，通過多種物質(zhì)堆積成的垃圾在堆放、儲存過程中將會出現(xiàn)非常多的滲濾液。此類滲濾液中的各種物質(zhì)成分特別復雜，而且因為其濃度相對較高，所以當滲濾液進入地下水、土壤之后，就會通過滲透導致環(huán)境污染的進一步加劇，對大自然中原本的生態(tài)平衡帶來影響。

1.5爐渣、飛灰以及其他污染物

通常情況下，在垃圾焚燒發(fā)電期間，很多環(huán)節(jié)都會存在產(chǎn)生爐渣、飛灰的情況，此類污染物往往會對環(huán)境帶來非常大的負擔，如果沒有對齊專門采取針對性處理措施，還有可能導致二次污染情況的發(fā)生。除此之外，在垃圾焚燒發(fā)電過程中，還會出現(xiàn)氟化氫、二氧化硫等各種酸性氣體與其他重金屬污染物，這部分物質(zhì)將會對大氣以及土壤帶來污染，例如酸性氣體的過量排放就有可能導致酸雨情況的出現(xiàn)。

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，我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐主要有兩種，分別為機械爐排爐和循環(huán)流化床。機械爐排爐飛灰產(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%。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，全國2020年生活垃圾焚燒總量約為1.7億噸，飛灰產(chǎn)生量約為510萬噸。隨著國內(nèi)生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來越多的處置技術(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：

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，再將固化的飛灰進行填埋。通過對飛灰固化后12種重金屬浸出檢測，基本能滿足國家《生活垃圾填埋場控制標準》對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，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，同時穩(wěn)定化填埋形成的絮凝沉淀物的穩(wěn)定性仍需進一步探索。

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1400℃，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)過冷卻則會形成致密穩(wěn)定的玻璃體，實現(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，同時還可以作為建材，做到了無害化、減容化、資源化，已受到廣泛關(guān)注。

2.3高溫燒結(jié)技術(shù)

高溫燒結(jié)法是將飛灰與黏土、助熔劑等混合后，在1000～1400℃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。高溫燒結(jié)技術(shù)將飛灰煅燒制成陶粒，減少了資源浪費，實現(xiàn)了危險廢物的無害化、資源化處理。該方法在安全處置飛灰的同時，又制成陶粒產(chǎn)品進行下游生產(chǎn)，減少了因制備陶粒對原料的開采。

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。自國家鼓勵水泥窯協(xié)同處置固體廢物及危險廢物的相關(guān)政策陸續(xù)出臺，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)同處置飛灰項目。

2.5危廢填埋場填埋

危險廢物填埋場填埋是將飛灰用噸袋等容器密閉包裝后，由危險廢物運輸車輛運送至危險廢物填埋場進行填埋處理。該方法是目前飛灰處置最穩(wěn)妥的方法之一。但危廢填埋場的建設和運營費用較生活垃圾填埋場高，生活垃圾焚燒處理廠在經(jīng)濟上難以平衡，同時該方法處置飛灰達不到節(jié)約土地和循環(huán)利用資源目的，故此方法較少應用。

3發(fā)展方向

隨著人們環(huán)境保護意識的增強和科學技術(shù)的進步，未來飛灰的處置應無害化和節(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）國家推進的垃圾分類，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）加強垃圾焚燒爐的研發(fā)，并加強對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)化整個工藝流程，降低飛灰處置費用；（4）加強飛灰資源化技術(shù)研發(fā)，通過高溫熔融、高溫燒結(jié)、水泥窯協(xié)同處置等技術(shù)的應用，大力研發(fā)經(jīng)濟、環(huán)保的新技術(shù)。

4結(jié)語

目前，我國對生活垃圾焚燒飛灰中重金屬的研究集中在傳統(tǒng)的重金屬處理方法，雖然傳統(tǒng)重金屬處理方法應用廣泛，但是對于處理后飛灰資源化問題、浸出液中重金屬處理方法以及不同重金屬浸出條件難統(tǒng)一等問題尚未有解決辦法，且研究規(guī)模以實驗室和小型反應器為主。新型重金屬處理技術(shù)如水熱處理技術(shù)雖然可以大規(guī)模處理飛灰，但是存在能耗高、不經(jīng)濟等問題，很難大規(guī)模投入使用。因此，研究新型有效、經(jīng)濟節(jié)能，適合我國國情的重金屬處理技術(shù)成為未來研究重點。