垃圾焚燒飛灰無(wú)害化與資源化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

城市生活垃圾焚燒飛灰是垃圾焚燒處理中的主要副產(chǎn)物，因其含有高含量重金屬、二噁英等危害物，已成為垃圾焚燒行業(yè)發(fā)展亟需解決的難題。本文綜述了當(dāng)前垃圾焚燒飛灰傳統(tǒng)無(wú)害化處理工藝及機(jī)理，分析了其資源化趨勢(shì)，并介紹了幾種新型處理方法，為提高垃圾焚燒處理過程中資源化利用的程度提供了參考。

1.引言

近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、城市化進(jìn)程加速。人們生活水平提高的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的城市固體廢棄物。2015年全國(guó)246個(gè)大中城市生活垃圾產(chǎn)生量高達(dá)18,564.0萬(wàn)t，而且仍有不斷增加的趨勢(shì)。面對(duì)日益嚴(yán)峻的垃圾處理問題，傳統(tǒng)的垃圾填埋處理方式，因其負(fù)面作用大已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)目前發(fā)展需要。

與此同時(shí)，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)處理速度快、占地面積小、減量化和無(wú)害化效率高、可回收能源等優(yōu)點(diǎn)便突顯出來(lái)[3]。然而，飛灰作為垃圾焚燒發(fā)電過程中的副產(chǎn)物，含有高含量重金屬及二噁英等各種有害物，若不能得到有效處理，會(huì)對(duì)自然環(huán)境及人體健康造成巨大影響。

國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者積極研究開發(fā)了多種垃圾焚燒飛灰的無(wú)害化及資源化處理方法，其中北京金隅琉璃河水泥公司已建成國(guó)內(nèi)首條飛灰處置示范線，對(duì)飛灰進(jìn)行資源化再利用。歐美等國(guó)在飛灰熔融固化方面進(jìn)展迅速，已經(jīng)基本發(fā)展成工業(yè)應(yīng)用規(guī)模，不僅有多種不同種類的熔融爐，更對(duì)熔渣的后續(xù)處理有充足的應(yīng)用進(jìn)展，形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。本文介紹了傳統(tǒng)的飛灰無(wú)害化及資源化處理工藝，簡(jiǎn)述了幾種新型處理工藝方法，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

2.焚燒飛灰的主要特性及危害

垃圾焚燒飛灰產(chǎn)量與垃圾種類、焚燒條件、焚燒爐型和煙氣處理工藝有關(guān)。一般占被焚燒垃圾量的3%~5%左右[4]。呈深灰或灰白色，顆粒大小不均一，粒徑一般小于300μm，其中以K、Na、Ca的氯化物為主體的可溶性鹽含量為15%~25%，并含有各種重金屬與二噁英等危害物。以浙江省溫州市龍灣區(qū)某垃圾焚燒發(fā)電廠飛灰為例，其主要物質(zhì)及重金屬含量分別見表1與表2。

表1.垃圾焚燒飛灰主要成分/%

表2.垃圾焚燒飛灰中重金屬含量/ppm

焚燒飛灰中的重金屬主要包括Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等元素，重金屬無(wú)法被自然降解，易在生物體內(nèi)遷移累積，并通過食物鏈傳遞最終在人體內(nèi)聚集，對(duì)人體健康產(chǎn)生極大的危害。

二噁英(PCDD/Fs)是多氯代二苯并二噁英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)的總稱，極易吸附在粉塵顆粒上，故飛灰是垃圾焚燒系統(tǒng)中二噁英的主要排放源，通常占總排放量50%以上，最高可達(dá)90%[5][6]。若其經(jīng)皮膚、呼吸道、消化道等途徑進(jìn)入體內(nèi)，可造成免疫力下降、內(nèi)分泌紊亂等問題，是一種嚴(yán)重致癌物。因此，必須對(duì)焚燒飛灰中有害物質(zhì)進(jìn)行無(wú)害化處理。

3.焚燒飛灰無(wú)害化處理技術(shù)現(xiàn)狀

垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處理目的是固定所含的重金屬，破壞或去除二噁英。一般包括水泥及其它介質(zhì)固化技術(shù)、高溫處理技術(shù)和化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)等。

3.1.介質(zhì)固化技術(shù)

3.1.1.水泥固化

水泥固化處理技術(shù)是一種常用于危險(xiǎn)固體廢棄物的處理技術(shù)，也是目前最廉價(jià)、應(yīng)用最廣的焚燒飛灰處理技術(shù)之一。其主要通過將飛灰與水泥混合成型，使飛灰中重金屬以氫氧化物或絡(luò)合物的形式被包裹在經(jīng)水化反應(yīng)生成的硬化水泥塊中，降低焚燒飛灰中有害物質(zhì)的可滲透性，以達(dá)到無(wú)害化的目的。

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