垃圾焚燒發(fā)電飛灰處理現(xiàn)狀及技術(shù)選擇

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:摘要：介紹了垃圾焚燒飛灰的成分、理化特性及現(xiàn)狀，闡述了對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行無害化處理的重要性，結(jié)合垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)的現(xiàn)狀及方法，提出了應(yīng)根據(jù)我國(guó)垃圾焚燒飛灰的實(shí)際情況，慎重選擇適宜的焚燒飛灰熔融處理技術(shù)。

0引言

隨著我國(guó)城市化和人民生活水平的不斷提高，城市垃圾產(chǎn)生量與日俱增，其基本處理方式主要有填埋、焚燒和堆肥。垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)是通過將垃圾放在焚燒爐中燃燒并釋放熱能后，將余熱回收以供熱或發(fā)電;同時(shí)將凈化后的煙氣排出，將少量剩余殘?jiān)懦鎏盥窕蛴糜谄渌猛尽７贌幚砑夹g(shù)處理量大、減容性好、無害化徹底，且有熱能回收作用。因此，對(duì)生活垃圾實(shí)行焚燒處理是無害化、減量化和資源化的有效處理方式。

近年來，隨著我國(guó)垃圾焚燒處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，焚燒飛灰產(chǎn)量巨大，焚燒飛灰處理技術(shù)成為環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。由于垃圾焚燒飛灰中含有較高濃度的二嗯英和重金屬，是危險(xiǎn)固體廢棄物，將其直接填埋會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染，因此需要對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行無害化處理。

1垃圾焚燒飛灰簡(jiǎn)介

垃圾焚燒飛灰是指在垃圾焚燒廠的煙氣凈化系統(tǒng)中收集的殘余物，一般包括除塵器飛灰和吸收塔飛灰，其中含有煙道灰、加入的化學(xué)藥劑及化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物等。垃圾焚燒飛灰作為一種高比表面積物質(zhì)，不僅富集大量的汞、鉛和鎘等有毒重金屬，也富集了大量的二嗯英類物質(zhì)，是一種同時(shí)具有重金屬危害特性和環(huán)境持久性有機(jī)毒性危害特性的雙料危險(xiǎn)廢物，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境具有極大的危害性。

垃圾焚燒飛灰是含水率很低的細(xì)小塵粒，呈淺灰色粉末狀。從理化性質(zhì)看，一般所取灰樣的含水率為10%～23%，熱灼減率為34%～51%。飛灰是由顆粒物、反應(yīng)產(chǎn)物、未反應(yīng)產(chǎn)物和冷凝產(chǎn)物聚集而成的不規(guī)則物體，粒徑大小不均，基本在100m以下，表面粗糙，呈多角質(zhì)狀，孔隙率較高，比表面積較大，其表面易凝結(jié)富集Pb和Cd等易揮發(fā)性金屬。焚燒飛灰的主要化學(xué)成分為：SiO，24.5%;Fe，O，4.01%;A1，O，7.42%;TiO2，0.62%;CaCl2，3.37%IMgO，2.72%;SO3，12.03%;CaO，0.5%;C1，，10.56%。焚燒飛灰中各種重金屬的含量大不相同，其中Zn，Pb，Cu，Cr和Cd等有害物質(zhì)濃度較高，這與焚燒溫度和各種重金屬物質(zhì)的蒸發(fā)點(diǎn)有關(guān)。蒸發(fā)點(diǎn)低于焚燒溫度的重金屬物質(zhì)，受熱后將全部蒸發(fā)而進(jìn)人煙氣。煙氣中的重金屬蒸汽，隨煙氣溫度的降低，凝結(jié)成均勻的小顆粒并附著于煙塵上，最后被煙氣除塵設(shè)備捕集下來，形成焚燒飛灰。飛灰中的水溶態(tài)重金屬含量較少，可浸出的Pb和Zn主要以酸溶態(tài)形式存在。而Cd主要以酸溶態(tài)和離子交換態(tài)形式存在，這說明在酸性條件下，飛灰的重金屬浸出毒性會(huì)大大增加。

2垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)現(xiàn)狀

2.1固化與穩(wěn)定化法

固化與穩(wěn)定化技術(shù)是國(guó)際上處理有毒廢物的主要方法之一，而膠凝材料是目前應(yīng)用最廣、最重要的固化與穩(wěn)定化材料。國(guó)外已經(jīng)開展過以垃圾焚燒飛灰作為水泥混凝土集料或混合材的研究，也報(bào)道了運(yùn)用熱處理技術(shù)把垃圾焚燒飛灰資源化的方法。

2.1.1水泥固化法

固化處理是利用固化劑與垃圾焚燒飛灰混合后形成固化體，從而減少重金屬的溶出。水泥是最常見的危險(xiǎn)廢物固化劑，因此工程中常采用水泥對(duì)焚燒飛灰進(jìn)行固化處理。飛灰被摻入水泥的基質(zhì)中后，在一定的條件下，經(jīng)過一系列的理化作用，減小污物在廢物水泥基質(zhì)體系中的遷移率，如形成溶解性比金屬離子小得多的金屬氧化物等。

此外，還可添加一些輔料以增進(jìn)反應(yīng)過程，最終使粉粒狀物料變成堅(jiān)固的混凝土塊，從而使大量的廢物因固化而穩(wěn)定。對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行穩(wěn)定化處理研究，結(jié)果表明：盡管采用了水洗、粉碎等飛灰前處理工藝，處理后的砌塊仍難以達(dá)到較高強(qiáng)度。另外，由于受氯離子的影響，固化砌塊中的Fe2+，Cu，Zn等離子容易浸出，導(dǎo)致污染物超標(biāo)。

研究表明，垃圾焚燒飛灰可作為輔助材料代替水泥加入混凝土，用這種垃圾焚燒飛灰代替45%水泥時(shí)，其耐壓強(qiáng)度與原來的相當(dāng)。用重金屬及氯化物含量高的焚燒飛灰替代水泥材料時(shí)，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)處理，如水洗或加入添加劑。

研究指出，垃圾焚燒飛灰與礦渣等材料復(fù)合，可改善水泥的后期強(qiáng)度。從強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)看，垃圾焚燒飛灰與其他混合材復(fù)合，在一定程度上改善了單摻垃圾焚燒飛灰導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢的情況。垃圾焚燒飛灰與礦渣或低鈣粉煤灰復(fù)合可改善水泥后期強(qiáng)度，與礦渣復(fù)合后其效果更加顯著。

盡管水泥固化處理焚燒飛灰具有工藝成熟、操作簡(jiǎn)單、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于垃圾焚燒飛灰中含有較高的氯離子，所以采用水泥固化法處理焚燒飛灰時(shí)，必須進(jìn)行前處理，以減少氯離子對(duì)固化后砌塊的機(jī)械性能影響以及后期重金屬離子浸出等問題。這就在很大程度上提高了對(duì)焚燒飛灰處置場(chǎng)所建設(shè)和運(yùn)行的要求，造成成本增加，限制了該方法的應(yīng)用。

2.1.2凝石穩(wěn)定化法

凝石是將具有火山灰活性的固體廢棄物，包括粉煤灰、冶金渣、煤矸石、油頁巖渣、預(yù)處理過的尾礦、黃河砂、城市建筑垃圾以及天然火山灰等硅鋁質(zhì)物料，加入少量或不加水泥熟料，再配入1%～5%的成巖劑，分別磨細(xì)再混勻或一起混磨而成的。凝石是基于仿地成巖原理制備的硅鋁基膠一一凝材料，能夠在許多場(chǎng)合替代水泥。

目前，在中國(guó)已形成幾十條凝石生產(chǎn)線和每年數(shù)百萬噸的生產(chǎn)規(guī)模。凝石技術(shù)體系推廣應(yīng)用的基本模式是：凝石成巖劑由區(qū)域性工廠集中生產(chǎn)，將生產(chǎn)好的凝石成巖劑運(yùn)往凝石膠凝材料工廠，在凝石膠凝材料工廠內(nèi)將1%～5%的凝石成巖劑與上述固體廢棄物磨細(xì)后的微粒一起混磨均勻，加入少量或不加水泥熟料，就可得到凝石膠凝材料。

垃圾焚燒飛灰在凝石成巖劑中的加入量為1%～l0%，這樣其在成巖劑中就得到了l0～100倍的稀釋。成巖劑在凝石膠凝材料中的加入量為1%～5%，這樣垃圾焚燒飛灰在凝石膠凝材料中就得到了200～10000倍的稀釋。該技術(shù)初步研究的結(jié)果表明：凝石對(duì)垃圾焚燒飛灰中重金屬物質(zhì)的處理效果良好。當(dāng)焚燒飛灰的

摻加量為1%～5%時(shí)，凝石中的重金屬得到了有效處理，滲濾結(jié)果均符合固體廢棄物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)，浸出液中的重金屬濃度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城市污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境不會(huì)造成危害。該技術(shù)被認(rèn)為在固體廢棄物資源化利用方面非常有應(yīng)用前景。