周 磊

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院， 安徽 合肥 230051)

垃圾焚燒發(fā)電廠固體廢棄物處理

周 磊

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院， 安徽 合肥 230051)

固體廢棄物；爐渣；飛灰；重金屬

綜合我國(guó)國(guó)情和技術(shù)成熟度，垃圾焚燒發(fā)電是最符合實(shí)際需求的垃圾處理方式，也廣受市場(chǎng)青睞，預(yù)計(jì)未來(lái) 5年內(nèi)將在國(guó)內(nèi)得到加速推廣。國(guó)家十三五城鎮(zhèn)生活垃圾處理規(guī)劃也明確，期間重點(diǎn)城市將實(shí)現(xiàn)原生垃圾“零”填埋，焚燒能力5年增量超過一倍。垃圾焚燒發(fā)電，會(huì)產(chǎn)生氣廢、液廢和固廢，將這些廢棄物進(jìn)行最大化的無(wú)害化處理，是促進(jìn)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵，本文探討垃固體廢棄物的處理。垃圾焚燒發(fā)電廠的固體廢棄物主要包括兩類：爐渣和飛灰，其產(chǎn)生量約為垃圾處理量的17%左右。以日處理垃圾450噸的焚燒發(fā)電廠為例，年處理垃圾能力15萬(wàn)噸，年產(chǎn)生的廢渣2.5萬(wàn)噸，其中爐渣2萬(wàn)噸，飛灰0.5萬(wàn)噸。

1 爐渣

爐渣即垃圾進(jìn)焚燒爐焚燒后排出的渣，通常為不可燃物和可燃物灰分。

焚燒爐排出的爐渣經(jīng)出渣機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)、散播器等排至渣坑，再由渣吊車抓至運(yùn)渣車運(yùn)往填埋場(chǎng)或制磚廠，具體流程見下圖1。

圖1 排爐渣系統(tǒng)工藝流程圖

振動(dòng)輸送帶在振動(dòng)傳送的過程中使?fàn)t渣中的金屬物分離外露，由裝在振動(dòng)輸送帶上方的磁選機(jī)將鐵件吸起送出；收集起來(lái)的廢鐵用金屬打包機(jī)壓縮成方塊，運(yùn)往鋼鐵廠回爐再利用。

爐渣的主要成份是硅、鈣、鋁、鐵、錳、鈉、磷的氧化物以及廢金屬，其中有害物質(zhì)含量低，屬一般固體廢物，可進(jìn)行回收利用。爐渣可用作制磚內(nèi)燃料，作硅酸鹽制品的骨料，用于筑路或作屋面的保溫材料，也可作水泥原料等。

各垃圾焚燒發(fā)電廠應(yīng)對(duì)爐渣進(jìn)行化學(xué)成分檢測(cè)，如果有害物質(zhì)含量超標(biāo)，應(yīng)對(duì)爐渣進(jìn)行特殊處理

2 飛灰

飛灰是指由空氣污染控制設(shè)備中所收集細(xì)微顆粒，一般經(jīng)濾袋除塵器所收集的中和反應(yīng)物（CaCl2、CaSO4）及某些未完全反應(yīng)的堿劑 Ca(OH)2。按《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，飛灰屬危險(xiǎn)廢物，編號(hào)為HW18，應(yīng)運(yùn)至填埋庫(kù)區(qū)進(jìn)行填埋處理或運(yùn)至危險(xiǎn)廢物處置中心處理。

生活垃圾焚燒后在飛灰中含有不少重金屬，如銅Cu、鋅Zn、鉛Pb、鉻Cr、鎳Ni、汞Hg、鎘Cd等，這些金屬都呈陽(yáng)離子，很容易在水中浸出，通過對(duì)爐灰的浸出實(shí)驗(yàn)，飛灰中含有的一種或多種重金屬成份超標(biāo)。另外，飛灰成份還含有二噁 英類化合物和其他有機(jī)化合物的廢活性碳粉，據(jù)報(bào)道，加拿大焚燒爐飛灰中二噁英類化合物含量為319.4ngTEQ/m3。

飛灰中重金屬的危害表現(xiàn)在下幾個(gè)方面：

1. 污染地下水，造成長(zhǎng)期污染并易富集；

2. 長(zhǎng)期殘留土壤中，使土壤富重金屬化；

3. 影響農(nóng)作業(yè)的生長(zhǎng)發(fā)育，重者導(dǎo)致基因突變；

4. 經(jīng)由生物鏈進(jìn)入人體，嚴(yán)重危害人類健康。

2.1 飛灰處理工藝

鑒于飛灰重金屬的危害，垃圾發(fā)電廠的飛灰須經(jīng)特別處理后方能最終處置。

飛灰處理一般叫做穩(wěn)定化或固化處理。穩(wěn)定化處理是指添加一些特種化學(xué)品，使灰中的可溶有害的重金屬被氧化或還原解毒、轉(zhuǎn)化為難于浸出的穩(wěn)定形態(tài)。固化是通過加膠結(jié)固化基材將灰用顆粒包容隔離，形成強(qiáng)度適宜，抗?jié)B性能良好的固化體。

國(guó)內(nèi)在飛灰的固化處理工藝研究剛起步，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)都很少，對(duì)各地不同垃圾飛灰也缺乏分析和比較，所以目前多采用以水泥固化，填埋場(chǎng)作最終處理。

水泥固化的工藝過程如下：飛灰從飛灰出口處（灰?guī)欤┦占妹芊庾孕盾?，運(yùn)至固化處理車間，自卸車把飛灰卸到飛灰卸料坑，經(jīng)斗提機(jī)把飛灰送到飛灰倉(cāng)里，飛灰倉(cāng)下有螺旋輸送機(jī)把飛灰送到二料配料機(jī)，經(jīng)計(jì)量，送到攪拌機(jī)。同時(shí)水泥經(jīng)散裝水泥輸送車用氣力輸送，把水泥送到水泥倉(cāng)，再經(jīng)螺旋輸送機(jī)送到配料機(jī)，以一定的比例，送到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌后的水泥漿經(jīng)壓磚機(jī)壓制成為水泥磚，經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送到固化塊固化曬場(chǎng)，經(jīng)72小時(shí)固化后送到填埋場(chǎng)成垛填埋?；?qū)嚢韬蟮娘w灰漿直接送到附近填埋廠，推平、壓實(shí)。

為了防止飛灰的飛揚(yáng)對(duì)環(huán)境的影響，在飛灰卸料坑上有特制的抽風(fēng)罩，在料倉(cāng)上部都設(shè)有布袋除塵器，房間內(nèi)所有的抽風(fēng)管都裝過濾器或過濾網(wǎng)。

飛灰的固化除水泥處理外，在國(guó)外常選用比較成熟的、新型的有機(jī)高分子固化劑。其基本原理是利用螯合劑高分子長(zhǎng)鏈上的二硫代羧基官能團(tuán)以離子鍵和共價(jià)鍵的形式牢固捕集灰中的重金屬離子，生成一種空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定的高分子螯合物，該螯合物能耐酸、堿及耐環(huán)境應(yīng)變等良好性能。由于飛灰中的成份不一樣，為了提高飛灰中金屬的捕獲率，增加螯合物的穩(wěn)定性，要選擇合適的螯合穩(wěn)定固化劑。用螯合固化和水泥固化二者相比，螯合固化塊的體積小，最終處置填埋場(chǎng)的量也可減少，但螯合劑的價(jià)格比水泥要貴很多，運(yùn)行費(fèi)用高，目前國(guó)內(nèi)實(shí)施起來(lái)難度較大。

2.2 固化塊

固化塊通常做成大塊水泥磚250×250×100mm（用標(biāo)準(zhǔn)的壓制制磚機(jī)），每塊磚的體積為0.0062m3，水泥與飛灰的混合比按3：7，按年產(chǎn)生的飛灰量0.5萬(wàn)噸計(jì)算，年需用水泥量2150t。固化通常在曬場(chǎng)晾曬約72小時(shí)（三天）后風(fēng)干成型。

固化塊的配方要求可根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際數(shù)據(jù)來(lái)決定，如灰渣中的有害物的組成，攪拌的均勻性和流動(dòng)性，固化塊的足夠的強(qiáng)度和良好的耐腐蝕性及抗凍性和抗風(fēng)化能力等。據(jù)有關(guān)測(cè)試一般固化塊能將有害廢物固化在其中，一般其浸出率（浸取第七天）為～1×10-4。42天累積浸出率為1×10-2達(dá)到飽和終點(diǎn)，其浸出的有害重金屬符合國(guó)家環(huán)保局規(guī)定的排放要求。

2.3 填埋場(chǎng)

為了防止對(duì)地下水的污染，爐灰中的重金屬經(jīng)固化后，若被水長(zhǎng)期浸泡也易泄出，從而污染地下水。所以選擇填埋場(chǎng)有如下要求：

（1）選擇一低洼地，這樣四周不用做圍堰。

（2）填埋場(chǎng)容量一般為20年的飛灰固化存放量，約30萬(wàn)立方米的容量。（3）填埋場(chǎng)底部要做防滲層，一般用1.5～2mm高密聚乙烯膜（HDPE）作防滲層，再在其上布置滲水收集管（多孔塑膠管）。

（4）滲水經(jīng)收集管收集到一集水池，集水池體積按3×5×3=45m3。此水經(jīng)化驗(yàn)后，若合格可排到生活下水，若不合格排到污水處理廠或作為飛灰固化添加水用。

3 結(jié)語(yǔ)

目前階段，廢棄物處理方式基本能滿足生產(chǎn)環(huán)境要求，但是環(huán)境保護(hù)是永恒的目標(biāo)，如何在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，減少處理和周轉(zhuǎn)污染，進(jìn)一步做到固廢減量化、無(wú)害化處理，還需要不斷開拓新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新的發(fā)展突破。

《垃圾清潔焚燒發(fā)電技術(shù)》 張衍國(guó) 李清海等編著 中國(guó)水利水電出版社

《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》 CJJ90-2009

《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》 GB 18484-2001

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