垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰主要(yào)是焚燒(shāo)過程中煙氣的細顆(kē)粒物,其(qí)中包括煙氣處理的反應產物。飛灰中汙染物主要來自(zì)生活垃圾。現階段,將飛灰按照一般工業廢物(wù)管理,進行填埋處理是現實的選(xuǎn)擇(zé)。
飛灰的特征汙染物並(bìng)不是二惡英,控製二惡英(yīng)形成的有效方式是控製垃圾的焚燒過程
有人說二惡(è)英是焚燒飛灰的特(tè)征汙染物。實(shí)際上國內外許多研究表明,生活垃圾中本(běn)身就(jiù)含有微量的二惡英。
有研究表明,當垃圾被運往焚燒廠時,二惡英含量(liàng)就(jiù)已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚燒(shāo)過程中也會產生二惡英。因此,要采取有效(xiào)措施消除它,特別是要消除在焚燒後期形成(chéng)的二惡英,並至少應控(kòng)製在低水平。
要(yào)控製二惡英形成,其有效方式是控製(zhì)垃圾的焚燒過程。歐洲多國研究表明,對於達到歐盟標準的(de)現代化垃圾焚燒廠,生活垃圾經過焚燒後,向空氣中二(èr)惡英排放量(liàng)隻相當(dāng)於原有含量的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環境中所有介質(zhì)排放量為(wéi)17.63ngTEQ/kg垃圾(jī),相當於原有(yǒu)含量的35.3%,這其中通過飛灰(huī)排放的二惡英約占30%,通過爐渣排放的二惡(è)英約占(zhàn)5%。
這也說明經過垃圾焚燒,其中(zhōng)垃圾中原有二惡英的64.7%得到分(fèn)解,因此,通過(guò)現代化的垃圾焚燒處(chù)理,環境中的二惡英淨含量是下降的。
如果二惡英是飛(fēi)灰的特征汙染物,那麽將垃圾飛灰通(tōng)過水泥窯協同處理就可以了。而實際上(shàng),目前製約飛灰進入水(shuǐ)泥窯協同處(chù)理的因(yīn)素不是二惡英而是氯。根據《水泥窯協同處置固體廢物環境(jìng)保護技術規範》(HJ 662-2013),協同處置企(qǐ)業應根據水泥生產工藝特點,控製隨(suí)物(wù)料入窯的氯(lǜ)(Cl)和氟(F)元(yuán)素的投加量,以保證水泥的生產和熟料質量符合國家標準。入窯(yáo)物料中氟元素含量(liàng)不應大於0.5%,氯元素含量不應大於0.04%。而飛(fēi)灰中,氯含量可達到2%~8%,因此,利用水泥窯協同處理飛灰往往需(xū)要脫除(chú)氯(lǜ)。
管理飛灰需要結合現實的(de)環境影響以及處理能力,填(tián)埋處(chù)理是現階段的選擇
2012年全國城市(shì)生活垃(lā)圾年焚燒量約為(wéi)3600萬噸。飛灰產生量至少在180萬(wàn)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1噸生活垃圾產生飛灰量20千克~30千克;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(méi),這個比例就高),即(jí)焚燒1噸生活垃圾產生(shēng)飛灰量為70千克~120千克。
根據環境保護部2012年中國環境狀況公報,2012年底,《全國危險廢物和(hé)醫療廢物處置設施建設規劃》確定的57個危(wēi)險廢物集中處置設施建設項目中(zhōng),已基本建成36個,形成危險廢物集中處(chù)置(zhì)能力143萬噸/年(nián)。如(rú)果將焚燒生活垃圾(jī)產生的飛灰按照危險廢物來處置,全國危險廢物處置設施的能力全部用來處理生活垃圾飛灰都遠遠不夠。
如果將垃圾焚燒廠飛灰(huī)按照(zhào)危險廢物處置,99%的生活垃圾焚(fén)燒廠將關門,一方麵是因為付不(bú)起處理費用;另一方麵,即使支付得起費用,危險廢物的處置能力也(yě)無法(fǎ)滿足。而若按照一般廢物處置,如固化,進入生活垃圾填埋場,那麽99%的流化床焚燒爐將關門(mén),焚燒1噸垃(lā)圾,流化(huà)床焚燒爐產生的飛(fēi)灰是爐排爐的數倍,高處理成本也將迫使這些廠關(guān)門。
垃圾焚燒產生的飛灰,實際上可以看成生活垃圾中部分汙染物的濃縮。對飛灰進行填埋處理(lǐ)是可以接受的選擇。美國將飛灰與爐渣一起進行單獨填埋,或在生活垃(lā)圾填埋場進行填埋,其他(tā)發達(dá)國家(jiā)和(hé)地區如荷蘭、新加坡、台灣等也多采用固化填埋處理。
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(jìng)影(yǐng)響以及處理能力。現階段,將生(shēng)活垃(lā)圾焚燒飛灰按照一般工(gōng)業廢(fèi)物管理,單獨進行填埋處理,或在(zài)生活垃圾填(tián)埋場設置單獨填(tián)埋區進(jìn)行填(tián)埋處(chù)理是現實的選擇。
五種(zhǒng)垃圾焚燒飛(fēi)灰處理技術分析
清華大學教(jiāo)授聶永豐介紹,垃圾(jī)焚燒飛灰處理技術主要(yào)有(yǒu)五種:
一是(shì)水泥固化—危廢填埋場。優點(diǎn)是水泥固化技術工(gōng)藝(yì)成熟、係(xì)統簡單、易於操作,固化處理費(fèi)用較低。但固化體的(de)an全填埋處置費用高,重金屬長期穩定性也較差,處理後固化(huà)體的強度偏低。
二(èr)是飛灰螯合穩定化—衛生填埋。這一(yī)技術要求焚燒飛(fēi)灰含水率小於30%;二(èr)惡英含量(liàng)低於3μgTEQ/kg等。在實際操作中(zhōng),可能會存在一(yī)些問題,如滿足要求配比隨飛灰而變(biàn)、成本未降低、部分地區(qū)無足(zú)夠土地資源。
三是飛灰熔(róng)融處理(lǐ)技術。優點是減容率高,一般可減至1/2~1/3(體積);熔渣品質穩定,無重金屬溶出,可再生利用;可完全分解二惡(è)英(yīng)及其(qí)它有機汙(wū)染物。但也存在一些缺點,如高溫條件下會產生含有(yǒu)Pb、Zn、Cd等易揮發重金屬的廢氣,需設置後續煙氣處理裝置;工藝複雜;能源消耗(hào)大、處(chù)理成本高。
這一(yī)技術日本應用較多,歐洲也有應用,但昂貴的處理費(fèi)用和複雜的處理(lǐ)係統大大製約了熔融固化技術在中國的推(tuī)廣(guǎng)和(hé)應用。
四是飛灰燒結輕骨料(liào)處理技術。它可同時實現垃圾焚燒飛灰的無害化處理與資源化利用,不僅重金屬汙染物實現了有效的固定,二惡英類汙染物得到分解破壞,煆燒產品具備了高強型輕骨料的特點(diǎn),可應用於(yú)澆注普通混凝土和鋪設路基墊層。這一技術的處理成本遠低於進入(rù)an全填埋場的處置費用,據悉在(zài)天津已有應用。
五是飛(fēi)灰水泥窯共處置技(jì)術。由於焚燒(shāo)飛灰可替代原料,以及水泥窯回轉窯適宜處(chù)理此類的危險廢物,操作(zuò)工藝易於控製(zhì),汙染(rǎn)物處理幹淨(jìng),並能實現資源化利(lì)用。國外已有實例,國內技術研究進展快(kuài)。但飛灰(huī)須進行適當的預處理,降低(dī)可溶鹽的含量,以滿足水泥生產的要求和避免重金屬揮發。