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焚燒飛灰可不可填埋處理?

2019-03-19 02:14:29 PM

垃圾焚燒產生的飛灰主要是焚燒過程中煙氣的細顆粒物,其中包括煙氣處理的反應產物。飛灰中污染物主要來自生活垃圾。現階段,將飛灰按照一般工業廢物管理,進行填埋處理是現實的選擇。


飛灰的特征污染物并不是二惡英,控制二惡英形成的有效方式是控制垃圾的焚燒過程


有人說二惡英是焚燒飛灰的特征污染物。實際上國內外許多研究表明,生活垃圾中本身就含有極其微量的二惡英。


有研究表明,當垃圾被運往焚燒廠時,二惡英含量就已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚燒過程中也會產生二惡英。因此,要采取有效措施消除它,特別是要消除在焚燒后期形成的二惡英,并至少應控制在最低水平。


要控制二惡英形成,其有效方式是控制垃圾的焚燒過程。歐洲多國研究表明,對于達到歐盟標準的現代化垃圾焚燒廠,生活垃圾經過焚燒后,向空氣中二惡英排放量只相當于原有含量的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環境中所有介質排放量為17.63ngTEQ/kg垃圾,相當于原有含量的35.3%,這其中通過飛灰排放的二惡英約占30%,通過爐渣排放的二惡英約占5%。


這也說明經過垃圾焚燒,其中垃圾中原有二惡英的64.7%得到分解,因此,通過現代化的垃圾焚燒處理,環境中的二惡英凈含量是下降的。


如果二惡英是飛灰的特征污染物,那么將垃圾飛灰通過水泥窯協同處理就可以了。而實際上,目前制約飛灰進入水泥窯協同處理的因素不是二惡英而是氯。根據《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》(HJ 662-2013),協同處置企業應根據水泥生產工藝特點,控制隨物料入窯的氯(Cl)和氟(F)元素的投加量,以保證水泥的生產和熟料質量符合國家標準。入窯物料中氟元素含量不應大于0.5%,氯元素含量不應大于0.04%。而飛灰中,氯含量可達到2%~8%,因此,利用水泥窯協同處理飛灰往往需要脫除氯。


管理飛灰需要結合現實的環境影響以及處理能力,填埋處理是現階段的選擇


2012年全國城市生活垃圾年焚燒量約為3600萬噸。飛灰產生量至少在180萬噸。由于采用爐排爐,飛灰產生量約為焚燒生活垃圾量的2%~3%,即焚燒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,飛灰產生量約為焚燒生活垃圾量7%~12%(如果超量加煤,這個比例就高),即焚燒1噸生活垃圾產生飛灰量為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,《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》確定的57個危險廢物集中處置設施建設項目中,已基本建成36個,形成危險廢物集中處置能力143萬噸/年。如果將焚燒生活垃圾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按照危險廢物處置,99%的生活垃圾焚燒廠將關門,一方面是因為付不起處理費用;另一方面,即使支付得起費用,危險廢物的處置能力也無法滿足。而若按照一般廢物處置,如固化,進入生活垃圾填埋場,那么99%的流化床焚燒爐將關門,焚燒1噸垃圾,流化床焚燒爐產生的飛灰是爐排爐的數倍,高處理成本也將迫使這些廠關門。


垃圾焚燒產生的飛灰,實際上可以看成生活垃圾中部分污染物的濃縮。對飛灰進行填埋處理是可以接受的選擇。美國將飛灰與爐渣一起進行單獨填埋,或在生活垃圾填埋場進行填埋,其他發達國家和地區如荷蘭、新加坡、臺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,特別是現實的環境影響以及處理能力。現階段,將生活垃圾焚燒飛灰按照一般工業廢物管理,單獨進行填埋處理,或在生活垃圾填埋場設置單獨填埋區進行填埋處理是現實的選擇。


五種垃圾焚燒飛灰處理技術分析


清華大學教授聶永豐介紹,垃圾焚燒飛灰處理技術主要有五種:


一是水泥固化—危廢填埋場。優點是水泥固化技術工藝成熟、系統簡單、易于操作,固化處理費用較低。但固化體的安全填埋處置費用高,重金屬長期穩定性也較差,處理后固化體的強度偏低。


二是飛灰螯合穩定化—衛生填埋。這一技術要求焚燒飛灰含水率小于30%;二惡英含量低于3μgTEQ/kg等。在實際操作中,可能會存在一些問題,如滿足要求配比隨飛灰而變、成本未降低、部分地區無足夠土地資源。


三是飛灰熔融處理技術。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;可完全分解二惡英及其它有機污染物。但也存在一些缺點,如高溫條件下會產生含有Pb、Zn、Cd等易揮發重金屬的廢氣,需設置后續煙氣處理裝置;工藝復雜;能源消耗大、處理成本高。


這一技術日本應用較多,歐洲也有應用,但昂貴的處理費用和復雜的處理系統大大制約了熔融固化技術在中國的推廣和應用。


四是飛灰燒結輕骨料處理技術。它可同時實現垃圾焚燒飛灰的無害化處理與資源化利用,不僅重金屬污染物實現了有效的固定,二惡英類污染物得到徹底的分解破壞,煅燒產品具備了高強型輕骨料的特點,可應用于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于進入安全填埋場的處置費用,據悉在天津已有應用。


五是飛灰水泥窯共處置技術。由于焚燒飛灰可替代原料,以及水泥窯回轉窯適宜處理此類的危險廢物,操作工藝易于控制,污染物處理徹底,并能實現資源化利用。國外已有實例,國內技術研究進展快。但飛灰必須進行適當的預處理,降低可溶鹽的含量,以滿足水泥生產的要求和避免重金屬揮發。


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