垃圾焚燒產生的飛灰主要是焚燒過程(chéng)中煙氣的細顆粒物(wù),其中包括煙氣處理的反應產物。飛灰(huī)中汙染物主要來自生活垃圾(jī)。現階段(duàn),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(zhēng)汙染物並不是(shì)二惡英,控製二惡英形成的有效方式是控製垃圾的焚燒過程
有人說二(èr)惡英是焚燒飛灰的特征汙染物。實際(jì)上國內外許多研究表明,生活垃圾中本身就含有微(wēi)量的二惡英。
有研究表明(míng),當垃圾被運往焚燒廠時,二惡英含量就(jiù)已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚燒過程中也會產生(shēng)二惡英。因此,要采(cǎi)取有效措施消除它,特別是要消除在(zài)焚燒後期形成的二(èr)惡英,並至少應控製在低水平(píng)。
要(yào)控製二惡英形成,其有效方(fāng)式(shì)是控製垃圾的焚燒過程。歐洲多(duō)國研究表明,對於達到歐盟標準的現代化垃圾焚燒(shāo)廠,生活垃圾經過焚燒後,向空氣中二惡英排放量(liàng)隻相當於(yú)原有含量的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環境中所有介質排放量(liàng)為17.63ngTEQ/kg垃圾,相當於原有含(hán)量的35.3%,這其中(zhōng)通(tōng)過飛灰排放的二惡英約占30%,通過爐(lú)渣排放的二惡英約占5%。
這也(yě)說明(míng)經過垃圾焚燒,其中垃圾中原(yuán)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(zhōng)的二惡英淨含量是下降的。
如果二惡英是飛灰(huī)的特征汙染物,那麽將(jiāng)垃圾飛灰通(tōng)過水泥窯(yáo)協同處(chù)理就可以了。而實際上,目前製約飛灰(huī)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(yáo)協同處置固體廢物環境保護技術(shù)規(guī)範》(HJ 662-2013),協同(tóng)處(chù)置企業應根據水泥(ní)生(shēng)產工藝特點,控製隨(suí)物料入窯的氯(lǜ)(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(zhǔn)。入窯物料中氟元素含量不應大於0.5%,氯元素含量不應大於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(tián)埋(mái)處理(lǐ)是現階段(duàn)的選擇
2012年全國城市(shì)生(shēng)活垃圾年焚燒(shāo)量約為(wéi)3600萬噸。飛灰產生量至少在180萬噸。由(yóu)於(yú)采用爐排(pái)爐,飛灰產(chǎn)生量約為焚燒生(shēng)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(cǎi)用流化床焚燒(shāo)爐,飛灰產生量約為焚燒生活垃(lā)圾量7%~12%(如果超量加煤,這個比例就高(gāo)),即焚燒1噸生活垃圾產生飛灰量為70千克(kè)~120千克。
根據環(huán)境保(bǎo)護部2012年中國環境狀況公報,2012年底,《全國危險(xiǎn)廢物(wù)和醫療廢物處置設施建設(shè)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(zhōng)處置能力143萬噸(dūn)/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(chù)置設施的能力全部(bù)用來處理生活垃圾飛灰都遠遠不夠。
如(rú)果將垃圾焚燒廠飛灰(huī)按照(zhào)危險廢物處置,99%的(de)生活垃圾焚燒廠將關門,一方麵(miàn)是因為(wéi)付不起處理費用;另一方麵,即使支付得起費用,危(wēi)險廢物的處置能力也無法(fǎ)滿足。而若按(àn)照一(yī)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(guān)門,焚燒1噸垃圾,流化床焚燒爐產生的(de)飛灰是爐排爐的數(shù)倍,高(gāo)處(chù)理成本(běn)也將迫使這些廠關門。
垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰,實際上(shàng)可以看成生活垃圾中部分汙染(rǎn)物的濃縮。對飛灰進行(háng)填埋處理是可以接受的(de)選擇。美國將(jiāng)飛灰與(yǔ)爐渣一起進行單(dān)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(xīn)加坡、台灣等也多采用固化填埋處理。
垃圾焚(fén)燒廠飛灰如何管理,需要結合實(shí)際,特別是(shì)現實(shí)的環(huán)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(fèi)物管(guǎn)理,單獨進行填埋處理,或在生活垃圾填埋場設置單獨(dú)填埋(mái)區進行填埋處理是(shì)現(xiàn)實的選擇(zé)。
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(lǐ)技術主要有五種:
一是水(shuǐ)泥固化—危廢填埋場。優點是水泥固化技術工藝成熟、係統簡單、易於操作,固(gù)化處理費用較低。但固化體的an全填埋處置費用高,重金屬長期穩定(dìng)性也較差,處理後固化體的強度偏(piān)低。
二是飛灰螯合穩定化(huà)—衛(wèi)生填埋。這一技術要求焚(fén)燒飛灰含水(shuǐ)率小於30%;二(èr)惡英含量低於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(chéng)本未(wèi)降低、部分地區無足夠土地資源。
三是飛(fēi)灰熔融處理技術(shù)。優點是減容率(lǜ)高,一般可減至1/2~1/3(體積);熔渣品質(zhì)穩定,無重金屬溶出,可再(zài)生(shēng)利用;可完(wán)全分解二惡英及其它(tā)有機汙染物。但也存在一些缺點,如高溫條件下會產(chǎn)生含有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(fù)雜(zá);能源消耗(hào)大、處理成本高。
這一(yī)技術日本應用較多,歐洲也有應(yīng)用,但昂貴的處理(lǐ)費用和(hé)複雜的處理係統大大製約了熔融固化技術(shù)在中國的推廣和(hé)應用(yòng)。
四是飛灰燒結輕骨料處理技術。它可同時實(shí)現垃(lā)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(xiàn)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(de)特點,可應用於(yú)澆注普通混凝土和鋪設路基墊層。這一(yī)技術的處理成本遠低於進入(rù)an全填埋(mái)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(jì)術。由於焚(fén)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(cāo)作工藝易於控製,汙染物處理幹淨,並能實現資源化利用。國外(wài)已有實例,國內技術研究進展快。但飛灰須進(jìn)行適當的預處理,降低可(kě)溶鹽的含量,以滿足水泥生產的要求和避免重金屬(shǔ)揮發。