垃圾焚燒(shāo)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。飛灰中汙(wū)染物主要來自生活垃圾(jī)。現階段,將飛灰按照一般工業廢物管理,進(jìn)行填(tián)埋處理是現實的選擇。
飛灰的特征(zhēng)汙染物並不是二惡英,控製二惡英形成的有效方式是控製垃圾的(de)焚燒過程
有(yǒu)人說二惡英是焚燒飛灰的特(tè)征汙染物。實際上國內外許多研究表明,生活垃(lā)圾中本(běn)身就含(hán)有微量的二(èr)惡英。
有研究表明,當垃圾被運(yùn)往焚燒廠(chǎng)時,二惡英含量(liàng)就已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚燒過(guò)程(chéng)中也(yě)會產生二(èr)惡英。因此,要采取有效(xiào)措施消除它,特別是要消(xiāo)除在(zài)焚燒後期(qī)形成的二惡英(yīng),並(bìng)至少應控製在低(dī)水平。
要控製二惡英形成,其有效方式(shì)是(shì)控(kòng)製垃(lā)圾的焚燒過(guò)程。歐洲多(duō)國研究表明,對(duì)於達(dá)到歐盟標準的現代(dài)化垃圾焚燒廠,生活垃圾經過焚燒後,向空氣中二惡英排放量隻相當於原有含量(liàng)的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環境中所(suǒ)有介質排放(fàng)量為17.63ngTEQ/kg垃圾,相當於原有含量的35.3%,這其中通過飛灰排放(fàng)的二惡(è)英約占30%,通過爐渣排放的(de)二(èr)惡英約占5%。
這也說明經過垃圾焚燒,其(qí)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(shāo)處理,環境(jìng)中的二惡英淨含量是下降(jiàng)的。
如果二惡英是飛灰的(de)特征汙染物,那(nà)麽將垃圾(jī)飛灰通過水(shuǐ)泥窯協同處理就可以了。而實際上,目前製約飛灰進入水泥窯(yáo)協同處理的因(yīn)素不是二惡英(yīng)而是氯。根據《水泥窯協同處(chù)置固體廢物環境保護(hù)技(jì)術規範(fàn)》(HJ 662-2013),協同處置企業應根據水(shuǐ)泥生產工藝特點,控製隨物料入窯的氯(Cl)和氟(F)元素的投加量,以保證水泥的生(shēng)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(lì)用水泥窯協同處理飛灰往(wǎng)往需要脫除(chú)氯。
管理飛灰需要結合現實的環(huán)境影響以及處理能力,填埋處理是現階(jiē)段的選擇
2012年全國城市生活垃圾年焚燒(shāo)量約為3600萬噸。飛灰產生量(liàng)至少在180萬噸。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(liàng)7%~12%(如果超量加煤,這個(gè)比(bǐ)例就高),即焚燒1噸生活垃圾產生飛灰(huī)量為70千克~120千克。
根據(jù)環境(jìng)保護部2012年中國環境狀況公報,2012年(nián)底,《全國危險(xiǎn)廢物和醫療廢物處置設(shè)施建設規劃》確定的(de)57個危險廢物(wù)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置能(néng)力143萬噸/年。如果將焚燒生活垃(lā)圾產生的飛灰按照危險廢物來處置(zhì),全國危險廢物處置(zhì)設施的能力全部用來處理生活垃圾飛灰(huī)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(fén)燒廠將關門(mén),一方麵是因為付不起處理費用;另一方麵,即使支付得起費用,危險廢(fèi)物的處置能(néng)力也無法滿足。而若按照一般廢物處置,如固化(huà),進入生活垃圾填埋場,那(nà)麽99%的流化床焚燒爐(lú)將關門,焚燒1噸垃圾,流化床焚(fén)燒爐產生的飛灰(huī)是爐排爐的數倍,高處理成本(běn)也將(jiāng)迫使這(zhè)些廠關門。
垃圾焚(fén)燒產生的飛灰,實際上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)飛灰與爐渣一起(qǐ)進行單獨填埋,或在生(shēng)活(huó)垃圾填埋場進行填埋,其他發達國家和地區如荷蘭、新加坡、台灣等也多采用固化填埋處理。
垃圾焚燒廠(chǎng)飛灰如(rú)何管理,需要結合實際,特別是現實的環境影響以(yǐ)及處理(lǐ)能力。現階(jiē)段,將生(shēng)活垃圾焚燒飛(fēi)灰按照一般工業廢物管理,單獨進行填埋處理,或在生(shēng)活垃圾填埋場設置單獨填埋區進行填埋(mái)處理(lǐ)是現實的選擇。
五種垃圾焚燒飛灰處理(lǐ)技術分析
清華大學教授聶永豐介紹,垃(lā)圾焚燒飛灰處理(lǐ)技術主要有五種:
一是水泥(ní)固化—危(wēi)廢填埋場。優(yōu)點(diǎn)是水泥固化(huà)技術工藝成熟、係統簡單(dān)、易於操作,固化處理費用較低。但固化(huà)體的an全填埋處置費用高,重金屬長期穩定性也(yě)較差,處理後固化體的強(qiáng)度偏低。
二是飛灰螯合穩定化—衛(wèi)生填埋。這一技術要求焚燒飛灰含水(shuǐ)率小於(yú)30%;二惡英含量低於3μgTEQ/kg等。在實際操作(zuò)中,可能會存在一些問題,如(rú)滿足(zú)要求配(pèi)比隨(suí)飛灰而變、成本未降低、部分(fèn)地區無足(zú)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(dìng),無(wú)重金屬溶出,可再生利用;可完(wán)全分解二惡英及其它有機汙染物。但也(yě)存在一些缺點,如高溫條件下會產生含(hán)有Pb、Zn、Cd等易揮發重(chóng)金屬的廢氣,需設置後續煙氣(qì)處理裝置;工藝複雜;能源消耗大、處理(lǐ)成本高。
這一技術日本應用(yòng)較多,歐洲也有應用,但昂貴(guì)的(de)處理費用和複雜的處(chù)理係統(tǒng)大大製約了熔(róng)融固化技(jì)術在中國(guó)的推廣(guǎng)和應用。
四是飛灰(huī)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(huà)處理與資源化利用(yòng),不僅重金屬(shǔ)汙染物實現了有效的固定,二惡英類汙染物得(dé)到分(fèn)解破壞,煆燒產品具備了高強型輕骨料的特點,可(kě)應用於澆注普通混凝(níng)土和鋪設路基墊層。這一技術的處理成本遠低於進入an全(quán)填埋場的處(chù)置費用,據悉在天津已有應用。
五是飛灰水泥窯共處置技術。由於焚燒飛灰可替代原料,以及(jí)水(shuǐ)泥窯回轉窯適(shì)宜處理此類的危險廢物(wù),操作(zuò)工藝易於控(kòng)製,汙染物處理幹淨,並能實現資源化利用。國外已有實例(lì),國內技術研究進展快(kuài)。但飛灰須進行適當的預處理(lǐ),降低可溶鹽的(de)含(hán)量,以滿足水泥生產的要求和(hé)避免重金屬揮發。