杭州市生活垃圾焚燒飛灰特性分析*

鄭仁棟，袁璐韞，唐素琴，王　飛

（杭州市環(huán)境集團(tuán)有限公司，浙江　杭州　310022）

杭州市生活垃圾焚燒飛灰特性分析*

鄭仁棟，袁璐韞，唐素琴，王飛

（杭州市環(huán)境集團(tuán)有限公司，浙江杭州310022）

以杭州市正在運(yùn)行的4座生活垃圾焚燒廠飛灰作為研究對(duì)象，實(shí)驗(yàn)測(cè)出其重金屬浸出毒性；了解焚燒飛灰中重金屬超標(biāo)項(xiàng)目、濃度及不同爐型飛灰重金屬的含量差別；研究分析循環(huán)流化床與機(jī)械爐排爐焚燒飛灰重金屬含量不同的原因；結(jié)合杭州市焚燒飛灰的特性，提出現(xiàn)階段適合杭州市焚燒飛灰的處置方式。

焚燒飛灰；重金屬；填埋場(chǎng)；浸出毒性

1　杭州市焚燒飛灰產(chǎn)生及處置現(xiàn)狀

杭州市生活垃圾主要通過(guò)焚燒和填埋方式處理，已建成并投入運(yùn)營(yíng)的生活垃圾無(wú)害化處理廠（場(chǎng)）共6座，其中，衛(wèi)生填埋場(chǎng)2座，焚燒發(fā)電廠4座，另在建焚燒廠2座。焚燒處理設(shè)施的基本情況見(jiàn)表1。

表1　杭州市生活垃圾焚燒處理設(shè)施

杭州市目前已建成投產(chǎn)的生活垃圾焚燒發(fā)電廠總設(shè)計(jì)處理能力為3 050 t/d，2014年實(shí)際處理量為3 655 t/d，2014年生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生量為260.72 t/d（爐排爐飛灰產(chǎn)生量按實(shí)際生活垃圾焚燒量的2.5%計(jì)，流化床飛灰產(chǎn)生量按實(shí)際生活垃圾焚燒量的8%計(jì)）。2017年新增2座焚燒廠投入運(yùn)營(yíng)后，預(yù)計(jì)飛灰產(chǎn)生量將達(dá)到431.72 t/d。杭州市僅有1座危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)，設(shè)計(jì)處理能力1.0×104t/a，總庫(kù)容1.2×105m3，目前僅剩庫(kù)容5.0×104m3。預(yù)計(jì)2017年前焚燒飛灰的年產(chǎn)生量為 9.5×104t，2017年后杭州市焚燒飛灰的年產(chǎn)生量將增為1.58× 105t，2017年前后的焚燒飛灰產(chǎn)生量均超過(guò)危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)的處理能力。若將杭州市焚燒飛灰全部進(jìn)入危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)，不到1 a即可填滿。事實(shí)上，危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)設(shè)計(jì)主要用于接納工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物，根本沒(méi)有能力接受大量產(chǎn)生并日益增多的生活垃圾焚燒飛灰。目前杭州市生活垃圾焚燒飛灰僅部分進(jìn)入危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)，大量焚燒飛灰只能臨時(shí)堆放待將來(lái)最終處置，或通過(guò)非正常渠道進(jìn)入環(huán)境，存在環(huán)境隱患。

2　杭州市焚燒飛灰特性

2.1焚燒飛灰的重金屬浸出特性

按照GB16889—2008生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，采用HJ/T300—2007固體廢物浸出毒性浸出方法醋酸緩沖溶液法及GB/T 15555.4—1995方法對(duì)杭州市4座焚燒廠焚燒飛灰的重金屬浸出濃度進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表2所示。

表2　杭州市4座焚燒廠飛灰的重金屬浸出濃度　mg/L

2.2流化床與爐排爐焚燒飛灰的區(qū)別

循環(huán)流化床垃圾焚燒爐是近幾十年發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，使垃圾在焚燒爐內(nèi)處于流體狀態(tài)，同時(shí)循環(huán)流化床焚燒爐在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需摻5%～15%的煤，因此，循環(huán)流化床焚燒飛灰產(chǎn)生量遠(yuǎn)高于機(jī)械爐排爐的飛灰。一般爐排爐飛灰產(chǎn)生量按生活垃圾焚燒量的2.5%計(jì)，流化床飛灰產(chǎn)生量按生活垃圾焚燒量的8%計(jì)。流化床焚燒飛灰產(chǎn)生量大，同時(shí)焚燒過(guò)程中添加一定量的煤焚燒，易造成焚燒飛灰重金屬被稀釋，煤焚燒后的產(chǎn)物對(duì)飛灰重金屬有一定的吸附作用，因此，流化床焚燒飛灰重金屬含量理論上應(yīng)低于爐排爐焚燒飛灰重金屬含量。目前杭州已建成投入運(yùn)營(yíng)的焚燒廠4座，其中1座為機(jī)械爐排爐型號(hào)，剩余3座為循環(huán)流化床。通過(guò)表2可知，爐排爐焚燒飛灰重金屬中鉛和鎘遠(yuǎn)高于流化床焚燒飛灰重金屬含量。

3　杭州市焚燒飛灰處置方式的選擇

目前國(guó)內(nèi)垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)主要有：水泥固化進(jìn)入危廢填埋場(chǎng)、飛灰螯合穩(wěn)定化進(jìn)入衛(wèi)生填埋場(chǎng)、飛灰熔融后資源化利用及飛灰水泥窯協(xié)同處理。杭州僅1座危廢填埋場(chǎng)，其庫(kù)容小，無(wú)法滿足大量的飛灰填埋，并且危廢填埋場(chǎng)收費(fèi)高，垃圾焚燒廠無(wú)力支付；杭州飛灰產(chǎn)生量大，若采用飛灰熔融后資源化利用處置，不僅運(yùn)行成本非常高，并且在國(guó)內(nèi)尚無(wú)成功應(yīng)用案例；若采用水泥窯協(xié)同處理方式，因杭州市區(qū)已無(wú)水泥窯廠，需將飛灰運(yùn)輸至周邊水泥窯廠家，不僅運(yùn)輸距離長(zhǎng)，而且飛灰屬于危險(xiǎn)廢物，跨區(qū)域轉(zhuǎn)運(yùn)手續(xù)復(fù)雜，同時(shí)水泥協(xié)同處理飛灰，需對(duì)飛灰進(jìn)行預(yù)處理，截至目前該預(yù)處理技術(shù)尚未成熟。通過(guò)調(diào)研國(guó)內(nèi)一線城市飛灰處置的方式，如廣州、上海、北京等地均采用飛灰藥劑螯合穩(wěn)定化后，按照GB16889—2008第6.3章節(jié)規(guī)定要求進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)處置。該技術(shù)不僅處置成本低，而且生活垃圾填埋場(chǎng)庫(kù)容大，能滿足大量飛灰的填埋要求。因此，飛灰螯合穩(wěn)定化后進(jìn)入生活垃圾填埋是符合杭州焚燒飛灰處置的要求。可對(duì)杭州現(xiàn)有2座填埋場(chǎng)進(jìn)行改造利用或選擇適宜位置新建1座生活垃圾填埋場(chǎng)。

4　結(jié)論

杭州市生活垃圾焚燒飛灰重金屬浸出毒性中，金屬鉛和鎘易超出GB16889—2008限值，其中鉛金屬一般為限值的5～20倍，鎘為限值的2～11倍［1］。杭州3座循環(huán)流化床焚燒飛灰重金屬浸出濃度要低于1座機(jī)械爐排爐焚燒飛灰重金屬浸出濃度。根據(jù)杭州市目前焚燒飛灰的產(chǎn)量及將來(lái)焚燒飛灰的預(yù)測(cè)量，采用藥劑螯合穩(wěn)定化后進(jìn)入生活垃圾填埋處置方式是杭州當(dāng)下最為合適的處置方式。

［1］ 丁世敏，謝金萍，封享華.垃圾焚燒飛灰中重金屬分布特征研究［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2010，36（2）：20-23.

Characteristic Analysis of Fly Ash from Municipal Solid Waste Incineration in Hangzhou

Zheng Rendong，YuanLuyun，Tang Suqin，Wangfei
（Hangzhou Environmental Group Co.Ltd.，Hangzhou Zhejiang310022）

The characteristics of municipal solid waste incineration（MSWI）fly ash in four running MSWI plants in Hangzhou were investigated.Its leaching toxicity of heavy metals was determined.Results showed the items，the concentrations of heavy metalsin excessof the standardsand the differencesof different furnace typeson the contents of heavy metals.The reason that the contents of heavy metals in the MSWI fly ash were different in circulating fluidized bed and mechanical grate furnaceswasalso investigated.Suitable methodsof disposing the MSWI fly ash in Hangzhou at the present stage have been proposed based on the characteristicsofHangzhou MSWI fly ash.

MSWI fly ash；heavy metal；landfill；leaching toxicity

X799.3

B

1005-8206（2016）04-0044-02

2014年杭州市社會(huì)發(fā)展科研攻關(guān)項(xiàng)目（20140533B29）

2015-12-09

鄭仁棟（1984—），工程師，主要從事危險(xiǎn)廢物焚燒、填埋等工藝技術(shù)研究。

E-mail：15988138840@163.com。