垃圾焚燒廠飛灰處置的研究

鐘卉卉 鄭瑩瑩 戴春

摘 要：在生活垃圾的焚燒處理過程中，會產(chǎn)生大量的焚燒飛灰。焚燒飛灰中含有大量的有毒有害物質，如果不進行有效的處理，則會對生態(tài)環(huán)境造成很大破壞，甚至影響到人們的身體健康。本文首先闡述瑞安市飛灰產(chǎn)生和處置的現(xiàn)狀，介紹飛灰的危害性，綜合分析國內飛灰處置的各類技術的優(yōu)缺點，最后結合瑞安實際，對瑞安市飛灰的資源利用進行探討，以供參考。

關鍵詞：垃圾焚燒；飛灰處置；固話處理；資源利用

1引言

隨著社會的不斷進步與發(fā)展，人們的生活水平不斷提升，在日常生活中也產(chǎn)生了大量的生活垃圾。當前階段，我國對這些生活垃圾的處置方法主要采用焚燒或者衛(wèi)生填埋的方式，其中垃圾焚燒不僅可以有效的較少生活垃圾占用的空間，而且可以對垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的熱量進行有效的利用。但是，在垃圾的焚燒處理過程中，會產(chǎn)生大量焚燒飛灰。這些焚燒飛灰中含有大量的有毒有害物質，如重金屬、二噁英和呋喃等致癌物質。這些物質如擴散到環(huán)境中，會對生態(tài)環(huán)境中的土壤與水體造成很大的污染，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。我國已經(jīng)明確將焚燒飛灰列入危險廢物，焚燒飛灰的處置已成為社會發(fā)展必須面對的問題。

2焚燒飛灰的產(chǎn)生與特性

垃圾焚燒廠在進行垃圾焚燒的過程中，有機物會轉化為氣體，而無機物則會轉化為固體顆粒物。其中質量較大的固體顆粒物會在重力的作用下沉積在焚燒爐的底部，我們將其稱為底灰。而質量較小的固體顆粒物則會隨著煙氣進入煙氣凈化系統(tǒng)，而煙氣凈化系統(tǒng)中使用了石灰石和活性炭，這部分固體顆粒物、石灰石和活性炭在除塵器中共同被捕集，構成了焚燒飛灰。

焚燒飛灰呈粉末狀，顆粒直徑較小，含水率較低，具有較大的比表面和較高的孔隙率，并具有一定的腐蝕性。其組成成分較為復雜，既包括氧化鈣、氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等，還包含大量的高濃度的重金屬（汞、鉛、鉻、銅、鋅等）及二噁英、呋喃等致癌物質。其中，重金屬物質、溶解鹽以及二噁英和呋喃等是對環(huán)境造成污染的主要物質，同時也是飛灰處置需要重點考慮的因素。重金屬物質在酸性環(huán)境下容易浸出，在生態(tài)環(huán)境中不會被降解，具有生物累積性，對土壤的污染具有不可逆性。溶解鹽在焚燒飛灰中所占的比例較大，會對飛灰的固化造成影響。二噁英和呋喃是劇毒物質，會影響到人們的身體健康。因此，對焚燒飛灰進行有效的處置，不僅關系著人類賴以生存的環(huán)境，而且與人類自身的身體健康息息相關。

3瑞安目前飛灰處置現(xiàn)狀

據(jù)統(tǒng)計瑞安市每天產(chǎn)生生活垃圾約1200噸，目前由瑞安市垃圾焚燒發(fā)電廠進行焚燒處置，垃圾焚燒廠日飛灰產(chǎn)生量約50噸，現(xiàn)狀為添加水泥制作成飛灰固化塊進入飛灰固化塊填埋場，重量大約為70噸，體積約為50立方米，按填埋場堆高8米計算，一年大約消耗土地3.5畝。

4垃圾焚燒廠飛灰處置的技術

焚燒飛灰的資源化利用是飛灰處置未來的發(fā)展趨勢和技術研究的重點。目前國內垃圾焚燒廠對飛灰處置的方法主要有水泥固化技術、玻璃化/熔融固化技術、化學藥劑穩(wěn)定法、水泥窯協(xié)同處置飛灰技術等。下面，我們對這幾種飛灰處置方法進行對比分析。

4.1水泥固化技術

水泥固化技術是將焚燒飛灰和水泥混合，形成堅硬的水泥固化體，以減少廢物中危險成分浸出。這種方法所使用的材料來源廣泛、成本較低，在危險物的處置中得到廣泛應用。但是，這種處置方法不僅使處理后固化體增容50%，且易受到酸性物質的腐蝕。此外，焚燒飛灰中溶解鹽的存在會對固化效果造成很大程度的影響，甚至會導致固化體的破裂以及結構強度的降低。最為重要的一點是水泥固化技術并不能去除焚燒飛灰中的二噁英和呋喃等劇毒物質。

4.2玻璃化/熔融固化技術

熔融固化技術通過高溫環(huán)境，將焚燒飛灰中有機物進一步分解與氣化，而焚燒飛灰無機物則熔融形成玻璃態(tài)熔渣。玻璃化就是在熔融過程中加入其他添加劑，形成了均一的玻璃體。經(jīng)熔融處理后，飛灰中二噁英和呋喃等劇毒有機物物質的結構在高溫環(huán)境下被破壞而分解，所含沸點較低的重金屬鹽類轉移到氣體中并以熔融飛灰的形式捕集下來。其余的金屬則轉移到玻璃熔渣中，在很大程度上降低了重金屬物質浸出的可能性。但是，玻璃化/熔融固化技術需要消耗大量的資源。另外，焚燒飛灰中的重金屬元素在高溫環(huán)境下容易揮發(fā)，在處置時對煙氣處理較為嚴格。這些缺點的存在使得玻璃化/熔融固化技術處理的成本較高，這也是玻璃化/熔融固化技術在焚燒飛灰處置中得不到廣泛應用的主要原因。

4.3化學藥劑穩(wěn)定法

化學藥劑穩(wěn)定法是利用化學藥劑將重金屬離子變成不溶于水的高分子絡合物或者是無機礦物質，把飛灰中的有毒物質轉變成低毒性、低遷移性物質的過程?；瘜W藥劑穩(wěn)定法具有無害化、成本較為低廉的特點。但是，焚燒飛灰中的成分較為復雜，而且重金屬的形態(tài)種類也較多，故很難找到一種普遍適用的化學穩(wěn)定劑，導致該技術很難進行規(guī)?；瘧?。該技術對二噁英的穩(wěn)定作用也很小，而且飛灰處理后的脫水濾液中含溶解性鹽類及懸浮狀重金屬鹽類，需要進行二次處理，不然會造成二次污染。

4.4水泥窯協(xié)同處置飛灰技術

水泥窯協(xié)同處置飛灰技術為濕法處置飛灰技術。按照水灰比3：1的比例對飛灰中的可溶性氯鹽進行洗脫，經(jīng)水洗后的飛灰中Cl-由原來的20 %多下降至1%以下，離心機脫水處理；根據(jù)水泥回轉窯對生料含氯量不超過0.015 %要求，含Cl-低于1%以下的飛灰，按一定比例可作為水泥原料進入水泥窯煅燒生產(chǎn)水泥；水泥窯內溫度高于1200℃，且為堿性環(huán)境，通過窯內高溫作用下使飛灰中高毒性的二噁英徹底分解，飛灰中的重金屬完全固化水泥晶格中；飛灰水洗廢水中含可溶性鹽，可通過蒸發(fā)結晶制鹽，做為工業(yè)鹽使用。水泥窯協(xié)同處置飛灰具有技術成熟、零污染、資源化、無害化等優(yōu)點，為水泥企業(yè)環(huán)保轉型和可持續(xù)發(fā)展提供堅實的保障，使企業(yè)與環(huán)保協(xié)調發(fā)展。

5對瑞安飛灰處置技術選擇的建議

以上幾種技術對焚燒飛灰進行處置，在實際的應用中都取得了一定的效果。但是，前3種方式都會占用大量的土地資源，同時對生態(tài)環(huán)境長期影響未得到消除，隨著國家對環(huán)境保護標準的不斷提高，勢必要對原先填埋的飛灰進行處置。因此，從對焚燒飛灰進行資源利用，有效解決垃圾焚燒飛灰產(chǎn)量持續(xù)增長與日益緊張的土地資源之間矛盾的角度考慮，我們建議采用水泥窯協(xié)同處置飛灰技術。以瑞安市為例，瑞安市每年產(chǎn)生的飛灰固化塊約2萬方，一期飛灰填埋場已飽和，即將建成的飛灰填埋場二期工程占地10畝，可填埋飛灰固化塊約5.5萬方，也就說二至三年內飛灰填埋場二期也將飽和。若采用水泥窯協(xié)同處置飛灰技術，雖然此方法處置成本相對較高（處置費用約3000元/噸，年費用5000余萬元），但對飛灰的處置更環(huán)保更徹底。

5結束語

焚燒飛灰中含有大量的有毒有害物質，如果得不到有效的處置，則會對生態(tài)環(huán)境與人們的身體健康造成很大的影響。本文對垃圾焚燒廠飛灰處置的幾種常用技術進行了分析對比，結合瑞安市當前飛灰產(chǎn)生和處置的現(xiàn)狀，綜合考量我國環(huán)境保護發(fā)展趨勢，提出了采用水泥窯協(xié)同處置飛灰技術來處置垃圾焚燒飛灰的建議，以供當?shù)卣疀Q策參考。

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