飛灰穩(wěn)定固化改造及應(yīng)用效果分析
——以某醫(yī)廢廠為例

文/林錦棠 劉貝 鄒振裕

0 引言

本文以某醫(yī)廢廠升級(jí)改造為研究對(duì)象，該廠采用“飛灰+螯合劑+水+水泥”混合攪拌工藝進(jìn)行飛灰穩(wěn)定固化。改造后運(yùn)行效果表明，固化后 飛灰能達(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)，且飛灰固化對(duì)比外運(yùn)處置具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

1 行業(yè)概況

佛山市醫(yī)療廢物處置中心（以下簡稱“醫(yī)廢中心”）自2008年運(yùn)行以來，焚燒工藝產(chǎn)生的飛灰全部按照危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理，并委托專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行處置。由于近年來危險(xiǎn)廢物處置資源越來越緊俏，特別是對(duì)飛灰的處置，目前廣東省內(nèi)能夠接收飛灰的僅有一家非佛山市的危險(xiǎn)廢物處置機(jī)構(gòu)，且其這幾年都在不斷壓縮飛灰的接收量，導(dǎo)致年度實(shí)際外運(yùn)處置醫(yī)廢量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于合同簽訂的處置量，飛灰經(jīng)常出現(xiàn)積壓的現(xiàn)象，給安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)帶來很大的壓力。

《國家危險(xiǎn)廢物名錄》（2016版）規(guī)定，醫(yī)療廢物焚燒飛灰（廢物代碼772-003-18）在處置環(huán)節(jié)可以獲得豁免。即在填埋過程不按危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理，滿足《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16 889－2008）中6.3條要求，則可進(jìn)入生活垃圾填埋場進(jìn)行填埋。

2019年發(fā)布的《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18598－2019）中規(guī)定，水溶性鹽總量小于10%的廢物方可進(jìn)入危廢填埋場（柔性）進(jìn)行填埋，而目前醫(yī)廢的飛灰，即便在場內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定化、固化的預(yù)處理，都很難滿足此項(xiàng)規(guī)定。根據(jù)省內(nèi)醫(yī)廢處置機(jī)構(gòu)的要求，2020年該危險(xiǎn)廢物處置機(jī)構(gòu)與醫(yī)廢中心簽訂的危廢處置合同僅到2020年5月31日，主要原因是自2020年6月1日起，危險(xiǎn)廢物填埋場將開始執(zhí)行上述新標(biāo)準(zhǔn)。從2020年6月1日以后，醫(yī)廢中心的飛灰很有可能將面臨無法外運(yùn)處置的情況。

當(dāng)前，國家的法規(guī)一方面對(duì)飛灰進(jìn)入生活垃圾填埋場的處置環(huán)節(jié)進(jìn)行了豁免，同時(shí)對(duì)于飛灰進(jìn)入危廢填埋場的相關(guān)限制條件卻又有所增加。在這個(gè)發(fā)展形勢下，如果一味依賴外市的危廢處置機(jī)構(gòu)對(duì)飛灰進(jìn)行處理，會(huì)給本地企業(yè)發(fā)展帶來嚴(yán)重的制約。為此，醫(yī)廢中心積極探索，希望盡快打破這一瓶頸。

2 醫(yī)廢廠概況

醫(yī)廢中心負(fù)責(zé)收集、處理佛山市五區(qū)范圍內(nèi)共1000多家醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療廢物，其平面布局和工藝流程圖分別見圖1和圖2。2019年，醫(yī)廢中心處置醫(yī)療廢物7208噸，其中利用焚燒工藝處置的醫(yī)療廢物為4144噸，飛灰年產(chǎn)生量為133.7噸，產(chǎn)生率為3%。自醫(yī)廢中心運(yùn)行以來，焚燒工藝產(chǎn)生的飛灰全部按照危險(xiǎn)廢物處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，并委托外市的專業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行處置，由于各地環(huán)保政策、專業(yè)處置配額、價(jià)格等原因，飛灰外運(yùn)處置日趨困難，給醫(yī)廢中心的安全生產(chǎn)及環(huán)境保護(hù)帶來極大的壓力和隱患，亟需尋求新的飛灰處置方式。

圖1 醫(yī)廢中心平面布局

圖2 醫(yī)廢中心處理醫(yī)廢工藝流程

3 飛灰穩(wěn)定固化設(shè)備選取

醫(yī)廢中心采用“飛灰+螯合劑+水+水泥”混合攪拌工藝，螯合劑的加入將飛灰內(nèi)的有毒有害污染物轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性的物質(zhì)，再利用惰性基材水泥與水反應(yīng)后可形成堅(jiān)固塊體的特征，將有害廢物包容在緊密固化體中，使其中所有污染成分呈現(xiàn)化學(xué)惰性被包容起來，減少重金屬對(duì)周圍環(huán)境的危害。

3.1 系統(tǒng)處理能力參數(shù)

設(shè)備穩(wěn)定化固化系統(tǒng)選型為 GFZS30型，飛灰處置能力為 20 t/h，年工作 330d，每天 1 班，每班 8 h（實(shí)際工作時(shí)間 6 h）。

系統(tǒng)混合攪拌干料容量 1500L，密實(shí)混合物 1000L；系統(tǒng)采用的物料混合配比為同行業(yè)常用的數(shù)值：飛灰100%，水泥15%，水25%，藥劑3%。計(jì)算可知混合機(jī)單罐次混合攪拌可處理飛灰 1500L，飛灰比重按 0.5t/m3計(jì)算，可得出混合機(jī)單罐次攪拌可處理飛灰 0.75t。

穩(wěn)定化固化系統(tǒng)作業(yè)單次循環(huán)時(shí)間設(shè)計(jì)為 2min（包含配料、混合、卸料的時(shí)間），即每小時(shí)系統(tǒng)可處理飛灰理論常能為 22.5t；系統(tǒng)年工作 330d，每天工作一班，每班工作8h（實(shí)際 6 h），每天處理飛灰的能力為 120t。

3.2 系統(tǒng)設(shè)備布置結(jié)構(gòu)說明

飛灰穩(wěn)定固化攪拌系統(tǒng)的整體布局自上而下分為儲(chǔ)料層、計(jì)量層、混合攪拌層、卸料層四個(gè)部分，各層之間通過鋼結(jié)構(gòu)支撐和樓梯連通。飛灰倉、水泥倉布置在攪拌站主體裝置的一側(cè)，下部安裝螺旋輸送機(jī)供料，流程見圖3。此整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)最大限度減少輸送過程中產(chǎn)生的物料阻力，使物料流程更加簡捷。飛灰倉和水泥倉錐體配備1個(gè)快拆型檢修口，檢修孔上安裝小的觀察孔。螯合劑罐和水罐根據(jù)工藝設(shè)置在液劑間，與控制室設(shè)置相鄰?？刂剖以O(shè)在設(shè)備主體附近，便于觀察系統(tǒng)整體運(yùn)行情況。主體機(jī)架采用彩鋼板瓦封閉，美觀、降噪、強(qiáng)制通風(fēng)、防塵（兩個(gè)筒倉的直筒段露天不封閉，除塵器不包封）。

圖3 飛灰固化穩(wěn)定系統(tǒng)工藝流程

4 運(yùn)行效果

飛灰穩(wěn)定化、固化后取樣檢測工作參考《工業(yè)固體廢物采樣制樣技術(shù)規(guī)范》（HJ/T20－1998）及《生活垃圾焚燒灰渣取樣制樣與檢測》（CJ/T531－2018）標(biāo)準(zhǔn)，所有檢測項(xiàng)目全部委托有資質(zhì)的第三方進(jìn)行取樣及檢測，結(jié)果見表1。

根據(jù)《生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889－2008）6.3條要求，飛灰無害化處理后的檢測指標(biāo)包括：（1）含水率小于30%；（2）二噁英含量低于3μgTEQ/kg；（3）按照固體廢物滲出毒物滲出方法醋酸緩沖溶液法（HJ/T300－2007）制備的浸出液中危害成分低于規(guī)定限值（見表1）。

表1 固體廢物浸出液檢測結(jié)果及濃度限值

5 經(jīng)濟(jì)對(duì)比

飛灰外運(yùn)處理費(fèi)用主要由第三方處置費(fèi)和運(yùn)輸費(fèi)組成。飛灰固化填埋費(fèi)用主要由飛灰量、水泥量、用水量、螯合劑組成。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析對(duì)比，飛灰外運(yùn)處理單價(jià)約4592.3元/噸，飛灰固化填埋單價(jià)為226.6元/噸，飛灰固化填埋單位遠(yuǎn)低于飛灰外運(yùn)處理，具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

6 結(jié)語

固化、穩(wěn)定化后進(jìn)行規(guī)范的填埋處置是國內(nèi)外采用最為廣泛的飛灰處理技術(shù)，該技術(shù)基于固化、穩(wěn)定化提供的廢物屏障，填埋場提供的工程屏障和良好選址提供的地質(zhì)屏障，形成多重屏障，以切斷重金屬和二噁英的暴露途徑，實(shí)現(xiàn)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)最小化的目標(biāo)，是我國飛灰處理的現(xiàn)實(shí)選擇。本研究可為飛灰穩(wěn)定固化工藝設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用提供科學(xué)指導(dǎo)，為解決我國醫(yī)療垃圾焚燒發(fā)展的“燃眉之急”與“后顧之憂”提供參考。