深圳市工業(yè)固體廢物現(xiàn)狀調(diào)查及垃圾焚燒與飛灰處理技術(shù)

李潔琳，蓋麗紅

山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司，山東 濟(jì)南 250000

1 2019年深圳市固體廢物現(xiàn)狀

2019年，深圳全市收集處置生活垃圾712.44萬t，其中焚燒和填埋處理處置量分別為443.23萬t和269.21萬t，無害化處理率達(dá)到100%；全市建筑廢棄物產(chǎn)生量約9581萬m3，其中市內(nèi)填埋處置約418萬m3，回填利用約1069萬m3，綜合利用約990萬m3；全市一般工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為228.96萬t，其中綜合利用200.14萬t，無害化處理處置28.69萬t；全市工業(yè)危險廢物產(chǎn)生量66.99萬t，其中綜合利用38.33萬t，無害化處理處置28.66萬t；全市污水處理廠產(chǎn)生污泥125.35萬t（實際地磅數(shù)據(jù)），日均處置3434.24t，污泥無害化處置率為100%[1]。

2019年深圳市危險廢物產(chǎn)生量為669481.8t，其中產(chǎn)生量在前三位的危險廢棄物分別是含銅廢物、表面處理廢物和焚燒處置殘渣，三項合計約占總量的78.66%，具體如表1所示。

表1 2019年深圳市產(chǎn)生量前三的危險廢棄物產(chǎn)生情況表

2 垃圾焚燒及飛灰處理技術(shù)

2.1 垃圾焚燒技術(shù)

垃圾焚燒處理技術(shù)發(fā)展于20世紀(jì)30年代，目前經(jīng)過幾十年的應(yīng)用與完善，技術(shù)越發(fā)成熟。在發(fā)達(dá)國家，垃圾焚燒處理得到了較為普遍的應(yīng)用。垃圾焚燒處理可以實現(xiàn)垃圾的無害化、減量化和資源化。

（1）無害化。垃圾焚燒會產(chǎn)生煙氣，主要成分包括SO2、氮氧化物、氯化氫、粉塵、二噁英等，對環(huán)境產(chǎn)生較大危害。垃圾焚燒的無害化是指通過先進(jìn)的煙氣處理工藝，對垃圾充分燃燒產(chǎn)生的SO2、氮氧化物等進(jìn)行處理，利用活性炭等充分吸附重金屬及二噁英，采用布袋除塵除去粉塵等。在有煙氣處理的前提下，垃圾焚燒可以達(dá)到無二次環(huán)境污染的程度。

（2）減量化。減量化是指通過垃圾焚燒可以使垃圾減重80%以上，體積減小90%以上。

（3）資源化。資源化是指垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能可以經(jīng)過回收與利用，用于發(fā)電和供熱。

2.2 飛灰處理技術(shù)

垃圾焚燒處理殘渣指垃圾在焚燒過程中產(chǎn)生的爐渣、漏渣、鍋爐灰、飛灰等，主要包括焚燒爐的爐渣和除塵器的飛灰。通過規(guī)范化的綜合利用，爐渣可用于制磚或應(yīng)用于路面墊層等，混合灰渣還可用作填埋場的覆蓋材料。飛灰指的是利用煙氣凈化系統(tǒng)收集獲取的粉塵，其成分較為復(fù)雜，其中的鉛（Pb）、鎘（Cd）等重金屬濃度含量頗高，二噁英等毒性成分濃度含量也比較高。垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的飛灰應(yīng)當(dāng)如何處理一直是困擾垃圾焚燒廠的一大難題[2]。飛灰成分受到多方面因素的影響，在范圍上變化比較大，主要成分包括CaCl2、CaSO3、SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等；還具備少量的重金屬，如Hg、Pb、Cr、Ge、Mn、Zn、Mg等；也具備微量的有毒有機(jī)物，如二噁英等。若沒有合理處理飛灰，采取直接填埋的方式，其中所含的有害物質(zhì)經(jīng)雨水浸泡滲透可滲入地下水，污染地下水的風(fēng)險較大?！秶椅ｋU廢物名錄》對焚燒飛灰編號為HW18，明確指出需對其進(jìn)行穩(wěn)定化處理后再進(jìn)行最終處置[3]。此外，飛灰的固化、穩(wěn)定化技術(shù)要點較多，主要涉及水泥固化法、熔融固化法、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化處理法等[4]，具體技術(shù)要點如下。

（1）水泥固化技術(shù)。水泥固化技術(shù)主要是通過水泥凝結(jié)和硬化對飛灰進(jìn)行固化、包容，降低飛灰可滲透性。主要做法是把飛灰與水泥通過水的調(diào)和，使其固態(tài)，然后在水化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，使硬度較高的水泥固化體有效形成，從而使焚燒飛灰污染較高或有毒有害成分浸出風(fēng)險得到有效降低[5]。與此同時，水泥固化技術(shù)主要適用于處理無機(jī)類廢物，特別是重金屬類污染物。在水泥與飛灰調(diào)和并最終固化的過程中，幾乎所有的重金屬在水泥的較高pH值環(huán)境下會形成溶解度小的氫氧化物或碳酸鹽，在固化處理的基礎(chǔ)上，使重金屬污染物質(zhì)析出受到阻礙，進(jìn)一步使飛灰實現(xiàn)穩(wěn)定化及無害化處理的目標(biāo)。此外，水泥固化技術(shù)具有成熟、工藝簡單、成本低廉、應(yīng)用廣泛等優(yōu)勢，值得推廣應(yīng)用。

（2）熔融固化技術(shù)。熔融固化技術(shù)主要利用熱（高熱）在高溫下將固態(tài)污染物進(jìn)行高溫熔融處理，將污染土、城市垃圾、尾礦渣、放射性廢料等熔化為玻璃狀硅酸鹽，利用玻璃體的致密結(jié)晶結(jié)構(gòu)使污染元素被束縛在玻璃體晶格中，確保固化體永久穩(wěn)定，因此也被稱為玻璃化技術(shù)。其主要機(jī)理是經(jīng)過玻璃化作用后，飛灰中的有機(jī)污染物將因熱解而被破壞結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)化成氣體逸出，而放射性元素和重金屬污染物被固定在已固化的玻璃體內(nèi)[6]。

（3）藥劑穩(wěn)定化技術(shù)。藥劑穩(wěn)定化技術(shù)在對化學(xué)藥劑和有毒有害物質(zhì)之間的化學(xué)反應(yīng)加以利用的基礎(chǔ)上，能夠讓有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成低溶解性、低遷移性、低毒性的物質(zhì)[7]。與此同時，此項技術(shù)在對廢物和化學(xué)藥劑間的化學(xué)鍵結(jié)合力、藥劑（凝結(jié)劑）對廢物的物理包容及藥劑（凝結(jié)劑）水合產(chǎn)物對廢物的吸附作用加以利用的基礎(chǔ)上，通過帶有絡(luò)合基的不溶性處理劑與飛灰進(jìn)行混合，在發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)之后，使穩(wěn)定絡(luò)合物有效形成，最終使飛灰當(dāng)中的有害物質(zhì)釋出[8]。

水泥固化技術(shù)、熔融固化技術(shù)和藥劑穩(wěn)定化技術(shù)主要對比情況如表2所示[9]。

表2 飛灰處理技術(shù)優(yōu)劣勢對比

結(jié)合上述分析，得出如下結(jié)論：

（1）水泥固化技術(shù)具有簡單實用、投資及運(yùn)營費(fèi)用低的優(yōu)點，但對毒性的穩(wěn)定效果較差；工程中大量水泥的使用將增加固化體的體積和質(zhì)量，與垃圾處理的宗旨—減量化、資源化、無害化不相符。

（2）熔融固化技術(shù)處理效果穩(wěn)定，主要缺點是投資費(fèi)用過高。

（3）藥劑穩(wěn)定化技術(shù)處理效果穩(wěn)定，且投資和運(yùn)營費(fèi)用適中。

3 結(jié)束語

隨著我國人民生活水平的提升，各種城市垃圾量急速增長，焚燒處置中飛灰大量產(chǎn)生，對生活環(huán)境造成極大污染，因此對飛灰進(jìn)行無害化處置具有重要意義。為此，需合理應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)及飛灰處理技術(shù)，從而有效提高污染處理效率及質(zhì)量，進(jìn)一步為城市居民構(gòu)建一個健康、舒適、優(yōu)美、綠色的生活環(huán)境。