随着我国城镇化的快速发展和人民生活水平的日益提升,城镇生活垃圾产量也随之快速增长。对于大量的生活垃圾其处置问题备受关注。生活垃圾焚烧发电因具有减量化明显、占用土地资源少及可实现能源化的优势,逐渐成为我国生活垃圾处置的主流方式。城市生活垃圾焚烧能力占无害化总能力比例达到50%,东部地区达到60%。垃圾焚烧产业爆发式增长,飞灰产生量巨大。到2020年底,垃圾总焚烧量达59.14万吨/日,年产生飞灰量约为1000万吨,飞灰资源化处置势在必行。
飞灰的产生
飞灰的危害
飞灰毒性危害极大,其含有最毒的无机物“重金属”和最毒的有机物“二噁英”。含有常见对人体危害最大的5种重金属:铅、铬、汞、砷、镉。这些重金属在水中不能被分解,与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物,属于危险废物(HW18)。
飞灰一旦排放到环境中,将会对水,空气、 土壤造成严重的污染和破坏,同时对生物体也产生极大危害。因此如何合理利用飞灰,实现废弃资源的再度利用已迫在眉睫。
飞灰的处理工艺
通过物理或化学反应,对飞灰中的重金属、二噁英类、氯盐等一种或几种物质进行一定程度的去除,或者抑制其可浸出性,使处理后的飞灰满足后续利用或处置要求的过程。
1、低温热分解:将飞灰在缺氧或无氧气氛下,通过低于500℃的低温热分解反应,将其中的二噁英类脱氯解毒的过程。
2、高温烧结:将飞灰或其处理产物与其他硅铝质组分、助熔剂进行混合后,通过高温使其部分熔融, 冷却后形成烧结体产物的过程。
3、高温熔融 :将飞灰或其处理产物与其他硅铝质组分、助熔剂进行混合后,通过高温使其完全熔融, 再经过水淬等急冷处理,形成致密玻璃体产物的过程。
4、固化与稳定化技术:这种处理方法能够使危险废物中涉及的全部污染组分,表现出化学惰性,或是将其包容起来,从而方便对其进行处置、利用或是运输。
(1)沥青固化技术
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沥青的化学稳定性较好,同时具备一定的粘接性、弹性、塑性,能够抵御很多酸、碱类物质的腐蚀。沥青固化是将沥青固化剂、飞灰搅拌在一起,在特定的配比、碱度、温度下,让其产生皂化反应,从而使有害物质能够均匀的附着于沥青中,从而产生固化体。沥青固化的具体方法主要有两种,其一是加热沥青,在高温作用下,将沥青变为熔融胶粘性液体,掺和飞灰,并借助沥青的粘合作用将危废包裹,冷却后便能得到固化体。第二,通过对乳化剂的使用,对沥青进行乳化处理,而后将乳化沥青、飞灰混合起来,再进行破乳、脱水等一系列操作,就能得到沥青固化体,这种方法在室温下就能完成。
(2)水泥固化技术
该技术是对固化剂、飞灰进行混合处理,让其产生新的物质——固化体,使危废中的有害成分被封锁在固化体中。最常用的危废固化剂就是胶凝材料水泥,因而在焚烧飞灰处理中,水泥固化技术是一种常用的处理办法。将飞灰倒入水泥基质中,经过既定条件的酝酿,在化学、物理作用下,就能产生一些微小的金属氧化物,从而使污染物的迁移得到控制。在此过程中,要使固化的效果得到提升,保证固化体的性能,在固化过程中,就要根据危废的性质以及其对产品质量的要求,选择适宜的添加剂类型、剂量。
(3)化学药剂稳定化技术
该技术是借助化学药剂的化学反应,让有毒、有害物质的毒害水平下降,逐渐转变为毒性低、溶解性低的物质。在飞灰处理处置中,采用化学药剂稳定化技术,不仅能够达到无害化的要求,同时也能保证少增容甚至不增容,使处理的效率得以提升,进而提升飞灰处理的经济效益。化学药剂稳定化技术的应用,必须建立在特定的范围内,它主要应用在重金属废物的处理中。现阶段,金属稳定化技术已经十分丰富,像pH值控制技术、离子交换技术、沉淀技术等。
5、水洗脱盐预处理(FWD)+水泥窑协同处置技术:利用三级或多级逆流漂洗技术对飞灰、窑灰或类似粉体物料进行水洗以脱除物料中的可溶性物质,进而达到二次利用或脱毒的目的。实现飞灰高效脱盐,进而实现全部资源化利用。经FWD技术处理后的飞灰或窑灰,氯元素去除率≧95%,含水率低于2%。
飞灰的管理要求
根据《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》的政策,对飞灰收集、贮存、运输污染控制要求有:
1、飞灰贮存设施应具备防扬尘、防雨、防渗(漏)等措施,并应符合《危险废物贮存污染控制标准》(GB 18597)的要求。
2、飞灰贮存设施收集的废气直接排放的,其颗粒物应不超过《大气污染物综合排放标准》(GB 16297)规定的排放浓度限 值。如果收集的废气导入生活垃圾焚烧炉烟气排放系统排放,应不影响焚烧炉烟气达标排放。
3、在飞灰贮存、运输过程中,应采用封闭包装或置于密封容器内,或使用封闭槽罐车散装运输。
4、飞灰收集、运输、贮存的其他要求应符合《危险废物收集、贮存、运输技术规范》(HJ 2025)的规定。
5、飞灰处理产物的收集、运输、贮存应根据其管理属性分别符合相关标准的要求。
在最新的《国家危险废物名录(2021年版)》的危险废物豁免管理清单中,有对生活垃圾焚烧飞灰和医疗垃圾焚烧飞灰的豁免内容,其中:
772-002-18的生活垃圾焚烧飞灰在运输环节经处理后满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889)要求,且运输工具满足防雨、防渗漏、防遗撒要求的不按危险废物进行运输;
772-002-18的生活垃圾焚烧飞灰在处置环节满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889)要求进入生活垃圾填埋场填埋的,填埋处置过程不按危险废物管理;
772-002-18的生活垃圾焚烧飞灰在处置环节满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485)和《水泥窑协同处置固体废物环境环保技术规范》(HJ662)要求进入水泥窑协同处置的,在水泥窑协同处置过程不按危险废物管理;
772-003-18的医疗废物焚烧飞灰在处置环节满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889)要求进入生活垃圾填埋场填埋的,填埋处置过程不按危险废物管理。
最后“2020危险废物处理处置创新技术与设备选型大会”将于2021年1月15-17日在济南召开,会议将深入探讨和分析危险废物产业政策、技术发展趋势,并就废酸、废盐、废催化剂、废活性炭、废包装容器、含重金属污泥、医疗废物等众多危险废物资源化利用,以及危险废物等离子技术、协同处置技术、热裂解技术和设备等进行研讨,大家多多关注!
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