垃圾焚燒產生的飛灰主要是焚燒過程中煙氣的細顆粒物,其中包括煙氣處理的反應產(chǎn)物。飛灰中汙染物主要來自生活垃圾。現階(jiē)段,將飛灰按照一般工業廢物管理,進行填埋處理是現實的選擇。
飛灰的特(tè)征汙染物並不是二惡英,控製二惡英形成的有效方式是控製垃圾的焚燒過程
有人說二惡英是焚燒飛灰的特征汙染物。實際(jì)上國(guó)內外許多研究表明,生活(huó)垃圾中本身(shēn)就(jiù)含有微量的(de)二惡英。
有研究表明,當垃圾(jī)被運往焚燒廠(chǎng)時,二惡英含量就已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚燒過程中也會產生二(èr)惡英(yīng)。因此,要采取有效(xiào)措施消除它,特(tè)別是(shì)要(yào)消除(chú)在焚燒後期形成(chéng)的二惡英,並至少應控製在低水平。
要控製二惡英形(xíng)成,其有效方式是控製垃圾的焚燒過程。歐洲多國研究表明,對於達到歐盟(méng)標準的現代化垃(lā)圾焚燒廠,生活(huó)垃圾經過焚燒後,向空氣中二惡英排放量隻相(xiàng)當於原有含量(liàng)的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環境中所有介質排放量為17.63ngTEQ/kg垃圾,相當於原有含量的35.3%,這其中通過飛灰排放的二惡英約占30%,通過爐渣排放的二惡英(yīng)約占5%。
這(zhè)也說明經過垃圾焚燒,其中垃圾(jī)中原有二惡英的64.7%得到分解,因此,通過現代化的垃圾焚燒處理,環境中的(de)二惡(è)英淨含量是下(xià)降的。
如果二惡英(yīng)是飛灰的特征汙染物,那麽將垃圾飛(fēi)灰(huī)通過水泥窯協同處理(lǐ)就可以了。而實際上,目前製約飛(fēi)灰進入水泥(ní)窯(yáo)協(xié)同處理的(de)因素不是二惡英而是氯。根據《水泥窯(yáo)協同處(chù)置固體廢(fèi)物環境保護技術規範》(HJ 662-2013),協同處置(zhì)企業應根(gēn)據(jù)水泥生產工(gōng)藝特點,控製(zhì)隨物料(liào)入窯的氯(Cl)和氟(F)元素的投加量(liàng),以(yǐ)保(bǎo)證水泥的生產和熟料質量符合國家標準。入窯物料中氟元素含量不應大於0.5%,氯元素含(hán)量不應大(dà)於0.04%。而飛灰(huī)中,氯含(hán)量可達到2%~8%,因此,利用水泥窯協同處理飛灰往(wǎng)往需要脫除氯。
管理(lǐ)飛灰需(xū)要結(jié)合現實的環境影響(xiǎng)以及處理(lǐ)能力,填埋處理是(shì)現階段的選(xuǎn)擇
2012年全國(guó)城市生活(huó)垃圾年焚(fén)燒量約為3600萬噸。飛灰(huī)產生量至少在180萬噸。由於采用爐排爐,飛灰產生量約為焚燒生活(huó)垃圾量的2%~3%,即焚燒1噸生活垃圾產生飛灰量20千克~30千克;而采用流化床焚燒爐,飛灰產生量約為焚燒生活垃圾量7%~12%(如果超量加煤,這個比例就高),即焚燒1噸生活垃圾(jī)產生飛灰量為70千克~120千克。
根據環境保護部2012年中國環境狀況公報,2012年底(dǐ),《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》確定的57個危險廢物集中(zhōng)處置設施建設項目中,已基本建成36個,形成危(wēi)險廢物集中處置(zhì)能力143萬(wàn)噸/年。如果(guǒ)將焚燒生活垃圾產生的飛(fēi)灰按照危(wēi)險廢物來處(chù)置,全國危(wēi)險(xiǎn)廢物處置設施的能力全部用來處(chù)理生活垃(lā)圾飛灰都遠遠(yuǎn)不夠(gòu)。
如果將垃圾(jī)焚燒廠飛灰按照危(wēi)險(xiǎn)廢物處置,99%的生活(huó)垃圾焚燒廠將關門,一方(fāng)麵(miàn)是因為付不起處理費(fèi)用;另一方麵,即使支付得(dé)起費用,危險廢物的處(chù)置能力也無法滿足(zú)。而若按照一般廢物處(chù)置,如固化,進入生活垃(lā)圾填(tián)埋場,那麽99%的流化床焚燒爐將關門,焚燒(shāo)1噸(dūn)垃圾,流化床(chuáng)焚燒爐產生的飛灰是爐排爐的數倍,高處理成本也將迫使這些(xiē)廠關門。
垃圾焚燒產生的飛灰,實際上可以看成生活垃圾中部分汙染物的濃縮。對飛灰進行填埋處(chù)理是可以接受(shòu)的選擇。美國將飛灰與爐渣(zhā)一起進行單獨填埋(mái),或在生活垃圾填埋場進行填埋,其他發達國家和地區如荷蘭、新加坡、台灣等也多采用固化填(tián)埋處理。
垃圾焚燒廠飛灰如何管理,需要(yào)結合實際(jì),特別是現實的環境影響以及處理能力。現階(jiē)段,將生活垃圾焚燒飛灰(huī)按照一般工業廢物管理,單獨進行填埋(mái)處理,或(huò)在(zài)生活垃圾填埋(mái)場設(shè)置(zhì)單獨填埋(mái)區進行填埋處(chù)理是現實的選擇(zé)。
五種垃圾焚燒(shāo)飛灰處理技術(shù)分(fèn)析
清華大學教授(shòu)聶永豐介紹,垃圾焚燒飛灰處理技術主要有五種:
一是水泥固化(huà)—危廢填埋場。優(yōu)點是水泥固化技術工藝成熟(shú)、係統簡單、易於操作,固化處理費用較低。但固化體的an全填埋處置費(fèi)用高,重(chóng)金屬長期穩定性(xìng)也(yě)較差,處理(lǐ)後固化體的強度偏低。
二是飛灰螯合穩定化—衛生填埋。這一技術要求焚燒飛灰含水率小於30%;二惡英含量低於3μgTEQ/kg等。在實際操作中,可能會存在一些問題,如滿足要求配比隨飛灰而變、成本未降低、部分地區無足夠土地資源。
三是飛灰熔融處理技術。優點是減容率高,一般可減至1/2~1/3(體積);熔渣品質穩定,無重金屬溶出,可再生(shēng)利用;可完全分解二惡英(yīng)及(jí)其它有機汙染物。但也存在一些缺點,如高溫(wēn)條件下會產生含有Pb、Zn、Cd等易揮發重(chóng)金屬的廢氣,需設(shè)置後續煙氣處理裝置(zhì);工藝複雜;能源消耗大、處理成本高。
這一技(jì)術日本應用較多,歐洲也有應用,但昂貴的處理費用和複雜的處理係統大大製約了熔融(róng)固化技術在中國的推(tuī)廣和應(yīng)用。
四是飛灰燒結輕骨料處理技術。它可同時實現垃圾焚燒飛灰的無害化處理與資源化利(lì)用,不僅重金屬汙染物實現了有效的固定,二惡英類汙染物得到分解破壞(huài),煆燒產品具備了高強型輕骨料的特點,可應(yīng)用於澆注普通混凝(níng)土和鋪設路基墊層。這一(yī)技(jì)術的處理成本遠低於(yú)進入an全(quán)填埋場的處置費用,據悉在天津已有應用。
五是(shì)飛灰(huī)水泥窯共處置技術。由於焚燒飛灰可替代原料,以及水泥窯回轉窯適宜處理此類的(de)危險廢物,操作工藝易於控製,汙染物處理幹淨,並能實現資源化利用。國外已有實例,國內技術研究進展(zhǎn)快。但飛灰須進行適當的預(yù)處理,降低可溶鹽的含量,以滿足水泥生產的(de)要求和避免重金屬揮發。