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采用湿式化学处理法提取飞灰中的重金属,主要具有以下优点:
(1)飞灰中的可溶盐溶解于水中,提高了处理效果,增加了处理物的稳定性;
(2)处理物中的可溶盐较少,且形态为脱水滤饼状,易于操作、搬运、填埋;
(3)工艺简单,可操作性强,但也存在需对可溶盐和排水进行处理的弊端,一般只用于重金属浓度较高、有必要进行回收的情况下,目前很少应用。
3、膜蒸馏技术
膜蒸馏技术已在国内研究了近30年,一直没有工业化运用起来,其中根本的一个原因就是没有合适的“膜”。PTFE高能膜蒸馏技术成功运用到垃圾飞灰脱盐预处理、高盐废水处理、物料浓缩分离、高难废水处理等领域。在垃圾飞灰膜蒸馏浓缩系统脱盐预处理中可以将飞灰水洗后的溶液浓缩至近饱和前(30%)的任意浓度,可灵活控制浓缩量,处理时还不受盐分浓度的影响。溶液经过膜蒸馏系统的浓缩,产出的水质达到蒸馏水标准可回用水洗飞灰;除此之外,该系统可利用80度以上废热,太阳能,工厂热烟气,热水,设备余热,间断式蒸汽或地热等廉价低品位能源。”而飞灰经过水洗处理产生的沉淀物则送至水泥窖做水泥骨料,确保了飞灰的多重循环利用,实现飞灰处理的无害化、减量化、资源化。
由于垃圾飞灰水洗之后的溶液含盐率的不确定性(含盐率常在8%左右,也会极少出现8%以下),无法采用常规超滤、反渗透工艺。而利用膜蒸馏系统几乎不受盐分浓度的影响,可直接进入膜蒸馏系统将高盐废水浓缩至近饱和状态。再将近饱和高盐废水进行两级杂盐的分离后盐结晶,产生氯化钠纯度在90%以上可作为工业盐资源化利用。
采用膜蒸馏方案进行处理,使得水洗后的飞灰进入水泥窑焚烧去除二噁英后可直接作为水泥骨料资源化利用,飞灰中的盐进入水中,最后结晶出工业盐也可资源化利用。水洗后的溶液利用水泥窑200多度的烟道尾气余热进行换热达到80度的工作水温,进入膜蒸馏系统循环浓缩,可使溶液浓缩至近饱和状态,从而降低大量的系统运行能耗,降低飞灰的处置成本。
膜蒸馏浓缩系统在现有的垃圾飞灰水泥窑协同处置工艺上进行了改进和创新。在能耗方面进行了优化,减少了运营成本,完善了杂盐分离技术,使最后结晶出工业盐资源化利用。
4、安全填埋法
安全填埋法是将垃圾焚烧飞灰在现场进行简单处理后,送入安全填埋场进行填埋的方法,是目前处理垃圾焚烧飞灰最安全可靠的手段之一,但安全填埋场的建设和运行费用较高,垃圾焚烧处理厂难以承受,同时也不能达到减容化和资源化的目的,因此今后会逐渐减少此方法的应用。
5、其他
国外曾研究在焚烧飞灰中加入SiO,MgO,TiO,制造玻璃,并将其进一步转化为玻璃陶瓷制品,作为建筑材料。
随着经济的发展和人们环保意识的提高,对于未来垃圾焚烧飞灰的处理应该是随污染物排放标准的提高,无害化程度也进一步提高,同时尽可能减少处理和控制二次污染物的运行费用。
展望
基于中国城市垃圾焚烧飞灰的性质和处理特性,焚烧飞灰的处理与利用技术必须从资源化利用和环境影响两方面加以考虑,既要考虑焚烧飞灰资源化利用的可行性,在经济成本与环境保护中找到最佳平衡点,又要使焚烧飞灰处理产物的环境特性达到所限定的标准。结合我国实际情况,垃圾焚烧飞灰处理的发展方向应该包括以下3个方面:
(1)开发先进的焚烧炉,并加强对入炉垃圾的控制;
(2)开发稳定效果好、处理成本低的化学稳定剂以减少垃圾焚烧飞灰中的重金属迁移;
(3)开发安全可靠、能耗低、效益好的资源化技术,资源化处理垃圾焚烧飞灰,变废为宝。
国外通常将医疗垃圾消毒处理后和生活垃圾一起进行焚烧,但因我国生活垃圾未进行分类收集,垃圾焚烧灰组成与国外有一定的区别,不能直接引进国外技术。因此,必须结合垃圾焚烧飞灰的组分、生活垃圾的处理规模、能量来源、建设投资费、运行费用、操作复杂性、金属回收以及产物利用等多方面的因素,综合考虑,真正做到垃圾焚烧飞灰处理的安全、经济、实用、可靠。
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