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新形势下生活垃圾焚烧飞灰处置技术现状及建议

北极星固废网  来源:环境与发展  作者:程益锋  2019/4/17 13:58:00  我要投稿  

北极星固废网讯:摘要:随着人们生活水平的迅速提升,生活垃圾也快速增多。当前处置生活垃圾的重要手段之一就是利用焚烧技术。在进行焚烧过程中,会产生一定的飞灰,这些飞灰中富含的重金属、可溶盐等有机污染物,若不妥善处理,还会对环境产生二次污染。因此文章就新形势下生活垃圾焚烧飞灰处置技术的现状及建议展开相关论述。

垃圾焚烧飞灰的物理结构特性主要为灰白色颗粒状,孔隙率较大,比表面积也较大,棒状以及角质状为其主要的形状特点。从化学组分来看,飞灰的主要成分为硅、钙和铝等,同时厨余的垃圾、塑料垃圾等是城市生活垃圾的主要成分,在焚烧处理过程中,大量的可溶性盐将会产生,进而污染到水体资源,且导致重金属的严重污染。此外,消石灰作为烟气脱酸工艺中的主要成分,也进一步增强了飞灰的腐蚀性能。此外一些重金属、有机化合物的存在,导致飞灰产生的污染物降解处置难度增大,其中重金属的总量竟然高达9% 左右,浸出毒性极高,若直接排放到环境中,十分容易对水体、大气等产生二次污染。由此可见,对于焚烧生活垃圾产生的飞灰,务必要探寻到最为适宜的解决之路。

1 生活垃圾焚烧后飞灰处理现状

目前,关于飞灰处置策略主要包括两个方面:其一是稳定之后输送到填埋场进行安全填埋;其二是制备成为建筑材料进行二次利用。上述两种处置方法体现了飞灰处置逐渐从“无害化”转变为“再利用”。对飞灰进行再利用,既能降低废物的产生,降低物耗和能耗,还有助于节约填埋用地。目前限制和影响飞灰处置技术的重要因素为经费问题,因此既要进一步挖掘处置工艺潜能,还应该做好飞灰源头控制。

1.1 固化、稳定化,规范填埋

(1)水泥固化。这一项工艺的材料为水泥,将其设定为固化剂,用其和飞灰进行混合搅拌,同时添加一定的水分来予以溶解,待其经过一系列物理化学反应后,最终凝结成混凝土块,且碱性环境也能在一定程度上有效抑制重金属的析出。该处理工艺经过一系列试验后可知,飞灰固化效果直接受到水泥的混入量和养护时间的影响,当水泥的掺入量超过15%的时候,能够提升飞灰固化物的抗压强度,且经过测定后得知,其强度为0.225MPa,满足相关规范对于其强度的要求。纵然该工艺技术使用起来十分的方便,成本也相对低廉,然经过处置之后,重金属却难以达到稳定状态,亦需要辅以相应的稳定剂,方能确保其稳定性能,同时将水泥用量进行适当的减少,不过此时工程造价则是此时需要重点考虑的因素。

(2)化学药剂固化/ 稳定化。由于飞灰中含有的组分十分的复杂,且部分组分具有化学成分,因此借助化学反应来对于处置也不失为一种有效的办法。此时需要借助一定的稳定剂,促使稳定剂和飞灰中的化学组分产生一系列的化学反应,从而无害化处置飞灰。磷酸盐以及复合型的化学药剂均可以作为稳定剂材料。在使用该方法时,当复合化学药剂的含量为3%的时候,能够对重金属的浸出量进行有效抑制,且整体成本不高。

1.2 资源化利用

飞灰之中包含的化学组分类似于水泥材料,于是学界开始探讨,用其替代水泥材料,实现资源化利用。诸如混凝土、骨料等材料的制备等等。据相关实验得知,运用飞灰进行高强度混凝土的制备,能够有效控制重金属的渗出量。此外,按照一定的比例来混合配置水泥和飞灰,还可以将最终搅拌均匀的混合物用于路基填料,能够满足规范中对于填料的基本要求,且大大的减少了重金属的浸出量。

1.3 生物浸提法

该方法主要是借助微生物,诸如细菌或者真菌等,来将飞灰中富含的重金属进行分解和浸取。

2 应用案例

2.1 基本情况

SS市在2008年11月的时候投产运行了垃圾综合处理厂,并运用3台循环流化床焚烧炉来进行垃圾焚烧处置,日处理生活垃圾约为1400t。其中3台循环流化床焚烧炉中,一台日处理能力为300t,另外2台日处理能力为550t。2016年,该垃圾综合处理厂日均生活垃圾进厂量为1097t,其中本市区的大约为830t,QZ中心城区的约为267t。该垃圾综合处理厂自投产以来,直到2018年7月,共处置了飞灰固化物29.6万t。

2.2 主要问题

(1)飞灰大量产生,处理强度和难度较大。该垃圾综合处理厂在进行生活垃圾焚烧过程中,大约能够产生垃圾总量10%左右的飞灰,可见飞灰产出数量之大,处置难度极大。依据该垃圾处理厂2016年每日处理的垃圾总量来进行计算,可知,每一天该垃圾综合处理厂能够形成大约100t左右的飞灰,显然增大了后期处理飞灰的工作强度和难度。

(2)飞灰处置办法局限,安全问题凸显。现阶段,填埋场安全填埋以及运用水泥窑协同处置为飞灰处置的常用方式,也是生态环境部最为认可的方式。虽然飞灰得到了稳定化的处置,然其依然属于危险废弃物,在本地不具备安全处置的条件下,若需要转移处置或者利用其他方式处置难度都极大。虽多次和周边县(市)进行协调,问题依然未能解决。

(3)该地区陆地面积有效,飞灰填埋场选址十分困难. 该市的陆地面积不足160km2,常住人口也仅为65万人左右。能够建设飞灰填埋场的位置十分有限,且该市首个建成的飞灰填埋场库容也趋于饱和。

2.3 处理技术

(1)自建飞灰填埋场进行填埋处置。该市在建设该垃圾综合处理厂时,就同时配套建设了飞灰填埋场一期填埋库区,位置设置在垃圾焚烧厂的北侧,占地面积34.7亩,总投资2400 万元。该填埋场的一期库容大约为10.85万m3。该项目在2014年11月份的时候进行立项,2015年9月份的时候开始动工,2017年1月份的时候完成了主体工程建设,1 月10 日通过环保验收,开始投入使用。

(2)实行飞灰减量化处理。飞灰源头减量化乃是降低飞灰传播的重要途径。因此该市也在该方面下足了功夫,积极联合研究院所,开展飞灰减量化处理。在2016年1-4月份,通过和研究院所的配合,运用GY-I 型的飞灰稳定剂,不需要添加水泥,就能够进一步降低飞灰的产出量,利用该稳定剂处置后,和原工艺相比较,能够降低飞灰产出量约为20%左右。

(3)利用废弃石窟填埋飞灰稳定物。该市结合实际情况,合理运用废弃石窟生态修复技术,以此来实现对飞灰的处置。该市选择垃圾处理厂西北侧位置的废弃石窟,投资4900万元,对该石窟进行整平、防渗处理以及做好相应的排水措施,然后将垃圾焚烧厂经过稳定剂处理之后的飞灰稳定物、炉渣以及建筑垃圾等填埋在该石窟位置,当填埋到设计标高的时候,采取封场施工,并将一些植物种植在其上面,不仅实现了对飞灰的有效处理,还有助于美化环境,真正做到了生态修复。

2.4 效果评价

该市在进行飞灰处置时,主要选择了三种方法。第一,在垃圾焚烧厂北侧位置进行垃圾填埋场的建设,截止目前,该填埋场共填埋了飞灰稳定物为19.1万t,整个填埋库容已经达到饱和。通过长期的监测数据可知,该处置达到了预期效果,符合国家环保相关要求。第二,合理运用GY-I飞灰稳定性,不用添加水泥,就能够实现对飞灰的减量化处置,其能够降低填埋所占库容的20%左右。第三,结合本市实际情况,合理利用废弃石窟,将飞灰稳定物予以填埋,堆填处置后,并采取必要的植物生态修复措施,既能规模化处置飞灰稳定物,还能够起到美化环境,优化生态的功效。综上所述,新形势下,人们生活水平显著提升,整体经济形势大好,然各种问题依然存在,诸如生活垃圾的急速增长,而焚烧处置后,却会产生大量的飞灰,既增加了飞灰的处置难度,也增加了一定的安全隐患。特别是飞灰中十分复杂的组分和有毒有害物质,更是对生活环境产生极大的污染。因此对飞灰进行无害化处置,做好减量化控制意义非凡。本文基于当前飞灰处理现状的基础上,以SS市垃圾焚烧飞灰处置作为实例分析,探讨了垃圾焚烧飞灰的相关处置技术,效果表明,经过一系列措施后,飞灰得到合理处置,生态环境得到优化。

原标题:新形势下生活垃圾焚烧飞灰处置技术现状及建议

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