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垃圾飞灰变资源 聚焦飞灰玻璃化应用

北极星环保网来源:山东迪芬德环保科技有限公司 张荣坤2018/11/26 9:43:02我要投稿
所属行业: 固废处理  关键词:垃圾飞灰 飞灰玻璃化 垃圾焚烧

北极星环保网讯:随着中国城市化进程的推进,城市生活垃圾也在日益增长。如何有效的处理城市生活垃圾,这个课题摆在了我们面前。(本文由:山东迪芬德环保科技有限公司 张荣坤授权发布;其它渠道未经授权转载,将追究相关责任)

垃圾焚烧成为处理城市生活垃圾处理的有效途径。其一,可以有效的解决垃圾存放带来的污染;其二,可以资源再次利用,发电、供暖。

由于,当前国民对生活垃圾还没有做到有效分类处理。由此,生活垃圾焚烧后,烟气中带来了二恶英及重金属。相应的又带来了“二次污染”。

飞灰一般被归为危险废物类,极少有资源利用,多数是经过稳定化、无害化处理达到相关要求后,运往常规填埋场或危险填埋场填埋。

飞灰的危害性主要表现在以下两个方面:

1、重金属毒性

城市生活垃圾焚烧后,由于垃圾均含有微量的重金属元素,这些重金属元素在垃圾焚烧过程中会发生迁移和转化,大部分矿物和有毒元素浓缩于焚烧灰渣中,使得城市生活垃圾焚烧灰渣(包括炉渣和飞灰)中有毒元素的含量比一般土壤中大100倍。尤其是飞灰中重金属含量特别高。

在城市生活垃圾焚烧处理时,由于入炉垃圾成分复杂,几乎无所不有,垃圾中所含的重金属如:Hg、Pb、Cd、Cu、Zn、Ni等会发生不同程度的挥发和迁移现象,从固相向气相中迁移,使烟气及飞灰中的重金属含量增加。对于不同种类的重金属,其迁移程度是不同的。

城市生活垃圾中的72%的Zn、24%的Cr、30%的Ni、36%的Cu86%的Pb转移到飞灰中。

2、二噁英类持久性有机污染物毒性

常温下各种二噁英是固体,熔点很高,无极性,难溶于水,但易溶于脂肪。二噁英化学稳定性强,不仅能在强酸中和强碱中保持稳定,而且在氧化还原作用下很稳定,自然环境中的水解、光解和微生物降解作用对二噁英的影响很小。

但在800℃后容易分解,在紫外线照射下也容易分解,然而由于大气中二噁英主要吸附在气溶胶颗粒上,较难吸收到紫外线。所以,二噁英一经产生,便能在环境中长时间存在。

飞灰的比表面积很大,对二噁英有很强的吸附作用,导致飞灰中二噁英浓度很高。飞灰成为生活垃圾焚烧排放二噁英和重金属等二次污染的主要载体,因此包括我国在内的许多国家对环境规定为危险物,必须进行特殊处理。

3、热处理技术

在许多国家,热处理技术被广泛的用到处理飞灰中,热处理飞灰不仅使飞灰的体积大幅度降低,显著地降低飞灰中的重金属的浸出率,而且经过热处理的产品能进行回收利用。可分为三类:烧结、熔融和玻璃化,通常把熔融和玻璃化为一类,称为熔融固化或者玻璃固化。

4、熔融技术

熔融技术是目前国内外一项比较先进的垃圾焚烧飞灰无害化资源化处理技术,相对于水泥固化和化学处理而言,熔融处理无害化程度彻底、产品的稳定高、运行费用适中,减量显著,并且可以实现资源利用化,因此城市生活垃圾焚烧飞灰熔融成为近年来固体废物处理领域新的研究点。

在高温1200~1400℃对飞灰进行熔融处理,飞灰中的有机物发生热分解、燃烧及气化,而无机物中的SiO2 在熔融处理后形成Si-O网状结构,把飞灰中重金属包封固化在网状结构中,形成具有刚性的非晶态的玻璃物质。

经熔融处理后,飞灰中的二噁英等有机物受热分解得到彻底的消解破坏;飞灰中所含较低沸点的重金属盐类以尾气的形式捕集下来,其余的金属转移到玻璃渣中,大大降低了重金属的浸出率。

玻璃态熔渣使飞灰中重金属形成不易浸出的形态,通过毒性浸出特性实验结果发现,Zn、Cr、Pb、Cd、Cu等重金属浸出率非常低,说明重金属取代硅酸盐矿物中部分Ca2+、Al3+而包封在硅酸盐的网状晶格中而非常稳定固溶于玻璃相中。

而且飞灰经熔融处理后,密度大为增加,飞灰减容率大2/3以上,得到熔渣可以作为路基材料、混凝土骨料、沥青骨料,达到资源利用的目的。

5、 玻璃电熔法处理飞灰的主要优点

与常规处置飞灰的方法(药剂稳定法、煅烧法)相比,玻璃电熔法处理飞灰具有以下突出优点:

(1)飞灰中重金属在电熔处理过程中,形成新的晶相而被完全稳定化,其浸出浓度远远低于国家危险废物鉴别的标准极限。

(2)电熔处理后产生的玻璃液经过成型设备可以生产出优质的微晶玻璃、玻璃纤维、离心玻璃;其水淬后的玻璃可以用于泡沫玻璃生产的优质原料,经过发泡、退火等工艺处理,可以生产高性能的绝热保温材料,满足建筑材料市场的需求。真正实现飞灰的资源化。

(3)飞灰中的有机污染物,包括二噁英,被彻底分解,飞灰真正实现无害化。

(4)整个处理过程没有废水、废渣产生,由于采用全电熔工艺,整个过程的烟气产生量较小,经过布袋除尘器等尾气净化处理后达标排放。

通过焚烧飞灰熔渣SEM图和飞灰SEM图相比较,可以看到熔渣的外表光滑,平整而且密实,形成完全的玻璃相,使得重金属的溶出性能大幅度降低,确保产品的环境安全。

6、玻璃电熔技术处理城市生活垃圾焚烧飞灰制造玻璃制品的方案特点:

(1)技术成熟:技术成熟、可靠性强。

(2)技术能力强:本项目设计、调试人员均为长期从事相关的技术工作人员,曾多次主持或参与相似的项目工作,经验丰富、调试、操作水平高。

(3)运行成本低、产品质量好

(4)窑炉使用寿命长

综上所述,在玻璃制品中绝大部分的重金属浓度低于仪器的检出限,所有被检出的污染物,其浓度也远远低于危险废物的标准限值。

延伸阅读:

垃圾焚烧发电厂飞灰无害化处理的探讨

铝硅酸盐固化稳定化垃圾焚烧飞灰技术

垃圾焚烧飞灰制备硫铝酸盐水泥的安全性研究

垃圾焚烧飞灰无害化与资源化现状及发展趋势


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