熔融法处理垃圾焚烧飞灰过程中重金属分离浓缩的效果研究

北极星环保网讯:针对现有垃圾焚烧飞灰资源化技术容易使重金属等有害物质进入烟气或产品，最终重新分散在环境中，造成“逆向污染”的问题，研究利用高温熔融法处理飞灰，烟气处理系统中利用预除尘系统、急冷降温系统以及布袋除尘系统，富集烟气中重金属并加以回收，结果表明：

3种浓缩灰中Zn、Pb、Cu、Cd富集浓缩现象明显，产品建材基材中重金属浸出浓度同时满足GB5085.3—2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别和GB16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准限值要求。

生活垃圾焚烧飞灰富含重金属及二恶英等毒性物质，在我国和世界上很多国家被列为危险废物。虽然目前主要的飞灰处理方式仍以稳定化填埋为主，但由于这种处理方式的诸多弊端及飞灰中某些成分再利用价值的日益凸显，飞灰资源化处理处置技术已成为飞灰处理技术发展的主流方向。

目前我国相关标准和规范中的飞灰资源化处理处置技术主要包括水泥窑协同处置和高温烧结/熔融协同处置，但前者处理过程易受到飞灰性质影响，还存在将飞灰中通过多重复杂过程富集浓缩的重金属等污染物最终又重新分散在产品水泥熟料中，形成“逆向污染”的风险。

本研究基于利用高温熔融对飞灰进行解毒处理、同步生产建材基材的工艺，该工艺将飞灰无预处理直接入窑，掺量占入窑物料总量的67%，通过热脱除分离飞灰中的重金属，通过烟气处理系统的预除尘、急冷降温及布袋除尘等系统使其向浓缩灰中富集并加以回收，降低产品建材基材中重金属含量，保证正常生产环保控制指标和产品性能。

目前我国尚没有关于飞灰进入窑炉后重金属分离技术的研究报道，本研究基于上述项目，对飞灰中重金属向浓缩灰的富集浓缩效果进行评估，明确上述物质在新型回转窑系统中的浓缩富集规律，对进一步提高系统运转效率、提高产品环保性能十分必要。

1实验材料与方法

1.1实验材料

1)供试材料：原料、浓缩灰(预除尘)、浓缩灰(急冷降温)、浓缩灰(布袋除尘)、产品建材基材共5种样品均取自天津市固废集中处置与综合利用中心，每8h取样1次，记为1个班次的样品，其中原料按照飞灰(来源1)∶飞灰(来源)∶助剂质量比1∶1∶1组成，成分见表1。

表1飞灰及助剂化学组成

2)取样工况说明：飞灰自新型回转窑窑尾入窑，依次通过窑内低温段、预热段、高温段(物料在窑内停留时间0.5h，窑内高温段1250℃)后窑头卸出形成产品建材基材。烟气处理系统中的预除尘系统、急冷降温系统、布袋除尘系统分别形成浓缩灰。其工艺流程见图1。

图1工艺流程

1.2试验方法

按照GB5085.3—2007危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别和GB16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准进行产品建材基材重金属浸出毒性分析。原料、浓缩灰、产品建材基材等固体样品重金属元素含量按照HJ781—2016固体废物22种金属元素的测定电感耦合等离子发射光谱法测定。

延伸阅读：

垃圾焚烧飞灰无害化与资源化现状及发展趋势

垃圾焚烧发电飞灰处理现状及技术选择