濕法爐渣處理技術探討

宗 達 ，王子釗，孔 芹

（光大環保技術研究院有限公司，廣東 深 圳518040）

1 爐渣處理必要性

為緩解城市生活垃圾產量持續增長和日益緊張的填埋場容量之間的矛盾，全國各地都在積極建造垃圾焚燒廠。焚燒可使垃圾減量約90% ，但垃圾焚燒會產生占焚燒垃圾總質量30%左右的底灰［1］。國家規定，焚燒產生的爐渣與除塵設備收集的飛灰應分別收集、貯存和運輸，爐渣按一般廢物處理，飛灰按危險廢棄物處理［2］。

為促進生活垃圾焚燒爐渣循環利用技術在我國的推廣，實現資源節約與綜合利用工作，我國已將《生活垃圾焚燒爐渣利用技術要求》列入2007年度國家標準計劃，《生活垃圾焚燒爐渣集料》的技術標準也于2010年9月發布。

就目前而言，國內的生活垃圾焚燒發電廠產生的為數較多的爐渣還沒有普遍利用起來，管理較為規范的企業還能將爐渣送往填埋場填埋處置，但受運營成本和填埋庫容的影響，絕大部分焚燒爐渣都被隨意堆放，也有個別私下外運用作綠化或農用的現象發生。雖然無論從產生量、穩定性還是對周圍生態環境的污染程度而言，相對于其它固體廢棄物，如污泥、建筑垃圾和餐廚垃圾，焚燒爐渣對環境影響要小得多。但如果長期無序堆放、雨水沖刷，勢必造成有礙景觀、占用土地、堵塞管道的不利影響，如果通過無序手段流入食物種植領域，這些都是和垃圾處理無害化、資源化的初衷相去甚遠，而且就爐渣而言，其本身潛在的剩余價值也沒有得到充分的利用。

2 濕法爐渣處理工藝介紹

國內較為常用的爐渣濕法預處理工藝基本相似，即爐渣經過分揀、去除大鐵塊、篩分、濕法破碎、去除細鐵、去除有色金屬等流程，實現金屬的提取及爐渣的凈化。較之于干法，濕法處理的優點是搖床與跳汰機的使用能夠最大化的提取爐渣中的金屬成分（提取率達到90%以上）。

2.1 典型工藝一

2.1.1 工藝流程

工藝流程詳見圖1。

圖1 爐渣濕法預處理典型工藝一流程

2.1.2 工藝說明

對上述國內垃圾焚燒發電廠普遍采用的爐渣濕法處理工藝，主要描述如下。

（1）爐渣入料：把爐渣從發電廠運到爐渣處理場地，并裝入投料斗；

（2）分揀：爐渣經初步分揀、將混雜其中的極少量較大輕質雜物清除出來，未燃盡可燃物返回垃圾焚燒廠繼續焚燒，固體廢棄物不可燃盡雜質運到垃圾填埋廠填埋；

（3）一次除鐵：通過前裝機上料至振動給料機，在振動給料機的輸送過程中，混雜在爐渣中的較大粒度雜質會分離，清除大粒度雜質的爐渣進入磁力滾筒；

（4）濕法破碎：初步清除出金屬后再進入濕式打砂機，同時沖洗水也從打砂機的上方流入，打砂機將爐渣中100 mm以下的燒結渣塊、石塊或混凝土塊等堅硬的物質充分細碎。目前，打砂機的出料粒度可以根據后續要求調整到10～0.8 mm之間；

（5）二次除鐵：輸送帶上安裝吸鐵機吸取粗廢鐵，破碎后用金屬回收設備把重金屬和鐵粉進行回收；

在生長情況觀測中，大花月季生長量最高，其中最突出的為梅郎口紅、月季王朝、大紫光、彩云、金獎章、美國粉、薩曼莎等；藤本月季生長量次之，其中最突出的為御用馬車、安吉拉；豐花月季整體生長量最小，位居前五位的為紅帽子、世紀之春、金馬莉、滿堂紅、仙境、冷香玫瑰。

（6）有色金屬去除：經打砂機粉碎后的爐渣直接進入鋸齒波跳汰機，渣粉中的重介質顆粒物質，如金屬及其它重物質得到充分沉降，隨著下降水流流入跳汰機底部，再通過管路收集；清除出重介質雜物的漿狀爐渣原料排至搖床，經過搖床的高效、自動篩選，可以再次將殘留在爐渣中的金屬類重介質分離，而經過搖床分層的較輕的物質，基本上已經去除了所有金屬物質。經上述多級聯合分選，混雜在爐渣中的各類輕重介質絕大部分都被清除出來；

（7）篩分與出料：瀝干水分后的爐渣通過前裝機上料，進入高效雙層振動篩，篩孔尺寸根據終端產品的需要設置。

2.2 典型工藝二

2.2.1 工藝路線

工藝路線詳見圖2。

2.2.2 工藝說明

（1）篩選及一級破碎：經焚燒產生的爐渣，組成成分混雜，為了先清理大塊的為完全燃燒的垃圾，需要對爐渣進行一次篩選及一級破碎。具體操作：爐渣通過傳送帶輸送進篩選滾筒進料口。直徑小于100 mm的爐渣顆粒透過滾筒側面網孔流出，進入下一道工序；而體積較大的渣塊、石塊、混凝土塊及大粒的金屬則通過滾筒的大口端流出，通過傳送帶送入到打砂機進行一級破碎后，由傳送帶輸送回待處理爐渣區；未完全燃燒的垃圾被人工檢出，集中后送回垃圾焚燒爐重新焚燒。

（2）一級磁選：分選出爐渣中的磁性金屬。具體操作：經過旋轉的滾筒后，直徑小于100 mm的爐渣顆粒由料口底部流出，均勻分布在傳送帶上。傳送帶上方設置懸掛式磁力除鐵器，可使爐渣中的鐵被磁選出來離。

（4）二級磁選：分選出爐渣中的磁選金屬。具體操作：濕式打砂機出口設置滾筒式磁力除鐵器，由濕式打砂機出口流出的爐渣及沖洗水混合物，流經滾筒式磁力除鐵機，使含磁性金屬被二級磁選出來。

（5）浮力重選其他金屬：從爐渣中提取有色金屬。具體操作：經二級磁選后的爐渣及沖洗水混合物，流入鋸齒潑跳汰機。鋸齒波跳汰機上升水流快于下降水流，使爐渣中的重顆粒物質得到充分沉降，而比重較輕的物質則分布在跳汰機床層的上部。沉降于跳汰機床層底部較重的金屬混雜物還將被分類處理。

（6）非金屬尾砂沉淀：過濾成品爐渣中的工藝水。具體操作：已去除所有金屬物質后的爐渣砂粒，隨著水流經過跳汰機出料口流入渣池。渣池設有隔欄排水口，工藝水經過過濾后流入廢水處理系統。

3 污染物排放

爐渣濕法處理工藝主要存在以下問題函待解決。

3.1 污水污染

爐渣預處理的工藝過程耗水主要發生在打砂機和跳汰機的工藝用水，這部分污水一旦排放到環境中，必將造成二次污染。目前采用的措施是在爐渣預處理區設爐渣瀝干水收集溝、沉淀池和儲水池等一系列工藝水回收設施，以對場區可回收的水進行回收利用。

3.2 沉淀污泥污染

爐渣中重介質金屬及氯鹽容易在循環池中沉淀到污泥中，該類污泥如果直接填埋，容易造成二次污染。國內目前的處置手段是將污泥用高壓板框壓濾機將含水率降到60%以下后按一定比例摻入爐渣中制磚。

4 濕法和干法的比較

目前來看，除了濕法工藝，還有干法工藝，干法工藝在國內應用較少，主要是由于國內外生活垃圾焚燒爐渣成分的差異較大，尤其是國內爐渣金屬含量（3%）遠低于國外的爐渣（15%），而國外干法預處理雖能較大程度的提煉出爐渣中的金屬成本，但超過10級的磁選及若干級渦電流分選使得設備投資與運行成本非常高，項目無法盈利。圖3干法處理工藝的流程圖［3］。

5 結論

（1）從設備投資、運行成本、收入等各方面綜合考慮，目前濕法還是占有相當大的優勢，所以在目前主流市場上濕法占據了主要地位，干法目前的項目業績在國內較少。

表1 濕法干法工藝比較

（2）從環保排放看，濕法的污染物主要是污水污染和沉淀污泥污染，污水可以循環利用，沉淀污泥可以制磚，但目前在一些不規范的處理企業中，還存在著污水、污泥未經處理，隨意排放的問題，這個現象在未來環保加強執法力度的情況下相信會逐步改善。

圖3 爐渣干法法預處理流程

［1］李新明，樂金朝，馬清文.城市生活垃圾焚燒底灰應用于路面基層的研究［J］.中外公路，2009，29（6）：261～266.

［2］生活垃圾焚燒污染控制標準（GB l8485—2001）［s?］.

［3］章 驊，何品晶，邵立明，等.生活垃圾焚燒爐渣再生集料利用［C］／／全國環境化學學會.首屆全國再生混凝土研究應用學術交流會.上海：全國環境化學學會，2008：151～156.