生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰處置方法

洪仁華，戚飛鴻

（江蘇環(huán)保產業(yè)股份有限公司，江蘇 南京 210009）

1 生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰簡介

生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰是指在生活垃圾焚燒發(fā)電過程中， 被煙氣凈化系統(tǒng)捕集到的灰塵以及煙囪底部沉降的底灰[1-2]。 飛灰中含有二噁英和重金屬等有毒有害物質，其中二噁英為劇毒物質，具有極強的致癌性。 而飛灰中的重金屬及其化合物，會引起人體重金屬慢性中毒， 嚴重危害環(huán)境及周邊人體健康[3]。

2 生活垃圾焚燒發(fā)電飛灰處理方法

根據(jù)垃圾焚燒原理， 我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠的焚燒爐主要有兩種， 分別為機械爐排爐和循環(huán)流化床。 機械爐排爐飛灰產生量約為焚燒垃圾總量的3%左右, 循環(huán)流化床由于在焚燒過程中添加煤粉等助燃物, 飛灰產生量約為焚燒垃圾量的10%[4]。 根據(jù)相關統(tǒng)計,全國2020 年生活垃圾焚燒總量約為1.7 億噸,飛灰產生量約為510 萬噸。

隨著國內生活垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來越多的處置技術被研發(fā)推廣，目前飛灰處理行業(yè)主要有以下幾種處理方法[5-7]：

2.1 穩(wěn)定化填埋

穩(wěn)定化填埋是指通過添加穩(wěn)定劑完成飛灰的穩(wěn)定固化，再將固化的飛灰進行填埋。 通過對飛灰固化后12 種重金屬浸出檢測，基本能滿足國家《生活垃圾填埋場控制標準》 對重金屬浸出濃度的要求。其原理是通過穩(wěn)定劑中具有配位能力的硫酰胺類共聚物與過渡態(tài)重金屬離子（或化合物）發(fā)生螯合沉淀反應，使過渡態(tài)重金屬離子被穩(wěn)定在絮凝沉淀物中。 目前，全國約80%的飛灰采用穩(wěn)定化填埋技術處理。 該技術雖然解決了飛灰處理問題，但是占用土地資源，同時穩(wěn)定化填埋形成的絮凝沉淀物的穩(wěn)定性仍需進一步探索。

2.2 高溫熔融技術

飛灰高溫熔融是指在燃料爐內將飛灰加熱到1 400 ℃，將飛灰熔融，熔融后的飛灰將晶體聚集重排并熔解結晶，再經過冷卻則會形成致密穩(wěn)定的玻璃體，實現(xiàn)飛灰的解毒處理，形成的玻璃體可作為建筑材料。 該方法既解決了飛灰污染環(huán)境、危害人體健康的問題，同時還可以作為建材，做到了無害化、減容化、資源化，已受到廣泛關注。

2.3 高溫燒結技術

高溫燒結法是將飛灰與黏土、 助熔劑等混合后， 在1 000～1 400 ℃高溫下煅燒使其部分熔融，冷卻后形成燒結體產物。 飛灰中揮發(fā)性重金屬、可溶鹽等物質經過高溫煅燒濃縮，在急冷降溫過程中凝結形成濃縮鹽灰，通過酸洗結晶工藝回收重金屬和可溶鹽，作為有色金屬冶煉原料及工業(yè)鹽產品對外出售；不易揮發(fā)的重金屬在高溫煅燒過程中通過硅酸鹽反應固化在產品礦物晶格中，最終使建材基材的重金屬含量和浸出量雙降低。

高溫燒結技術將飛灰煅燒制成陶粒，減少了資源浪費，實現(xiàn)了危險廢物的無害化、資源化處理。該方法在安全處置飛灰的同時，又制成陶粒產品進行下游生產，減少了因制備陶粒對原料的開采。

2.4 水泥窯協(xié)同處置技術

飛灰與石灰石的主要成分相似， 可替代燒制水泥熟料。 水泥窯協(xié)同處置技術是將飛灰作為水泥原料，徹底分解二噁英，將重金屬固化在水泥熟料中[8]。飛灰中的鹽分隨溫度降低逐漸轉化為固態(tài)， 在氣液固相間不斷轉化，容易造成結皮堵塞。目前在飛灰入窯前用水洗，能有效抑制結皮堵塞。

自國家鼓勵水泥窯協(xié)同處置固體廢物及危險廢物的相關政策陸續(xù)出臺，水泥窯協(xié)同處置飛灰技術的關注度急劇增加，各省水泥廠也陸續(xù)開展水泥窯協(xié)同處置飛灰項目。

2.5 危廢填埋場填埋

危險廢物填埋場填埋是將飛灰用噸袋等容器密閉包裝后，由危險廢物運輸車輛運送至危險廢物填埋場進行填埋處理[9-10]。 該方法是目前飛灰處置最穩(wěn)妥的方法之一。但危廢填埋場的建設和運營費用較生活垃圾填埋場高，生活垃圾焚燒處理廠在經濟上難以平衡，同時該方法處置飛灰達不到節(jié)約土地和循環(huán)利用資源目的，故此方法較少應用。

3 結語

隨著人們環(huán)境保護意識的增強和科學技術的進步，未來飛灰的處置應無害化和節(jié)約化，盡可能少地占用土地等資源。結合飛灰處置行業(yè)的客觀情況，飛灰處置發(fā)展方向有：①國家推進的垃圾分類，可以有效減少飛灰中的重金屬等有害物質，從源頭減少飛灰的危害；②加強垃圾焚燒爐的研發(fā)，并加強對入爐焚燒垃圾的控制，減少飛灰產生量；③提升水泥窯協(xié)同處置的能力，從水洗段開始優(yōu)化整個工藝流程，降低飛灰處置費用；④加強飛灰資源化技術研發(fā)，通過高溫熔融、高溫燒結、水泥窯協(xié)同處置等技術的應用，大力研發(fā)經濟、環(huán)保的新技術。