垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰主要是焚燒過(guò)程中煙氣的細顆粒物,其中包括煙氣處理的反應產(chǎn)物。飛灰中污染物主要來(lái)自生活垃圾?,F階段,將飛灰按照一般工業(yè)廢物管理,進(jìn)行填埋處理是現實(shí)的選擇。
飛灰的特征污染物并不是二惡英,控制二惡英形成的有效方式是控制垃圾的焚燒過(guò)程
有人說(shuō)二惡英是焚燒飛灰的特征污染物。實(shí)際上國內外許多研究表明,生活垃圾中本身就含有微量的二惡英。
有研究表明,當垃圾被運往焚燒廠(chǎng)時(shí),二惡英含量就已達50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚燒過(guò)程中也會(huì )產(chǎn)生二惡英。因此,要采取有效措施消除它,特別是要消除在焚燒后期形成的二惡英,并至少應控制在低水平。
要控制二惡英形成,其有效方式是控制垃圾的焚燒過(guò)程。歐洲多國研究表明,對于達到歐盟標準的現代化垃圾焚燒廠(chǎng),生活垃圾經(jīng)過(guò)焚燒后,向空氣中二惡英排放量只相當于原有含量的1%([0.48ng/kg”/[50ng/kg”),向環(huán)境中所有介質(zhì)排放量為17.63ngTEQ/kg垃圾,相當于原有含量的35.3%,這其中通過(guò)飛灰排放的二惡英約占30%,通過(guò)爐渣排放的二惡英約占5%。
這也說(shuō)明經(jīng)過(guò)垃圾焚燒,其中垃圾中原有二惡英的64.7%得到分解,因此,通過(guò)現代化的垃圾焚燒處理,環(huán)境中的二惡英凈含量是下降的。
如果二惡英是飛灰的特征污染物,那么將垃圾飛灰通過(guò)水泥窯協(xié)同處理就可以了。而實(shí)際上,目前制約飛灰進(jìn)入水泥窯協(xié)同處理的因素不是二惡英而是氯。根據《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術(shù)規范》(HJ 662-2013),協(xié)同處置企業(yè)應根據水泥生產(chǎn)工藝特點(diǎn),控制隨物料入窯的氯(Cl)和氟(F)元素的投加量,以保證水泥的生產(chǎn)和熟料質(zhì)量符合國家標準。入窯物料中氟元素含量不應大于0.5%,氯元素含量不應大于0.04%。而飛灰中,氯含量可達到2%~8%,因此,利用水泥窯協(xié)同處理飛灰往往需要脫除氯。
管理飛灰需要結合現實(shí)的環(huán)境影響以及處理能力,填埋處理是現階段的選擇
2012年全國城市生活垃圾年焚燒量約為3600萬(wàn)噸。飛灰產(chǎn)生量至少在180萬(wàn)噸。由于采用爐排爐,飛灰產(chǎn)生量約為焚燒生活垃圾量的2%~3%,即焚燒1噸生活垃圾產(chǎn)生飛灰量20千克~30千克;而采用流化床焚燒爐,飛灰產(chǎn)生量約為焚燒生活垃圾量7%~12%(如果超量加煤,這個(gè)比例就高),即焚燒1噸生活垃圾產(chǎn)生飛灰量為70千克~120千克。
根據環(huán)境保護部2012年中國環(huán)境狀況公報,2012年底,《全國危險廢物和醫療廢物處置設施建設規劃》確定的57個(gè)危險廢物集中處置設施建設項目中,已基本建成36個(gè),形成危險廢物集中處置能力143萬(wàn)噸/年。如果將焚燒生活垃圾產(chǎn)生的飛灰按照危險廢物來(lái)處置,全國危險廢物處置設施的能力全部用來(lái)處理生活垃圾飛灰都遠遠不夠。
如果將垃圾焚燒廠(chǎng)飛灰按照危險廢物處置,99%的生活垃圾焚燒廠(chǎng)將關(guān)門(mén),一方面是因為付不起處理費用;另一方面,即使支付得起費用,危險廢物的處置能力也無(wú)法滿(mǎn)足。而若按照一般廢物處置,如固化,進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng),那么99%的流化床焚燒爐將關(guān)門(mén),焚燒1噸垃圾,流化床焚燒爐產(chǎn)生的飛灰是爐排爐的數倍,高處理成本也將迫使這些廠(chǎng)關(guān)門(mén)。
垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰,實(shí)際上可以看成生活垃圾中部分污染物的濃縮。對飛灰進(jìn)行填埋處理是可以接受的選擇。美國將飛灰與爐渣一起進(jìn)行單獨填埋,或在生活垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋,其他發(fā)達國家和地區如荷蘭、新加坡、臺灣等也多采用固化填埋處理。
垃圾焚燒廠(chǎng)飛灰如何管理,需要結合實(shí)際,特別是現實(shí)的環(huán)境影響以及處理能力?,F階段,將生活垃圾焚燒飛灰按照一般工業(yè)廢物管理,單獨進(jìn)行填埋處理,或在生活垃圾填埋場(chǎng)設置單獨填埋區進(jìn)行填埋處理是現實(shí)的選擇。
五種垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)分析
清華大學(xué)教授聶永豐介紹,垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)主要有五種:
一是水泥固化—危廢填埋場(chǎng)。優(yōu)點(diǎn)是水泥固化技術(shù)工藝成熟、系統簡(jiǎn)單、易于操作,固化處理費用較低。但固化體的an全填埋處置費用高,重金屬長(cháng)期穩定性也較差,處理后固化體的強度偏低。
二是飛灰螯合穩定化—衛生填埋。這一技術(shù)要求焚燒飛灰含水率小于30%;二惡英含量低于3μgTEQ/kg等。在實(shí)際操作中,可能會(huì )存在一些問(wèn)題,如滿(mǎn)足要求配比隨飛灰而變、成本未降低、部分地區無(wú)足夠土地資源。
三是飛灰熔融處理技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)是減容率高,一般可減至1/2~1/3(體積);熔渣品質(zhì)穩定,無(wú)重金屬溶出,可再生利用;可完全分解二惡英及其它有機污染物。但也存在一些缺點(diǎn),如高溫條件下會(huì )產(chǎn)生含有Pb、Zn、Cd等易揮發(fā)重金屬的廢氣,需設置后續煙氣處理裝置;工藝復雜;能源消耗大、處理成本高。
這一技術(shù)日本應用較多,歐洲也有應用,但昂貴的處理費用和復雜的處理系統大大制約了熔融固化技術(shù)在中國的推廣和應用。
四是飛灰燒結輕骨料處理技術(shù)。它可同時(shí)實(shí)現垃圾焚燒飛灰的無(wú)害化處理與資源化利用,不僅重金屬污染物實(shí)現了有效的固定,二惡英類(lèi)污染物得到分解破壞,煅燒產(chǎn)品具備了高強型輕骨料的特點(diǎn),可應用于澆注普通混凝土和鋪設路基墊層。這一技術(shù)的處理成本遠低于進(jìn)入an全填埋場(chǎng)的處置費用,據悉在天津已有應用。
五是飛灰水泥窯共處置技術(shù)。由于焚燒飛灰可替代原料,以及水泥窯回轉窯適宜處理此類(lèi)的危險廢物,操作工藝易于控制,污染物處理干凈,并能實(shí)現資源化利用。國外已有實(shí)例,國內技術(shù)研究進(jìn)展快。但飛灰須進(jìn)行適當的預處理,降低可溶鹽的含量,以滿(mǎn)足水泥生產(chǎn)的要求和避免重金屬揮發(fā)。