[精編]《安全環(huán)境-環(huán)保技術(shù)》之危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰處理處置技術(shù)

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2、右，其鍋爐灰約占5 %，急冷塔飛灰約占15 %，布袋飛灰約占80 %。目前，危險(xiǎn)廢物焚燒所產(chǎn)生的飛灰并沒有官方統(tǒng)計(jì)。僅東江環(huán)保股份有限公司每年產(chǎn)生的飛灰量約為2萬(wàn)。圖1回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝尾氣處理原則工藝流程1.2飛灰的危害危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰屬于危險(xiǎn)廢物，其危害主要來(lái)自三個(gè)方面：(1)水溶性鹽，(2)重金屬，(3)二噁英。1.2.1水溶性鹽飛灰中含有大量水溶性鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽，其本身雖然沒有毒性，但是水溶性鹽的存在，會(huì)對(duì)飛灰的無(wú)害化、資源化處理造成極大的危害。在無(wú)害化填埋處置后，固化體中的水溶性鹽會(huì)慢慢浸出，一方面造成固化體崩塌，致使重金屬也會(huì)浸出；另一方面，可溶性鹽進(jìn)入滲濾液中，會(huì)造成滲濾液處理難度

3、增大，且得到雜鹽又無(wú)出路。在高溫固化過程中，雖然飛灰經(jīng)過玻璃化后可以作為建筑材料，但是水溶性鹽作為氯化揮發(fā)試劑，在高溫玻璃化過程中，不僅嚴(yán)重影響重金屬的固化，而且會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和侵蝕耐火材料。因此，在無(wú)害化、資源化之前，一般要將飛灰中的水溶性鹽分離出來(lái)。1.3.2重金屬飛灰中含有大量的重金屬及其化合物，主要有cr6+、pb2+、zn2+、cu2+等。重金屬不僅嚴(yán)重污染土壤、水源等，而且對(duì)人體也有極大的毒性。對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)為慢性中毒、腦病變、貧血、慢性腎衰竭和致癌等。1.3.3二噁英飛灰中含有二噁英類物質(zhì)，主要包括多氯二苯并二噁英(pcdds)和多氯二苯并呋喃(pcdfs)，是一種劇毒物質(zhì)

4、，是氰化物的130倍，是砒霜的900倍，有“世紀(jì)之毒”之稱。2危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的處理處置技術(shù)目前飛灰的主要處理技術(shù)有：(1)常溫固化法，(2)水熱固化法，(3)高溫固化法。2.1常溫固化法常溫固化法就是在環(huán)境溫度下，利用穩(wěn)定劑/固化劑將重金屬穩(wěn)定化、固化后進(jìn)行填埋處置。常溫固化法是目前飛灰處理的主要方法，也是目前唯一工業(yè)化的方法。常溫固化法有水泥固化法、石灰固化法和瀝青固化法，其中以水泥固化法為主。常溫固化法的優(yōu)點(diǎn)：(1)成本較低，一般300400元/噸；(2)工藝簡(jiǎn)單，易操作。常溫固化法的缺點(diǎn)：(1)增量較大，一般增量20 %30 %；(2)水溶性鹽會(huì)慢慢浸出，增加滲濾液處理難度和處理成本，

5、且得到的雜鹽是危險(xiǎn)廢物；(3)隨著水溶性鹽的浸出，不僅造成固化體存在崩裂可能，而且也造成重金屬浸出而進(jìn)入滲濾液中；(4)二噁英只是固化，沒有焚毀，其危害依然存在。2.2水熱固化法水熱固化法是在高溫、高壓下對(duì)飛灰中的重金屬進(jìn)行固化、二噁英進(jìn)行氧化分解，最好進(jìn)行填埋處置。水熱固化重金屬的原理是在高溫、高壓下，將飛灰中常規(guī)化合物(cao、sio2、al2o3、mgo)合成類沸石礦物，利用沸石的離子吸附、離子交換和物理包裹將重金屬穩(wěn)定和固化其中；在固化重金屬的同時(shí)，利用氧氣等氧化劑，在高溫、高壓下，將飛灰中二噁英氧化分解。該方法目前正處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。水熱固化法的優(yōu)點(diǎn)：(1)重金屬固化率可以達(dá)到95

6、 %；(2)能夠分解大部分二噁英。水熱固化法的缺點(diǎn)：(1)需要高溫、高壓設(shè)備，且對(duì)設(shè)備材質(zhì)的耐腐蝕性要求非常高；(2)處理成本高；(3)二噁英分解不徹底，一般為75 %85 %；(4)水溶性鹽沒有得到利用。2.3高溫固化法高溫固化法是在10001500的高溫下，將飛灰中大部分重金屬固化在玻璃渣網(wǎng)格中，同時(shí)二噁英被徹底焚毀，高溫化后的熔渣可以作為建材用料。由于無(wú)害化非常徹底，減量化在50 %以上，因此高溫固化法是目前飛灰處理處置的熱門領(lǐng)域。高溫固化法根據(jù)溫度又可以分為燒結(jié)法(10001200)和熔融法(13001500)。由于高溫熔融法比燒結(jié)法減量化更大(65 %以上)，且熔融渣可以作為高檔微晶

7、板材、巖棉的原料，因此高溫熔融法是飛灰減量化、無(wú)害化、高價(jià)值化研究的重點(diǎn)。熔融法的設(shè)備根據(jù)熱源又可分為兩大類：燃料式熔融爐和電熱式熔融爐。燃料式熔融爐主要有：表面熔融爐、內(nèi)部熔融爐、焦炭床熔融爐、旋流熔融爐等。電熱式熔爐主要有：電弧熔融爐、電阻熔融爐、電感熔融爐、等離子體熔融爐等。在眾多熔融爐中，等離子體熔融爐的優(yōu)點(diǎn)較為突出：(1)溫度高、能量密度高，熱量集中，傳熱效率高；(2)啟動(dòng)速度快，反應(yīng)速度快，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)速度快；(3)氣流量小，所產(chǎn)生煙氣量小，尾氣處理成本低；(4)熔融氛圍(氧化、還原、惰性三種氛圍)可靈活調(diào)節(jié)。當(dāng)然，等離子體熔融爐也有明顯的不足：(1)電能耗高；(2)噴槍壽命短；(

8、3)投資較大。3危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰處理處置存在的主要問題垃圾焚燒飛灰處理存在的問題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)水溶性鹽的潛在危害仍未消除，并且未得到有效利用；(2)重金屬污染依舊存在，二次飛灰仍需填埋處理；(3)二噁英焚毀不徹底，劇毒性、致癌性危害依然存在；(4)資源化比例不高、價(jià)值化不高。3.1水溶性鹽的潛在危害仍未消除飛灰中的水溶性鹽主要為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣等，目前的處理工藝都存在三個(gè)問題。(1)在固化填埋后，水溶性鹽會(huì)進(jìn)入滲濾液中，不僅增加滲濾液處理成本，且得到的鹽泥無(wú)出路，若鹽泥在進(jìn)行填埋處理，會(huì)造成惡性循環(huán)。(2)在高溫?zé)崽幚磉^程中水溶性鹽存在諸多危害：一是水溶性鹽本身會(huì)揮發(fā)，造成二

9、次飛灰量大；二是水溶性鹽起到氯化揮發(fā)的作用，將重金屬帶入二次飛灰中；三是嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和侵蝕耐火材料。3.2重金屬的潛在污染依舊存在目前飛灰的處理處置工藝，其重金屬污染依然存在。(1)在常溫穩(wěn)定化/固化填埋中，水溶性鹽會(huì)導(dǎo)致固化體開裂而導(dǎo)致重金屬會(huì)浸出。(2)在高溫?zé)崽幚磉^程中，煙氣量比較大，不僅二次飛灰量大而造成重金屬含量低，難以資源化綜合利用，只能填埋處置。3.3二噁英的毒性依舊存在飛灰中的二噁英種類繁多，其毒性當(dāng)量很大，一般在50025000 ng i-teq/kg。飛灰中的二噁英除物理高溫能徹底焚毀處理之外，其它紫外光解法、濕熱氧化法、機(jī)械化學(xué)降解法等都不徹底。而高溫焚毀法目前還在實(shí)驗(yàn)室研究階段，并且在后續(xù)尾氣處理過程中，二噁英仍然會(huì)生成。3.4資源化比例不高、價(jià)值化不高資源化比例不高主要體現(xiàn)在：(1)水溶性鹽未有效回收利用，(2)飛灰仍然以填埋為主，(3)高溫固化過程中，二次飛灰中重金屬含量低，仍然需要填埋處置。資源化價(jià)值不高主要體現(xiàn)在飛灰玻璃化熔渣僅僅作為價(jià)值低的路基材料。3.5現(xiàn)有的填埋處置不能滿足新的入場(chǎng)要求目前，固化填埋是危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的唯一出路，但是由于飛灰中水溶性鹽一般在30 %左右，將不能滿足新版危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)(gb18598-2019)中水溶性鹽必須小于10 %的入場(chǎng)要求(該標(biāo)準(zhǔn)將于2021年6月