1?垃圾焚燒灰渣的現(xiàn)狀

目前，隨著政府對(duì)生活垃圾處理減量化、無(wú)害化和資源化的加強(qiáng)管理，生活垃圾處理已經(jīng)成為城市管理和公共服務(wù)的重要組成部分，根據(jù)中國(guó)國(guó)情和相關(guān)技術(shù)，生活垃圾焚燒處理無(wú)疑已成為目前最被寄予厚望的垃圾處理方式。

“焚燒灰渣是城市垃圾焚燒過(guò)程中一種必然的副產(chǎn)物，如何處理好灰渣，是當(dāng)前生活垃圾焚燒處理的一大問(wèn)題。”

垃圾焚燒產(chǎn)生的灰渣包括從焚燒爐的底灰(BottomAsh，BA)，由煙氣凈化產(chǎn)生的空氣污染控制殘?jiān)?AirPollutionControlResidues，APCR)兩種。主要是不可燃的無(wú)機(jī)物以及部分未燃盡的可燃有機(jī)物。

根據(jù)垃圾組成的不同，灰渣的數(shù)量一般為垃圾焚燒前總重量的5%-20%?；以貏e是飛灰中含有一定量的有害物質(zhì)，若重金屬未經(jīng)處理直接排放，將會(huì)污染土壤和地下水，對(duì)環(huán)境造成危害。另一方面，由于灰渣中含有一定數(shù)量的鐵、銅、鋅、鉻等重金屬物質(zhì)，有回收利用價(jià)值，故又可作為一種資源開(kāi)發(fā)利用。因此，焚燒灰渣既有它的污染性，又有其資源特性。焚燒灰渣的處理是城市垃圾焚燒工藝的一個(gè)必不可少的組成部分。

2 爐 渣

2.1爐渣的組成

底灰(即爐渣)是灰渣的主要部分，呈黑褐色，大約占灰渣總質(zhì)量的80%-90%。爐渣含水率10.5%~19.0%，熱灼減率1.4%~3.5%，低熱灼減率反映出其良好的焚燒效果。底灰是由熔渣、玻璃、陶瓷類(lèi)物質(zhì)碎片、鐵和其他金屬、及其他一些不可燃物質(zhì)，以及沒(méi)有燃燒完全的有機(jī)物所組成的不均勻混合物。

大顆粒爐渣(>20mm)以陶瓷/磚塊和鐵為主，兩種物質(zhì)的質(zhì)量百分比隨著粒徑的減小而減小;小顆粒爐渣(<20mm)則主要為熔渣和玻璃其含量隨著粒徑的減小而增多，這主要是由于這些物質(zhì)的物理性質(zhì)和在爐排中移動(dòng)時(shí)所受的撞擊力不同而造成的。

因焚燒1t生活垃圾約產(chǎn)生200~250kg爐渣，以日處理量為1200t的重慶同興垃圾焚燒發(fā)電廠為例，1年約產(chǎn)生8~11萬(wàn)t左右的爐渣。

某垃圾焚燒爐渣的化學(xué)組成表

2.2 爐渣的分揀工藝

爐渣中鐵的總含量在5%~8%，目前國(guó)內(nèi)的爐渣分揀主要是分揀爐渣中的鐵。

爐排中燃盡的爐渣掉落到除渣機(jī)中，通過(guò)水的降溫，液壓式除渣機(jī)將冷卻后的爐渣瀝干后送入皮帶輸送機(jī)，在皮帶輸送機(jī)的轉(zhuǎn)換端頭加裝多級(jí)除鐵器，利用磁鐵將金屬鐵分揀出來(lái)，為進(jìn)一步提高分揀效果，工廠中一般在爐渣輸送過(guò)程中配置振動(dòng)裝置和破碎裝置，加大分揀力度。

2.3 爐渣的資源化利用

爐渣的性質(zhì)

爐渣粒徑分布主要集中在2~50mm的范圍內(nèi)(占61.1%~77.2%)，基本符合道路建材(骨料、級(jí)配碎石或級(jí)配礫石等)的級(jí)配要求。爐渣溶解鹽量較低，僅為0.8%~1.0%，因此爐渣處理處置時(shí)因溶解鹽污染地下水的可能性較小。爐渣pH緩沖能力較強(qiáng)，初始pH值(蒸餾水浸出，液固比為5:1)在11.5以上，能有效抑制重金屬的浸出。因此，爐渣是很好的建筑材料，只要管理得當(dāng)，可以做到環(huán)保資源化利用。

爐渣制免燒磚的優(yōu)勢(shì)

爐渣制免燒磚可利用垃圾焚燒爐渣作為主要原料，含量80%(包括骨料)以上，變廢為寶，化害為利。免燒磚項(xiàng)目極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，國(guó)家嚴(yán)格限制粘土磚的生產(chǎn)，免燒磚則不用粘土作原料，不需煤炭作為燃料，保護(hù)耕地，保護(hù)環(huán)境。制磚均為機(jī)械化生產(chǎn)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，易于掌握，各地均可適用。生產(chǎn)免燒磚是物料進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)模箱后，通過(guò)設(shè)備下壓和高頻定向震動(dòng)雙向作用成型，該磚外觀十分規(guī)整、制品密實(shí)度高，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于粘土燒結(jié)磚。目前在所有利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)建材的技術(shù)中，免燒磚項(xiàng)目投資最少，見(jiàn)效最快。

制磚工藝

爐渣經(jīng)分揀后通過(guò)輸送系統(tǒng)、配料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、布料系統(tǒng)、成型系統(tǒng)、脫模系統(tǒng)、出坯系統(tǒng)、自動(dòng)疊板系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)等。將爐渣、水泥、石子、石粉以4:15:15:15的比例壓制成型，達(dá)到資源化利用的目的。

3 飛 灰

3.1 飛灰的組成

飛灰指在煙氣凈化系統(tǒng)和熱回收利用系統(tǒng)(如節(jié)熱器、鍋爐等)中收集而得的殘余物，約占灰渣總量的20%左右。飛灰的溶解鹽含量很高(40%一60%，重量計(jì))，可浸出重金屬(Cd、Pb、zn和Hg等)的濃度也比底灰要高，并且含有微量有機(jī)污染物，因其所含的細(xì)顆粒較多，使之持水量高，易凍脹又難壓實(shí)。

由于焚燒飛灰顆粒細(xì)小，有較高的表面積，具有較強(qiáng)的吸附性，能形成較大的聚合體，也具有較高的親水性。

3.2 飛灰的危害

飛灰吸附了煙氣中大部分的有害物質(zhì)，主要包括二噁英和重金屬，因此我國(guó)環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定垃圾焚燒飛灰為危險(xiǎn)廢物。二噁英(Dioxin)，又稱(chēng)二氧雜芑，是一種無(wú)色無(wú)味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)，二噁英實(shí)際上是二噁英類(lèi)(Dioxins)一個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng)，它指的并不是一種單一物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類(lèi)物或異構(gòu)體的兩大類(lèi)有機(jī)化合物。二噁英包括210種化合物，這類(lèi)物質(zhì)非常穩(wěn)定，非常容易在生物體內(nèi)積累，對(duì)人體危害嚴(yán)重。

重金屬，除以氣態(tài)形式離開(kāi)的外(如Hg)，其余重金屬均存在于底灰或飛灰中，組成顆粒基體或者吸附于飛灰表面。飛灰中的重金屬源于焚燒過(guò)程中生活垃圾中所含的重金屬及其化合物的燃燒和蒸發(fā)焚燒。

3.3 飛灰的處理技術(shù)

目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)應(yīng)用于焚燒飛灰無(wú)害化和穩(wěn)定化處理的方法可以歸結(jié)為高溫處理、濕式化學(xué)處理與固定穩(wěn)定化3種。此外，還有生物浸出提取、高溫?zé)岱蛛x等方法。

高溫處理

高溫處理技術(shù)主要包括熔融(玻璃化)、高溫?zé)Y(jié)和高溫煅燒三種類(lèi)型。

高溫處理可讓飛灰體積縮小約2/3左右，高溫還能讓飛灰中的有機(jī)化合物分解。有效的使飛灰得到無(wú)害化處理。但是該處理工藝成本較高，目前很難廣泛推廣使用。

濕式化學(xué)處理

濕式化學(xué)處理是利用化學(xué)藥劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使有毒有害的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑约暗投拘晕镔|(zhì)的過(guò)程。濕式化學(xué)處理主要包括加酸萃取與廢氣中和碳酸化兩種類(lèi)型該方法處理后，浸出量較小，對(duì)重金屬具有長(zhǎng)期的穩(wěn)定性，效果較好，但化學(xué)藥劑使用量較大，成本較高，廢棄物體積增大，且對(duì)二噁英的穩(wěn)定性較差，故僅少部分使用。

固定穩(wěn)定化

固定穩(wěn)定化主要包括水泥固定、鰲合劑定化、高壓縮固定、再利用固定四種類(lèi)型。由于政府對(duì)危險(xiǎn)廢棄物監(jiān)管力度的加大，目前國(guó)內(nèi)飛灰大多采用螯合穩(wěn)定化，該方法結(jié)合了水泥固定和螯合劑定化的優(yōu)點(diǎn)，在固化過(guò)程中加入水泥和螯合劑，有效的防止重金屬和二噁英的浸出，同時(shí)也彌補(bǔ)了水泥固定浸出不達(dá)標(biāo)和螯合劑價(jià)格昂貴的的缺點(diǎn)。該方法由于其經(jīng)濟(jì)用，被多個(gè)垃圾焚燒廠飛灰處理系統(tǒng)利用，達(dá)到了較好的效果。

3.4 飛灰的資源化利用

飛灰一般經(jīng)穩(wěn)定化處理后，送至填埋場(chǎng)填埋。作為危險(xiǎn)廢物，飛灰的綜合利用必須從資源利用和環(huán)境影響的角度出發(fā)，在目前的研究中，垃圾焚燒飛灰的綜合利用需考慮以下3個(gè)因素:

(1)適宜性，主要受飛灰的物理化性質(zhì)的影響，這些性質(zhì)可能對(duì)特定加工過(guò)程造成限制;

(2)使用性能，只有技術(shù)經(jīng)濟(jì)最好的工藝技術(shù)才能被廣泛接受;

(3)對(duì)環(huán)境的影響，對(duì)無(wú)法處理的毒性，應(yīng)作相應(yīng)的危險(xiǎn)評(píng)估，以免在資源化利用的過(guò)程中造成二次污染。

但是飛灰中也包含了多種可以資源化利用的物質(zhì)，若可以找到適當(dāng)?shù)姆椒?，飛灰這種目前被視為危險(xiǎn)廢棄物的物質(zhì)，也可能被很好的資源化利用。

目前的研究中，主要從以下幾個(gè)方面研究飛灰的資源化利用：

(1)土工、建筑用材料(水泥產(chǎn)品;混凝土;陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷;路基或堤壩)

(2)肥料和土壤改良劑

(3)吸附物

4 結(jié) 論

目前，在我國(guó)大力投資建設(shè)垃圾焚燒項(xiàng)目，垃圾焚燒處理越來(lái)越普遍的大環(huán)境下，爐渣和飛灰的處理和資源化利用也受到了廣大人民群眾的關(guān)注，從減量化、無(wú)害化和資源化的角度處理爐渣和飛灰，是當(dāng)前的重要問(wèn)題，從灰渣的物理、化學(xué)性質(zhì)，分析解決灰渣的處理，有效的資源化利用有很好的現(xiàn)實(shí)意義。