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我国垃圾焚烧飞灰处理现状及技术路线分析

放大字体 缩小字体 发布日期:2016-09-06 19:21:52   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:301


  二、我国生活垃圾焚烧飞灰处理技术路线分析

  危险废物管理实质上是风险管理,目的在于将污染物的环境风险控制在可接受范围内。环境风险控制主要有两条途径,一是源头破坏去除污染物,即削减污染源强;二是降低污染物迁移性,即切断暴露途径。飞灰的风险主要来自于其中富集的重金属和二噁英。二噁英虽然毒性较强,但在飞灰中含量甚微,且水溶性极低,控制其迁移相对容易。重金属在飞灰中含量较高,且遇水易溶出释放,是环境风险控制的重中之重。

  基于飞灰的基本性质及风险控制的主要途径,目前世界上飞灰处理主要有土地(包括地质)处置和建材化利用两条技术路线。土地处置技术成熟,流程较短,可有效切断污染物的暴露途径,从而实现环境风险最小化的目标,因而一直是飞灰处理的主流技术路线,得到广泛认可和应用。建材化利用机理尚不明晰,技术尚不成熟,流程较为复杂,污染物暴露途径增多,整体而言不利于实现环境风险最小化的目标,在世界上仅有零星应用。生活垃圾焚烧飞灰采用何种处理方式,取决于各国的自然社会经济条件和法规标准要求。具体而言,土地处置包括固化稳定化后填埋处置和深部矿井贮存,建材化利用包括水泥窑协同处置、烧结和熔融。

  固化稳定化后进入危险废物安全填埋场处置是最为稳妥的处置方式。但是由于飞灰产生量巨大,即使将我国已建成的危险废物安全填埋场的所有库容都用来处置新增飞灰,不到一年就将全部填满。同时,安全填埋场投资成本较高,以每吨飞灰的入场费用1500元计,折合到每吨生活垃圾的处理成本,机械炉排焚烧炉增加约60元,流化床焚烧炉增加约180元。考虑到填埋前必不可少的固化稳定化操作,安全填埋处置的成本还要更高。目前我国生活垃圾焚烧处理正常(而不是低价!)中标价格一般为每吨垃圾60~80元,仅仅支付飞灰填埋处置成本都不够。由此可见,不管是在能力上,还是在经济上,飞灰固化稳定化后进入危险废物安全填埋场处置的道路都是行不通的。

  考虑到了上述情况,我国2008年修订颁布的《生活垃圾卫生填埋污染控制标准》规定,飞灰经预处理满足一定的入场要求后,可以进入卫生填埋场的独立单元填埋处置。与飞灰进入安全填埋场的入场要求相比较,进入卫生填埋场的入场要求增加了含水率、二噁英的含量限值,对重金属的要求也更为苛刻,如铅、镉、镍、砷的浸出浓度限值降低了数倍到数十倍不等。几年来的实践表明,部分重金属(如铅)难以稳定达到入场标准,且重金属固定主要依赖有机或无机螯合剂,长期固定效果存在一定的不确定性。另外,在现实条件下,飞灰中的二噁英含量不可能频繁地取样检测,也给标准执行和环境监管带来了较大困难。尽管如此,这一规定仍然为飞灰的规范处理提供了更加可行的选择,只要管理得当,完全可以有效控制飞灰的环境风险。

  深部矿井贮存是将飞灰置于容器中,长期贮存于采矿后形成的与生物圈隔离的深部矿井空间,要求地质上长期稳定,不存在地下水,具有多层不透水的隔离屏障,深度在地表400米以下,首选受纳矿井为岩盐矿,被认为是最为安全的高毒性难处理固态危险废物处置方式。该技术主要流行于环保要求极为严格的德国,德国政府于2002年专门出台了《废物地下充填条例》,来规范和推动该技术的发展与应用。德国的飞灰主要采用深部矿井贮存方式处置。我国尚无此方面的系统研究与实践经验。

  由于飞灰土地处置存在的上述实际困难,建材化利用特别是水泥窑协同处置在我国受到了广泛关注,甚至被当做“救命稻草”。水泥窑协同处置飞灰的确具有较大优势,如可替代部分原料、处理量较大、处理较为彻底、二噁英可完全焚毁去除等。我国于2013年发布了《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》和《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》,为水泥窑协同处置飞灰提供了规范化管理的依据,同时北京等地的实践也为水泥窑协同处置飞灰积累了一定的经验。但是,从环境风险控制角度来看,水泥窑协同处置飞灰并非最佳可行方案,甚至存在“致命缺陷”:

  (1)飞灰氯、硫、钾、钠等挥发性元素含量较高,进入水泥窑之前必须进行水洗预处理以去除挥发性元素,特别是要去除氯(要求含量小于<0.04%),这样必然会产生氯盐浓度很高的水洗废水,目前还没有运行稳定、效果良好、经济可行的处理方法。

    
 
关键词: 处置 重金属 我国

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