摘要:目前我国的生活垃圾处理以垃圾填埋为主,采取堆肥化、焚化辅助措施,占用大量土地资源。垃圾处理技术的发展使焚烧发电处理技术具有以下优点:处理速度快、占地面积小、效率减少和无害化、可回收能源等,逐步在经济水平高、废热值高、土地资源有限的某些城市得到广泛应用。据此,研究了垃圾焚烧发电厂飞灰稳定处理技术的研究进展和前景,以供参考。
关键词:垃圾焚烧发电厂;飞灰稳定化处理技术;展望研究
引言
随着垃圾焚烧技术在垃圾处理中的广泛应用,垃圾焚烧厂飞灰处理将是当前环境领域的研究热点和难题,这是因为飞灰产量大,同时飞灰中含有大量的重金属元素、盐类及高毒性当量的二噁英等污染成分。
1飞灰
飞灰就是烟气净化系统与热回收利用系统中收集形成的残余物,大致占处理垃圾量的3%-5%。飞灰含有较高的溶解盐,可浸出重金属浓度较高,并且带有少量有机污染物,主要是因为它含有较多的细颗粒,令它具有较高持水量,容易冻胀而难压实,飞灰吸附了烟气中大量的有害物质,二噁英与重金属就包括在内,定性为危险固体废弃物。
2飞灰处理国内外研究进展
2.1固化与稳定化法
1)水泥固化法固化处理是利用固化剂与垃圾焚烧飞灰混合后形成固化体,减少重金属的溶解。水泥是最常用的危险废物固化剂,常用水泥固化垃圾焚化飞灰。飞灰混合在水泥基质中,在一定条件下经过一系列物理和化学作用,降低废水泥基质系统中污染物的迁移率(形成溶解度比金属离子小得多的金属氧化物等)。有时候,也会加入催化剂,改善反应过程,最后把颗粒物质制成粘合的混凝土块,使大量废物固化。2)剂稳定法中转移稳定技术主要以重金属废物处理为主,迄今已开发出许多重金属稳定技术,如ph值控制技术、氧化/还原电位控制技术、沉淀技术、吸附技术、离子交换技术等。这种技术目前不太适用于垃圾焚烧飞灰的稳定化,但是也是发展方向。尤其是药剂稳定化的优点是工艺简单、稳定效果好、成本低。目前发展迅速的螯合有机重金属稳定剂,实验证明了包括垃圾焚烧飞灰在内的多种重金属污染物的稳定效果。
2.2化学处理法
飞灰的化学处理方法是将重金属元素提取到化学药品中,减少对环境中重金属的危害,重金属提取方法包括酸提取、碱提取、生物制剂提取、高温提取和其他药物提取。通过酸提取,粉煤灰中的一些金属可以提取用于资源,但危险废物焚化灰的成分很复杂,焚化条件也不同,因此飞灰中各成分含量的差异很大,难以控制处理条件。飞灰中含有大量碱性金属氧化物,一般是碱性的,直接提取到酸中会消耗大量的酸,所以在酸浸之前一般先进行洗涤预处理。重金属提取技术主要具有以下优点:(1)灰烬中溶解的盐溶于水,提高处理效果,提高处理物的稳定性。(2)处理物可溶盐少,以脱水过滤饼形式操作,易于处理、填埋;(3)过程简单,操作性强。但是,应该处理可溶性盐和排水的弊端一般只有在重金属浓度高的情况下才需要回收利用。
2.3酸溶剂提取
一些重金属在酸性条件下具有很高的溶解度特性,从酸和其他溶剂中提取重金属,加入药物生成难以溶解的稳定化合物,这个过程就是酸溶液提取。飞灰中有更多的碱性金属氧化物,以这种方式处理,飞灰可以达到安全的环保的健康的无害化效果。这种处理相对简单,材料成本低廉,但飞灰中含有的重金属量不统一,在同样的处理条件下,处理结果也有一定的差异,后期必须重新处理含有可溶性盐的废水和含重金属的泥浆。
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3飞灰稳定化/固化工艺方案设计
3.1飞灰固化/稳定化系统组成
飞灰固化/稳定系统主要由四个主要部分组成:飞灰和水泥的储藏;材料供应和测量;材料的混合;混合后材料的传递和制备。
3.2飞灰和水泥的储存
工程飞灰储存天数约为3天,安装一个根据产灰量而设计大小的筒仓,筒仓锥倾斜角度一般大于70。焚化过程中产生的飞灰从输灰系统发送到飞灰仓,在掩体上标出液位信号,根据物质水平信号自动分配输送飞灰量。飞灰筒仓是热装置和破拱装置共同设计的,以防止飞灰在筒仓中受潮和结板。在筒仓里安装除尘器,防止飞灰溢出扬灰。
3.3物料的混合搅拌
材料的混合是通过混合器实现的。搅拌机通过搅拌机强制搅拌水平双轴叶片,飞灰中的有害成分能够充分与水泥、水、螯合剂进行反应。搅拌机设计密闭,螺旋桨叶合理设计,充分保证材料搅拌效果,其处理量设计一般为产灰量的120%。
4效果评价
在进行飞灰处置时,主要选择了三种方法。第一,在垃圾焚烧厂附近位置进行垃圾填埋场的建设,随着飞灰与垃圾的不断进行填埋,整个填埋库容将会达到饱和。通过长期的监测数据可知,该处置达到了预期效果,符合国家环保相关要求。第二,合理运用GY-I飞灰稳定性,不用添加水泥,就能够实现对飞灰的减量化处置,其能够降低填埋所占库容的20%左右。第三,结合实际情况,合理利用废弃石窟,将飞灰稳定物予以填埋,堆填处置后,并采取必要的植物生态修复措施,既能规模化处置飞灰稳定物,还能够起到美化环境,优化生态的功效。综上所述,新形势下,人们生活水平显著提升,整体经济形势较好,但各种问题依然存在,诸如生活垃圾的急速增长,而垃圾焚烧处置后,却会产生大量的飞灰,既增加了飞灰的处置难度,也增加了一定的安全隐患。特别是飞灰中十分复杂的成分和有毒有害物质,更是对生活环境产生极大的污染。因此对飞灰进行无害化处置,做好减量化控制意义非凡。本文基于当前飞灰处理现状的基础上,以垃圾焚烧飞灰处置作为实例分析,探讨了垃圾焚烧飞灰的相关处置技术,效果表明,经过一系列措施后,飞灰得到合理处置,生态环境得到优化。
5垃圾焚烧飞灰处理展望
随着经济的发展和人们的环境意识的提高,未来垃圾焚烧飞灰的处理应随着污染物排放标准的提高,进一步提高其无害化程度,同时最大限度地减少二级污染物的处理和运行成本。国外还有生态型焚烧技术研究,也有研究提高焚烧温度,采用气化熔化技术,将焚化和熔化融为一体,最好将垃圾中的重金属排出烟道,使灰烬和粉煤灰无害。与我国的实际情况一起,垃圾焚烧飞灰处理的发展方向应包括两个方面:(1)开发尖端焚化炉,加强对进入炉子的废物的控制。(2)开发稳定、处理成本低的化学稳定剂,以减少垃圾焚烧飞灰中重金属的迁移。
结束语
随着经济的发展和人们的环境意识的提高,未来的垃圾焚烧飞灰处理应当随着污染物排放标准的提高,无害化/回收度也会进一步提高,同时最大限度地减少二次污染物处理和控制运行成本。
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论文作者:袁光明
论文发表刊物:《河南电力》2019年1期
论文发表时间:2019/9/2
标签:重金属论文; 稳定论文; 垃圾焚烧论文; 技术论文; 筒仓论文; 污染物论文; 水泥论文; 《河南电力》2019年1期论文;