飛灰是生活垃圾焚燒的主要副產(chǎn)物。對飛灰螯合預處理后進行填埋,是目前主要處理手段。隨著填埋用地緊張、環(huán)保要求提高,傳統(tǒng)飛灰處置方式也面臨變化。
為支撐上?!?strong style="outline: 0px;box-sizing: border-box;visibility: visible;overflow-wrap: break-word !important;">原生垃圾零填埋”戰(zhàn)略,目前分類后干垃圾采取全量焚燒的處理方式。垃圾焚燒飛灰是焚燒廠煙氣凈化系統(tǒng)捕集物和煙道及煙囪底部的沉降物,包括重金屬元素(Pb、Zn、Cr、Ni、Cu、Cd、Hg等)、易溶的鹽類物質(zhì)(主要為Ca、Na和K的氯化物,占飛灰重量的8~25%)和二噁英(0.34~6.7ngTEQ/g)等有機污染物,屬于危險廢物。
2、上海焚燒飛灰每日產(chǎn)量有多少?
是如何管理的?
目前上海運行和在建共16座垃圾焚燒設施,總焚燒能力28895噸/日。以飛灰產(chǎn)率0.03計,16座焚燒廠全部投運后,上海每日將產(chǎn)生飛灰約900噸。目前,上海生活垃圾焚燒飛灰都通過“螯合預處理+填埋”進行處置。根據(jù)《關于進一步加強本市生活垃圾焚燒飛灰環(huán)境管理的通知》,自2016年12月1日起,原則上上海市生活垃圾焚燒飛灰除崇明外,均經(jīng)廠內(nèi)預處理合格后納入老港綜合填埋場飛灰填埋庫區(qū)安全填埋。
3、飛灰填埋這種傳統(tǒng)處理方式
可持續(xù)嗎?目前有什么新思路?
目前,飛灰主要以填埋方式進行處置,資源化利用發(fā)展較滯后;有些地方飛灰填埋存在不達標、不規(guī)范等問題,環(huán)境隱患較突出。為規(guī)范飛灰的處理處置,推動飛灰資源化利用,提高飛灰處理處置技術水平,規(guī)范和指導飛灰的環(huán)境管理,生態(tài)環(huán)境部于2020年8月27日制定并發(fā)布了《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術規(guī)范(試行)》(HJ 1134-2020)。對飛灰的處理方式和產(chǎn)物中重點污染物的定量控制, “技術規(guī)范”進行了推薦和說明:
1 ? 應控制飛灰處理產(chǎn)物中的二噁英類含量,可采用低溫熱分解、高溫燒結(jié)和高溫熔融等二噁英類分解技術,處理產(chǎn)物中二噁英類殘留的總量應不超過50ng-TEQ/kg(以飛灰干重計)。
2 ? 應控制飛灰處理產(chǎn)物中的重金屬浸出濃度,飛灰處理產(chǎn)物按照HJ557方法制備浸出液,其中重金屬的浸出濃度應不超過GB8978中規(guī)定的最高允許排放濃度限值(第二類污染物最高允許排放濃度按照一級標準執(zhí)行)。
3 ? 應控制飛灰處理產(chǎn)物中的可溶性氯含量,可采用高溫工藝、水洗工藝等脫除可溶性氯,處理產(chǎn)物(高溫處理產(chǎn)物、水洗后飛灰等)中可溶性氯含量應不超過2%,以不高于1%為宜。
可以看出,行業(yè)管理單位正推動飛灰多元處置方式的應用和落地,包括低溫熱分解、高溫燒結(jié)和高溫熔融等。其中,低溫熱分解技術通常是指在有氧或缺氧條件下,加入或不加固相催化劑,在低于500℃的溫度下對飛灰進行加熱處理。高溫燒結(jié)技術主要指將飛灰或其處理產(chǎn)物與其他硅鋁質(zhì)組分、助熔劑進行混合后,通過高溫使其部分熔融,冷卻后形成燒結(jié)體產(chǎn)物。高溫熔融技術是指將飛灰或其處理產(chǎn)物與其他硅鋁質(zhì)組分、助熔劑進行混合后,在1300℃以上高溫下使其完全熔融,包括二噁英高溫分解,再經(jīng)過水淬等急冷處理,形成熔融玻璃體產(chǎn)物的過程。
4、HJ 1134-2020推薦的這3種
處置手段是否需要預處理?
HJ 1134-2020推薦的3種飛灰處置技術均是熱轉(zhuǎn)化相關技術,對照污染物控制的要求,可以判斷,以上技術可有效降低二噁英類含量。但單獨使用以上技術,需對重金屬和氯化物等分離產(chǎn)物進一步處理。另外,高溫條件下,熱轉(zhuǎn)化裝備對防腐、保溫要求較高,焚燒飛灰中大量氯化物如不提前分離,對裝置裝備會有較大影響。因此,利用以上3種技術,需要搭配水洗工藝,實現(xiàn)氯化物的有效控制。從目前工程應用的情況來看,高溫燒結(jié)和高溫熔融工藝與水泥窯協(xié)同處置工藝類似,需將水洗作為預處理工藝。而低溫熱解毒工藝,考慮熱解環(huán)節(jié)的能耗,通常是將飛灰先行熱解后,再進行水洗處理。
飛灰水洗工藝起源于水泥窯協(xié)同處置危險廢物?!端喔G協(xié)同處置固體廢物污染控制標準》(GB 30485-2013)發(fā)布后,利用水泥窯進行飛灰處置成為了許多填埋用地不足的外地城市,如北京、杭州、蕪湖等,普遍采用的新方式。由于水泥窯對入窯物料有嚴格的氯含量控制要求,針對具有高含氯特性的焚燒飛灰,也逐漸形成了“多級逆流漂洗+蒸發(fā)制鹽”的預處理工藝。生活垃圾焚燒飛灰水洗提鹽工藝由飛灰洗脫系統(tǒng)、水質(zhì)凈化系統(tǒng)、蒸發(fā)制鹽系統(tǒng)和烘干系統(tǒng)等4大系統(tǒng)組成。目前的工藝已經(jīng)能實現(xiàn)自動連續(xù)下料,水洗效果穩(wěn)定,用水量小,重金屬和二噁英轉(zhuǎn)移率低,運行穩(wěn)定,自動化程度高等。經(jīng)預處理后的飛灰含氯量可穩(wěn)定達到≤1%。
根據(jù)相關規(guī)劃,上海產(chǎn)生的焚燒飛灰(崇明外)將全部在老港基地內(nèi)處置?!渡虾@细凵鷳B(tài)環(huán)保基地規(guī)劃》中已考慮新增飛灰?guī)靺^(qū),占地 17.56 公頃,填埋庫容約 354 萬噸、439 萬m3,填埋年限15年(2020年-2035年)??梢钥闯?,上海短期內(nèi)對飛灰填埋已規(guī)劃預留空間。然而,飛灰填埋仍然存在占用土地、建設投資高、運營維護難等問題,有必要探索儲備未來飛灰處置新模式,為飛灰長效安全處理提供思路。依據(jù)前文提出的相關工藝和具體效果,可以考慮在以下技術路線進一步研究深化:
1 ?對焚燒原灰進行水洗預處理,實現(xiàn)水洗渣和鹽的高效分離。其中水洗鹽處理到工業(yè)級進行再利用,水洗渣通過上海周邊省市水泥窯協(xié)同的形式進行處置。該路徑采用的工藝形式在國內(nèi)已有較多的應用案例。但是飛灰跨境處置需打通本市和外省市環(huán)保管控渠道,方能落地實施。
2 ?采用“低溫熱解毒+水洗”工藝模式,對焚燒原灰首先進行低溫解毒、去除二噁英。在接下來的水洗環(huán)節(jié),通過酸堿調(diào)節(jié)、增加助溶劑等形式,實現(xiàn)重金屬的溶出。利用膜系統(tǒng)對洗脫液進行重金屬和鈉、鉀鹽分離,分離清液進入后續(xù)蒸發(fā)系統(tǒng),分離濃液按危廢處置。通過以上工藝,在基本實現(xiàn)飛灰的無害化處置、處置主要產(chǎn)物滿足HJ 1134-2020要求后,可進行后續(xù)利用。
來源 | 上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院
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