生活垃圾焚烧注意事项及飞灰处置方案
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生活垃圾焚烧注意事项及飞灰处置方案按照国家《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485)中有关规定执行氯化氢国标为75毫克/立方米,重点地区如:北京市标准为30毫克/立方米,氯化氢主要是燃烧聚氯乙烯的产物,毒性很大,这个成分在化石燃料燃烧时很少有,因此在垃圾焚烧中特别受关注。
二氧化硫:国标为400毫克/立方米,重点地区如:北京市标准为200毫克/立方米,二氧化硫不仅可造成酸雨,而且在有雾时与雾滴结合生成酸雾,毒性很大,因此无论是燃煤发电还是垃圾焚烧,都是重要的控制指标。
一氧化碳:国标为150毫克/立方米,重点地区如:北京市标准为55毫克/立方米。
氮氧化物:国标为260毫克/立方米,重点地区如:北京市标准为250毫克/立方米。
烟尘,即颗粒物:国标为80毫克/立方米,重点地区如:北京市标准是30毫克/立方米。镉:国标,为0.1毫克/立方米上。镉是烟气中毒性最大的重金属,因此被单列。
锑,砷,铅,铬,钴,铜,锰,镍,钒,锡总量:国标的标准,为1.6毫克/立方米。
汞:国标标准均为0.2毫克/立方米。
二恶英类:国标为1.0纳克/立方米。
离居民区的距离:日本1.2km,德国1km,中国0.7km。日本的一项官方调查结果显示,在离垃圾焚烧厂约1.2公里以内由癌症致死的比例高达42.1%,而1.2公里以外地区为20.4%,相差一倍多。建议按德国或者日本标准。
飞灰处置:垃圾焚烧过程中会产生大量飞灰,尤其是流化床焚烧技术,飞灰量是垃圾处理量的15%左右。飞灰因含有高浸出浓度的重金属和高毒性当量的二英等而被列入《国家危险废物名录》(HW18)。环境保护部门要求飞灰按《危险废物贮存污染控制标准》(GB 18597—2001)及《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598—2001)进行贮存、处置;积极鼓励焚烧飞灰的综合利用,但所用技术应确保二恶英的完全破坏和重金属的有效固定,在产品的生产过程和使用过程中不会造成二次污染。稳定化处理之后的飞灰资源化途径主要有:制备建筑材料(水泥、混凝土及陶瓷等);可用作土壤改良剂;可用作岩土工程用材料(路基、堤坝等)及制备吸附材料(如沸石材料)等。
飞灰处置工艺技术经过多年发展形成了以下几种技术,即水泥固化、热处理、化学药剂稳定化、水热处理、生物/化学提取及超临界流体萃取技术等。垃圾焚烧飞灰一般具有含水率低、粒径小、形状不规则、孔隙率高及比表面积大等特点。其典型化学成分与水泥成分相似飞灰成分主要以CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3为主。飞灰的矿物组成非常复杂,主要有SiO2、Al2SiO5、NaCl、KClCaAl2Si2O8
Zn2SiO4、CaCO3及CaSO4,同时还有少量的CaO、Ca2Al2、SiO7、PbO、Cu2CrO4等物质,而且飞灰的活性较强。垃圾焚烧飞灰在最终处理前需对Zn、Pb、Cu、Cd 等重金属进行无害化处理,垃圾焚烧飞灰中的重金属含量有很大差异,其中以Zn、Pb、Cu 的含量较高。固体废弃物的浸出毒性是判别废弃物是否有害的重要标准,灰中Zn、Pb、Cd、Cr 的浸出浓度要高于相应的固体废弃物浸出毒性标准,特别是Pb,其浸出液浓度是标准值的5 倍多。因此,为有效控制垃圾焚烧飞灰的重金属浸出毒性,减轻其对环境的影响,对垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理是势在必行的。
水泥固化技术:在过去几十年间,水泥固化法的应用最广泛飞灰和水泥混合后在一定条件下可发生水化反应,形成一种具有低重金属浸出毒性且长期稳定性好的块状水化硅酸钙产物.水泥固化飞灰原理:通过固化包容手段,飞灰中重金属以氢氧化物或络合物的形式被包裹在经水化反应后生成的水化硅酸盐中,因其具有比表面积小和渗透性低的特点,从而可以达到
降低飞灰浸出毒性的目的。目前,可用作固化剂的水泥品种有很多,但多数采用普通硅酸盐水泥。另外,鉴于垃圾焚烧飞灰与水泥成分相近,且有类似水泥的活性,可将飞灰取代部分水泥以制备混凝土,既能实现飞灰的资源化利用,又能起到固化飞灰的效果。其一般存在以下问题:水泥的加入容易导致处理后产物体积的增加;部分重金属(镉、六价铬、钼和锌等)的固化效果欠佳;无法实现二英类有机污染物的降解固化。所需水泥的生产易导致大量二氧化碳气体的排放,其有悖于相关的碳减排政策。
热处理技术:热处理技术一般是指在较高温度条件下实现飞灰中有机污染物(二英、呋喃等)的降解和重金属的稳定化。根据热处理温度的不同,一般可分为烧结(700~1100 ℃)、熔融/玻璃固化(1000~1400℃)。飞灰高温热处理技术一般具有减容、减量、操作简易、重金属稳定性高及二英分解彻底等优点,目前已受到广泛关注,并已在日本和欧洲有少量应用。但是由于该项技术能耗高、成本大,飞灰中重金属元素容易挥发分离形成二次飞灰且收集和分离回收困难,因此还不利于大规模推广,只能在一些发达国家有所应用
化学药剂稳定化技术:化学药剂稳定化是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。用药剂稳定化技术处理垃圾焚烧飞灰,不仅能实现飞灰的无害化处理,而且有利于提高飞灰处理效率并利于规模化处理。一般采用的稳定化药剂有:石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物(硫代硫酸钠、硫化钠)、高分子有机稳定剂、铁酸盐、黏土矿物等另外,化学药剂稳定化法也可与水泥固化法联合使用,既能减少水泥用量,又增强稳定化效果。化学药剂稳定化处理焚烧飞灰不仅具有无害化、少增容或不增容等优点,还可以通过改进螯合剂的结构和性能使其与飞灰中危险成分之间的化学螯合作用得到强化,进而提高固化产物的长期稳定性,减少最终处置过程中稳定化产物对环境的影响。但是化学药剂一般具有一定的选择性,很难找到一种普遍适用的化学药剂;并且采用化学药剂对二英及溶解盐的稳定性较弱。
水热处理技术:水热条件下水分子一般具有运动加速、离子积常数增加及扩散系数增大等特点,水热处理技术即于水热条件下利用飞灰中的Al、Si 源或外加Al、Si 源在碱性条件下合成硅铝酸盐矿物,将重金属稳定于矿物中。对于重金属的稳定化可选择较低的水热条件。水热法处理飞灰因其能有效地提高飞灰化学稳定性,并且在经济、技术及环境等方面有明显优点。该方法已经成功应用于碱性条件下(NaOH和KOH)处理煤飞灰,同样该方法也能够在城市生活垃圾飞灰处理方面取得很好的效果。因此,水热处理飞灰技术的前景还是非常有潜力的。
分离萃取技术
生物/化学提取技术
生物浸提生物浸提法是在微生物(细菌或真菌)作用下将重金属溶出的一种湿法冶金方法。其中,应用最广泛的是氧化亚铁硫杆菌;其次氧化硫硫杆菌;和铁氧化钩端螺旋菌。
化学浸提化学浸提法一般是通过加入特定的化学药剂将易溶性重金属提取出来,达到回收利用的目的。常用的试剂包括HCl、HNO、H2SO4、NaOH、NH3和螯合剂等。其中HCl、HNO3可提取几乎所有的金属,H2SO4能溶解除Ca、Pb 以外的大部分金属。碱可选择性地提取两性金属如Zn、Pb。螯合剂能与飞灰中重金属反应生成可溶性配合物以达到提取重金属的目的。但近年来采用螯合剂进行重金属提取的研究比较少,这可能是因为大多数学
者更偏向于直接采用螯合剂对飞灰进行重金属的稳定化研究。重金属生物/化学提取技术具有工艺简单、可操作性强及重金属可提取回收等优点。但提取技术一般成本比较高,因为需