垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)

顧業(yè)明

（柳鋼環(huán)保股份有限公司，廣西柳州 545000）

垃圾焚燒發(fā)電是垃圾焚燒廠利用垃圾焚燒設(shè)備將垃圾焚燒發(fā)電的工作，垃圾焚燒可以將垃圾的總體積減小75%～85%，并且還可以將垃圾的總重量減少60%～70%，將垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，是處理城市生活垃圾的有效手段之一，既實現(xiàn)了垃圾處理，又能實現(xiàn)垃圾資源再利用[1]。垃圾焚燒發(fā)電雖然有利于社會可持續(xù)發(fā)展，但是在焚燒過程中會產(chǎn)生大量的污染物，其中包括污染氣體和固體廢棄物，氣體包括二噁英、一氧化硫、二氧化硫、氮氧化合物等[2]。垃圾經(jīng)過焚燒的高溫?zé)岱纸膺^程中會產(chǎn)生顆粒較小的固體廢棄物，一部分存在爐腔內(nèi)部，還有一部分附著在鍋爐出口處，會隨著煙氣排出到爐體外部。有些實驗結(jié)果表明，垃圾焚燒發(fā)電固廢直徑小于1.1μm，如果吸入人體體內(nèi)，會導(dǎo)致人發(fā)生心腦血管疾病，因此為了減少垃圾焚燒固廢對環(huán)境的污染以及對人體生命安全的危害，垃圾焚燒發(fā)電固廢處置是非常有必要的[3]?，F(xiàn)有的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)主要以掩埋為主，傳統(tǒng)處置技術(shù)在實際應(yīng)用中仍舊會對自然環(huán)境帶來污染，且固廢處置量較少，為此提出垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)。

1 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)設(shè)計

1.1 垃圾焚燒發(fā)電固廢等級劃分

在對垃圾焚燒發(fā)電固廢進行處理前，首先對垃圾焚燒發(fā)電固廢等級進行劃分，以垃圾焚燒發(fā)電固廢對環(huán)境污染的程度作為評估標準，確定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置難度，根據(jù)評估結(jié)果，對不同等級的垃圾焚燒發(fā)電固廢采取不同的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置方法[4]。垃圾焚燒發(fā)電固廢等級劃分采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評估技術(shù)。垃圾焚燒發(fā)電固廢等級評估主要按照國家規(guī)定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置目標，選擇對應(yīng)的固廢參數(shù)、固廢標準，確定垃圾焚燒發(fā)電固廢的等級。此次采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級進行評估，首先在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中輸入五個不同節(jié)點，分別為垃圾焚燒發(fā)電固廢中重金屬含量、有毒化學(xué)物質(zhì)含量、有害物質(zhì)含量、密度以及含氨氮量，設(shè)置模型輸出為垃圾焚燒發(fā)電固廢污染等級。在評價前，首先采用污染物分級標準作為訓(xùn)練樣本，對評估模型中的指標數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，垃圾焚燒發(fā)電固廢污染等級主要按照《垃圾焚燒發(fā)電固廢污染標準》GB 15167—2010進行劃分。根據(jù)模型給出的評估結(jié)果給出對應(yīng)的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級，也就是垃圾焚燒發(fā)電固廢污染程度越高，垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級越高[5]。評估模型輸出值為0～1，模型輸出的評估值大于0.75時，垃圾焚燒發(fā)電固廢為A級；當評估值在0.55～0.75時，垃圾焚燒發(fā)電固廢為B級；當評估值在0～0.55時，垃圾焚燒發(fā)電固廢為C級。其中A級垃圾焚燒發(fā)電固廢污染程度最高，最需要嚴格處置，C級垃圾焚燒發(fā)電固廢污染程度最低，只需進行簡單處置即可。

1.2 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置設(shè)備參數(shù)設(shè)定

根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級的劃分情況，選擇合適的固廢處置設(shè)備和設(shè)備參數(shù)。垃圾焚燒發(fā)電固廢的處置具有一定的難度，要實現(xiàn)徹底處置，此次選擇FJVJ-3642型固廢炭化機作為處置設(shè)備，該設(shè)備采用全新設(shè)計的三層分級延時炭化技術(shù)，是國內(nèi)炭化設(shè)備的第四代產(chǎn)品。該設(shè)備最外層密閉設(shè)置先進的可燃氣自動控溫，自動配氧燃燒室；高溫炭化部件設(shè)在設(shè)備內(nèi)層，通過超高溫分解垃圾焚燒發(fā)電固廢[6]。在處置過程中還需要根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級設(shè)置設(shè)備參數(shù)，其中包括炭化時間和炭化溫度，以及每次炭化量等，結(jié)合垃圾焚燒發(fā)電固廢等級設(shè)置固廢炭化機設(shè)備參數(shù)，具體如表1所示。

表1 FJVJ-3642型固廢炭化機參數(shù)

根據(jù)表1所示，對垃圾焚燒發(fā)電固廢處置時采取不同的處置方案，保證垃圾焚燒發(fā)電固廢處置效果，以及固廢炭化機炭化效果。

1.3 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置

確定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置設(shè)備參數(shù)后，將垃圾焚燒發(fā)電固廢運輸?shù)焦虖U處置室內(nèi)，根據(jù)上述選擇的固廢炭化設(shè)備并結(jié)合處置技術(shù)對垃圾焚燒發(fā)電固廢進行炭化。首先將垃圾焚燒發(fā)電固廢放置在固廢炭化機一層低溫炭化室進行初步炭化，并對其進行一級炭化處理和二級炭化處理；再將垃圾焚燒發(fā)電固廢放置到二層高溫炭化室內(nèi)進行完全炭化；當炭化完畢后再通過超濾裝置將炭化的垃圾焚燒發(fā)電固廢放入分解池中進行反滲透處理，在分解池中加入硝酸溶液，同時再向分解池中投入石灰、碳酸鈉和混凝劑，硝酸溶液、石灰、碳酸鈉和混凝劑對炭化后的固廢起到分解作用，降低固廢的硬度和堿度，將分解后固廢經(jīng)過水泵提升后再次送入到超濾膜池中進行過濾。通過超濾膜池處理后，分解后的固廢中的大部分膠體及微生物被基本清除，將過濾出來的固廢進行掩埋即可，也可以作為廢料用于農(nóng)田生產(chǎn)，實現(xiàn)資源回收再利用。

在整個垃圾焚燒發(fā)電固廢處置過程中，需要投放的藥劑包括混凝劑、絮凝劑、軟化劑以及硫酸等。此次設(shè)計采用三氯化鐵（FeCl3）作為混凝劑，選擇液濃度在35.8%～42.4%。絮凝劑采用粉狀聚合物類型，保證其純度在92.5%以上。軟化劑的純度保證在65%～80%，硫酸含量為96%。同時在垃圾焚燒發(fā)電固廢處置加藥間，設(shè)計安裝自動化的聚合物制備設(shè)備，用于將固體狀態(tài)的垃圾焚燒發(fā)電固廢溶解成為液體狀態(tài)，方便后續(xù)投加。在處置間進行垃圾焚燒發(fā)電固廢的濃縮脫水處理，將含水量降至65.5%～76.5%，并在脫水間加裝一臺濃縮脫水裝置，在垃圾焚燒發(fā)電固廢進行脫水處理前向濃縮脫水裝置中投入高分子絮凝劑，完成對垃圾焚燒發(fā)電固廢的濃縮和脫水處理，將脫水處理后的垃圾焚燒發(fā)電固廢進行綜合利用，完成垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)設(shè)計。

2 實驗驗證分析

實驗以某垃圾焚燒廠內(nèi)現(xiàn)有的固廢為實驗對象，固廢的總重量為1 000kg，利用此次設(shè)計技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)對該批固廢進行處置。實驗中根據(jù)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評估該批固廢等級，其中A級垃圾焚燒發(fā)電固廢重量572kg，B級垃圾焚燒發(fā)電固廢重量264kg，C級垃圾焚燒發(fā)電固廢重量164kg。根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級評估結(jié)果，對C級垃圾焚燒發(fā)電固廢進行簡單處置，對B級垃圾焚燒發(fā)電固廢的處置時，將固廢炭化機運行壓力設(shè)置為恒壓，將處置溫度設(shè)置為650℃，將處置時間設(shè)置為15min；對A級垃圾焚燒發(fā)電固廢處置時，將固廢炭化機運行壓力設(shè)置為恒壓，將處置溫度設(shè)置為890℃，將處置時間設(shè)置為35min。實驗時間設(shè)定為60min，對兩種技術(shù)在規(guī)定時間內(nèi)完成的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置量進行記錄，將垃圾焚燒發(fā)電固廢處置量作為實驗結(jié)果，對兩種垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)進行對比，實驗結(jié)果如表2所示。

表2 兩種垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)處置量對比（kg）

從表2可以看出，此次設(shè)計的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)在規(guī)定時間內(nèi)完成的處置量遠遠高于傳統(tǒng)技術(shù)，說明此次設(shè)計技術(shù)對于垃圾焚燒發(fā)電固廢具有較高的處置效率，可以在短時間內(nèi)完成大批量的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置，相對于傳統(tǒng)技術(shù)更適用于垃圾焚燒發(fā)電固廢處置。

3 結(jié)束語

為提升垃圾焚燒發(fā)電固廢在規(guī)定時間內(nèi)的處置量，減少垃圾焚燒固廢對環(huán)境造成的污染以及對人體生命安全產(chǎn)生的危害，研究了垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)。經(jīng)過實驗對比證明了本文方法的有效性，以期為提升垃圾焚燒發(fā)電固廢處置水平帶來一定幫助。