城市垃圾焚燒飛灰處理方法及探討

郭紹德

摘要：焚燒是城市垃圾主要處理方法，雖然都可以有效處理大部分垃圾，但是焚燒的過(guò)程中容易出現(xiàn)飛灰，因此很有必要對(duì)城市垃圾焚燒飛灰處理方法進(jìn)行探討，科學(xué)除了垃圾焚燒時(shí)的飛灰，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：城市垃圾;焚燒;飛灰;處理方法

從本質(zhì)上分析，垃圾焚燒是高溫處理技術(shù)的一種，借助過(guò)剩的空氣對(duì)需要處的廢物垃圾進(jìn)行焚燒，氧化且分解有害和有毒物質(zhì)，以此達(dá)到降低有害物含量的作用。然而焚燒處理垃圾時(shí)或多或少都會(huì)出現(xiàn)碳化物和硫化物的問(wèn)題，對(duì)空氣產(chǎn)生嚴(yán)重污染，而且還會(huì)危害人們健康。由此可見(jiàn)，當(dāng)前背景下很有必要加大力度探討有效地城市垃圾焚燒飛灰處理方法。

1飛灰相關(guān)概述

1.1飛灰的來(lái)源和成分

焚燒城市垃圾時(shí)出現(xiàn)飛灰指的是那些由禁煙飛灰系統(tǒng)收集以及沉淀的物質(zhì)。近年來(lái)我國(guó)垃圾處理率和以往相比得到較大幅度的提升，且在全面垃圾焚燒處理中總量約為2億t[1]。同行情況下，計(jì)算垃圾飛灰量時(shí)主要整體進(jìn)入到焚燒爐中總垃圾量計(jì)算，約為3%，由此可以確定一年大概需要凈化600萬(wàn)左右的燃燒飛灰量。從飛灰中包含的金屬類(lèi)型分析，主要有貢、鉻和鉛，除此之外還包含較高的鹽離子，在雨水中更容易溶解。除此之外，焚燒飛灰中有害物質(zhì)較多，為實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)，很有必要在妥善處理城市垃圾焚燒時(shí)的飛灰問(wèn)題，最大程度降低對(duì)環(huán)境和人類(lèi)造成的危害。

1.2飛灰的理化性質(zhì)

通過(guò)多垃圾焚燒著的物理性質(zhì)進(jìn)行觀察可以了解到，飛灰通常為深灰色和白灰色，且粒徑大小至少在1μm以上，不超過(guò)150μm[2]。飛灰組成結(jié)構(gòu)為氧化硫、氧化鈣和氧化碳等等，若無(wú)法提高飛灰處理效率，則很容易出現(xiàn)嚴(yán)重的二次污染。由此可見(jiàn)，處理城市垃圾焚燒時(shí)應(yīng)盡可能降低飛灰中有毒物質(zhì)，避免污染物出現(xiàn)遷移問(wèn)題，降低對(duì)環(huán)境的污染。飛灰處理是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工作，必須利用一定的技術(shù)確保飛灰符合國(guó)家相關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)后做好相應(yīng)的埋填處理工作。目前我國(guó)常用的飛灰處理方式較多，比如熱處理、固化穩(wěn)定法以及穩(wěn)定化處理等等。

2城市垃圾焚燒飛灰處理方法

2.1固化穩(wěn)定化處理

2.1.1水泥固化技術(shù)

水泥固化技術(shù)的應(yīng)用就是混合水、水泥、危險(xiǎn)廢物和其他添加劑，在一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)后形成比較堅(jiān)硬的固體，這一方式可以起到有效降低廢危險(xiǎn)而廢棄物中重金屬成分浸出的作用。從原理上分析，水化反應(yīng)一定程度上可以有效降低垃圾焚燒過(guò)程中飛灰表面積的量，以此實(shí)現(xiàn)降低其可滲透性的目標(biāo)，從而穩(wěn)定飛灰，且無(wú)害。該技術(shù)所使用的的材料常見(jiàn)，且價(jià)格不高，固化條件低、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，廣泛應(yīng)用于飛灰固化。但是該技術(shù)同樣有一定的局限，如孔隙率較大，無(wú)法取得理想的重金屬固定效果，浸出率較高，容易出現(xiàn)固化物滿(mǎn)足不了填埋要求的問(wèn)題[3]。

2.1.2熔融固化

人們也將熔融固化技術(shù)稱(chēng)為玻璃化技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)指的是在高溫電弧爐中的填入飛灰，之后進(jìn)行高溫熔斷處理，確保其可以生成形狀為玻璃狀的硅酸鹽，對(duì)易溶物質(zhì)溶出起到阻礙作用。分析該技術(shù)的原理，主要在于在熔斷和降低飛灰體積后提高其包容性，以此為基礎(chǔ)固定重金屬，提高重金屬的穩(wěn)定性。目前不少發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)推廣了該技術(shù)，且得到快速發(fā)展，主要在于該處理技術(shù)安全且穩(wěn)定，但消耗的能量較多，且投資較大。

2.1.3水熱法

水熱法指的是將飛灰放置在密封的壓力容器，并將其溶解在水中，在高溫高壓等條件下將所得溶液在此結(jié)晶后制得處理方法。應(yīng)用該技術(shù)對(duì)晶格缺陷較少的晶體起到起到促進(jìn)作用，如此一來(lái)飛灰中的SI、AI等受到堿激發(fā)劑影響出現(xiàn)硅酸鹽礦物，確保該重金屬可以在礦物中穩(wěn)定且不易浸出。該方法除了可以有效地穩(wěn)定重金屬之外還有利于解二噁英快速講解，具有較高的處理效率，且生態(tài)效益較高[4-5]。但該方法周期較長(zhǎng)，且具體的反應(yīng)過(guò)程在一個(gè)封閉的系統(tǒng)中，無(wú)法直觀地觀察反應(yīng)的過(guò)程，因此要想觀察晶體生長(zhǎng)信息僅能從晶體結(jié)構(gòu)表面和晶體心態(tài)變化觀察。處理水熱法時(shí)主要條件在于高壓高溫，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備提出較高的要求。

2.2分離萃取法

分離萃取法又可以分為電化學(xué)法、水洗法和超臨界流體萃取法。首先，從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，電化學(xué)法的本質(zhì)在于合理利用電勢(shì)差讓污染物發(fā)生各種反應(yīng)，如微電反映、氧化還原反應(yīng)和點(diǎn)解反應(yīng)，幾種反應(yīng)是交替或者是同時(shí)發(fā)生，飛灰中金屬含量明顯降低。若飛灰中金屬發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，兩極除了發(fā)生還原反應(yīng)之外還會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，在此之后形成了沉淀物，最后提取出其中的重金屬并回收。和其他方法相比，該處理技術(shù)的應(yīng)用不同于其他的方法，無(wú)需加入較多的化學(xué)藥品和化學(xué)試劑，取得良好的分離處理效果，具有較高的分離效率。與此同時(shí)，后期處理管理更便捷且更簡(jiǎn)單，占地面積不大、工藝設(shè)備比較簡(jiǎn)單，污泥量不高。但該技術(shù)同樣有一定的缺點(diǎn)，即消耗較多的電能和能源，成本較高。其次，水洗法。該方法指的是借助水溶劑中不同的溶解物分離飛灰，合理利用水洗法將飛灰中的可溶性氯化物去除，除了可以將固化穩(wěn)定和處理前期工作外一定程度上還可有效地降低重金屬的含量，以此達(dá)到提高固化質(zhì)量的作用，對(duì)處理后期資源化工作奠定基礎(chǔ)[6]。處理飛灰工作時(shí)應(yīng)用水洗法通常來(lái)說(shuō)需要應(yīng)用水溶劑，但這個(gè)過(guò)程中出現(xiàn)重金屬被浸出的問(wèn)題，很有必要做好后期水溶液處理工作。最后，超臨界流體萃取法。該技術(shù)主要在超臨界狀態(tài)下進(jìn)行，合理利用溫度差、流體流動(dòng)壓力等作用改變混合物的溶解度，從而在固體狀態(tài)和液體狀態(tài)中分離混合物，以此達(dá)到提純有害物質(zhì)的作用。該技術(shù)的應(yīng)用讓分離過(guò)程中溫度和壓力等發(fā)生改變，以此有效提升流體流量，從而提高萃取效率。

2.3垃圾焚燒預(yù)埋處理

我國(guó)城市垃圾焚燒過(guò)程中包含較高的氯元素，若應(yīng)用水熱處理、固化穩(wěn)定和等處理技術(shù)，除了對(duì)重金屬固化效果產(chǎn)生直接影響之外還可能對(duì)水泥窯設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，對(duì)水泥產(chǎn)品性能產(chǎn)生直接影響，很有必要預(yù)處理垃圾焚燒飛灰。通常情況下，脫出垃圾焚燒中的可溶性鹽和氯元素時(shí)都是通過(guò)酸洗或水洗等方法實(shí)現(xiàn)，在預(yù)處理后固體和凝結(jié)的時(shí)間顯著縮短，且固化體抗壓強(qiáng)度也顯影的提高，固化體系膨脹率顯著降低，飛灰固化穩(wěn)定效果更理想[7]。有研究比較了硫酸、水和磷酸在焚燒飛灰時(shí)的預(yù)處理效果，結(jié)果表明水洗預(yù)處理效果更高，且飛灰中鈣流失顯著降低，避免S和P等雜質(zhì)元素被流入。但也需要注意，去除氯時(shí)通過(guò)水洗預(yù)處理的方法很容易導(dǎo)致可溶性重金屬脫出，直接排放對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。一般情況下都是在沉淀處理后將超標(biāo)重金屬去除，在此之后回收利用水洗液中的高含量氯化物時(shí)需要通過(guò)結(jié)晶方式處理。

結(jié)束語(yǔ)

綜上，目前城市垃圾焚燒過(guò)程中飛灰處理方法較多，比較成熟的就是固化穩(wěn)定和技術(shù)，其他技術(shù)逐步得到發(fā)展。但在具體的應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)結(jié)合城市飛灰的具體情況和特點(diǎn)綜合考慮，以此科學(xué)處理垃圾焚燒飛灰，確保不會(huì)污染環(huán)境或降低對(duì)環(huán)境的污染，以此實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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[3]劉芳，劉漢橋，魏國(guó)俠，等.冶金技術(shù)在垃圾焚燒飛灰處理中的應(yīng)用[J].冶金能源，2017（S1）：121-123.

[4]龔靜，余麗麗.垃圾焚燒飛灰處置技術(shù)的發(fā)展研究[J].武漢輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，2020（3）.

[5]紀(jì)濤，陳陽(yáng)，徐崗.新形勢(shì)下生活垃圾焚燒飛灰處置技術(shù)現(xiàn)狀及建議[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2018，26（5）：34-37.

[6]紀(jì)濤，陳陽(yáng)，徐崗.新形勢(shì)下生活垃圾焚燒飛灰處置技術(shù)現(xiàn)狀及建議[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2018，26（5）：34-37.

[7]劉晶，汪瀾.生活垃圾焚燒飛灰處理處置政策及發(fā)展分析[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2017（5）：66-69.