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垃圾焚燒產生的飛灰處理方法

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垃圾焚燒產生的飛灰處理方法

發布日期:2019-01-21 作者: 點擊:

垃圾焚燒時會產生大量的飛灰,即在煙氣淨化係統(APC)和熱回收係統(如節熱器、鍋爐等)中收集而得的殘餘物,約占垃圾焚燒灰渣總量的20%左右,它是生活垃圾焚燒後煙氣除塵器收下的物質,因其中含有大量可溶性重金屬和二惡英而不能直接填埋處理,屬於危廢代號為HW18。
飛灰是含水率很低的細小塵粒,呈淺灰色粉末狀,一般所取灰樣的含水率為10%-23%,熱灼減率為34%-51%。
飛灰的粒徑大小不均,是由顆粒物、反應產物、未反應產物和冷凝產物聚集而成的不規則物體,但總的來說,粒徑較小,基本在100μm以下,表麵粗糙,呈多角質裝,孔隙率較高,比表麵積較大,這使鉛和鎘等易揮發性金屬在其表麵凝結富集。
國內外對垃圾飛灰的主要處理方法有固化與穩定化技術、濕式化學處理法、安全填埋法。
1、固化與穩定化技術是國際上處理有毒廢物的主要方法之一,而凝膠材料是最重要的固化穩定化材料。固化與穩定化技術的方法主要有水泥固化法、凝石穩定化法、熔融固化技術、燒製陶粒技術。
2、飛灰濕式化學處理法有加酸萃取和煙氣中和碳酸化法等,該工藝運行成本較低,可回收重金屬和鹽類。經過重金屬提取後的飛灰和重金屬可以分別進行資源化利用。
3、安全填埋法是將垃圾焚燒飛灰在現場進行簡單處理後,送入安全填埋場填埋處理的方法,這是目前垃圾焚燒飛灰處理最安全可靠的手段之一。但安全填埋場的建設和運行費用居高不下,垃圾焚燒處理廠難以承受,同時也不能達到減容化和資源化的目的,因此今後會逐漸減少該方法的應用。
飛灰固化處理技術的幾種形式
1、水泥固化法(常用方法)
固化處理是利用固化劑與垃圾焚燒飛灰混合後形成固化體,從而減少重金屬的溶出。水泥是最常見的危險廢物固化劑,因此工程中常采用水泥對焚燒飛灰進行固化處理。
飛灰被摻入水泥的基質中後,在一定的條件下,經過一係列的物理、化學作用,使汙染物在廢物水泥基質體係中的遷移率減小(如形成溶解性比金屬離子小得多的金屬氧化物)。有時,還添加一些輔料以增進反應過程,最終使粒狀的物料變成粘合的混凝土塊。從而使大量的廢物因固化而穩定化。因此,盡管水泥固化處理飛灰具有工藝成熟、操作簡單、處理成本低等優點,但由於垃圾焚燒飛灰中含有較高的氯離子,采用水泥固化法處理必須進行前處理,以減少氯離子對固化後砌塊的機械性能以及後期重金屬離子浸出等問題,這樣在很大程度上提高了對飛灰處置場建設和運行的要求,造成成本增加,限製了該方法的應用。
2、石灰固化
石灰固化是指以石灰、粉煤灰、水泥窯灰以及熔礦爐爐渣等具有波索來反應的物質為固化基材而進行的危險廢物固化或穩定化的操作。
3、藥劑穩定化法(常用方法)
藥劑穩定化技術以處理重金屬廢物為主,目前已經發展了多種重金屬穩定化技術,如pH值控製技術、氧化,還原電勢控製技術、沉澱技術、吸附技術和離子交換技術等。這類技術目前在垃圾焚燒飛灰穩定化處理方麵應用較少,但是一個發展方向。尤其是藥劑穩定化與其它穩定化方法相比具有工藝簡單、穩定效果好、費用低廉等優點。
4、瀝青固化
瀝青固化作為熱塑性材料固化技術的代表,是以瀝青類材料作為固化劑,與飛灰在一定的溫度下均勻混合,產生皂化反應,使有害物質包容在瀝青中形成固化體,從而得到穩定。由於瀝青屬於憎水物質,完整的瀝青固化體具有優良的防水性能。瀝青還具有良好的黏結性和化學穩定性,而且對於大多數酸和堿有較高的耐腐蝕性。
5、熔融固化技術
1)燒結法
燒結法是將待處理的危險廢物與細小的玻璃質,如玻璃屑、玻璃熔融固化技術粉混合,經混合造粒成型後,在1000~1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體,借助玻璃體的致密結晶結構,確保固體化的永久穩定。但該方法需充分結合化學穩定和熔融處理工藝才能降低垃圾焚燒飛灰對環境的危害。
2)熔融法
熔融法是在燃料爐內利用燃料或電將垃圾焚燒飛灰加熱到140O℃左右的高溫,使飛灰熔融後經過一定的程序冷卻變成熔渣,熔渣可作為建築材料,實現飛灰減容化、無害化、資源化的目的。熔融固化需要將大量物料加溫到熔點以上,無論采用電或其它燃料,需要的能源和費用都相當高。相對於其它處理技術,熔融固化的最大優點是可以得到高質量的建築材料。
6、凝石穩定化法
目前凝石技術體係已趨於成熟。凝石的生產是利用具有火山灰活性的固體廢棄物,包括粉煤灰、冶金渣、煤矸石、油頁岩渣、預處理過的尾礦、黃河砂、城市建築垃圾、以及天然火山灰等矽鋁質物料,加入少量或不加水泥熟料,再配入1%-5%的成岩劑,經分別磨細再混勻或一起混磨工藝製備而成的,能夠在許多場合替代水泥的矽鋁基膠凝材料。凝石是基於仿地成岩原理製備而成的矽鋁基膠凝材料。
7、燒製陶粒技術
該方法所見報道甚少,但是在專利CN1830885《利用垃圾焚燒飛灰為原料的陶粒及其製備方法》中提到一種利用垃圾焚燒飛灰為原料的陶粒及其製備方法,其原料組成及質量分數為:飛灰20%-80%,其餘為黏土;經配料、造粒、高溫煆燒製成陶粒產品;所述高溫煆燒的燒結溫度為1000-1400℃。
8、地聚物固化技術(新型方法)
地聚物是一種以水玻璃和氫氧化鈉等采用一定的工藝激發偏高嶺土、工業廢渣等含鋁矽酸鹽物質製得的新材料。 地聚物有單矽鋁、雙矽鋁和三矽鋁三種結構,利於固定重金屬。 地聚物的特殊結構可以把飛灰中的金屬和其他毒性物質分割包圍在環狀分子之間結合形成密閉的空腔內或被吸附而包容在聚合體中,達到固化效果。

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