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好文推薦 | “飛灰零填埋”,離我們還遠嗎?

分類:固廢觀察    發布時間:2022年5月16日 9:10    作者:固廢觀察公眾號    文章來源:固廢觀察公眾號


“飛灰零填埋”,離我們還遠嗎?


                         作者:夏旻  博士                            

導讀  

飛灰是生活垃圾焚燒的主要副產物。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、環保要求提高,傳統飛灰處置方式也面臨變化。



1、生活垃圾焚燒飛灰有什么特性?


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(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量有多少?


是如何管理的?



圖 | 老港綜合填埋場

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。以飛灰產率0.03計,16座焚燒廠全部投運后,上海每日將產生飛灰約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《關于進一步加強本市生活垃圾焚燒飛灰環境管理的通知》,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,均經廠內預處理合格后納入老港綜合填埋場飛灰填埋庫區安全填埋。



3、飛灰填埋這種傳統處理方式


可持續嗎?目前有什么新思路?


目前,飛灰主要以填埋方式進行處置,資源化利用發展較滯后;有些地方飛灰填埋存在不達標、不規范等問題,環境隱患較突出。為規范飛灰的處理處置,推動飛灰資源化利用,提高飛灰處理處置技術水平,規范和指導飛灰的環境管理,生態環境部于2020年8月27日制定并發布了《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術規范(試行)》(HJ 1134-2020)。對飛灰的處理方式和產物中重點污染物的定量控制, “技術規范”進行了推薦和說明:

?   應控制飛灰處理產物中的二噁英類含量,可采用低溫熱分解、高溫燒結和高溫熔融等二噁英類分解技術,處理產物中二噁英類殘留的總量應不超過50ng-TEQ/kg(以飛灰干重計)。

?   應控制飛灰處理產物中的重金屬浸出濃度,飛灰處理產物按照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行)。

?  應控制飛灰處理產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,處理產物(高溫處理產物、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。高溫燒結技術主要指將飛灰或其處理產物與其他硅鋁質組分、助熔劑進行混合后,通過高溫使其部分熔融,冷卻后形成燒結體產物。高溫熔融技術是指將飛灰或其處理產物與其他硅鋁質組分、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,再經過水淬等急冷處理,形成熔融玻璃體產物的過程。

圖 | 飛灰低溫熱解裝備


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物進一步處理。另外,高溫條件下,熱轉化裝備對防腐、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,實現氯化物的有效控制。從目前工程應用的情況來看,高溫燒結和高溫熔融工藝與水泥窯協同處置工藝類似,需將水洗作為預處理工藝。而低溫熱解毒工藝,考慮熱解環節的能耗,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同處置危險廢物?!端喔G協同處置固體廢物污染控制標準》(GB 30485-2013)發布后,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、水質凈化系統、蒸發制鹽系統和烘干系統等4大系統組成。目前的工藝已經能實現自動連續下料,水洗效果穩定,用水量小,重金屬和二噁英轉移率低,運行穩定,自動化程度高等。經預處理后的飛灰含氯量可穩定達到≤1%。

圖 | 飛灰水洗工藝流程




5、未來焚燒飛灰處置可能會


什么改變?


根據相關規劃,上海產生的焚燒飛灰(崇明外)將全部在老港基地內處置?!渡虾@细凵鷳B環?;匾巹潯分幸芽紤]新增飛灰庫區,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?,上海短期內對飛灰填埋已規劃預留空間。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:

?對焚燒原灰進行水洗預處理,實現水洗渣和鹽的高效分離。其中水洗鹽處理到工業級進行再利用,水洗渣通過上海周邊省市水泥窯協同的形式進行處置。該路徑采用的工藝形式在國內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保管控渠道,方能落地實施。

?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。在接下來的水洗環節,通過酸堿調節、增加助溶劑等形式,實現重金屬的溶出。利用膜系統對洗脫液進行重金屬和鈉、鉀鹽分離,分離清液進入后續蒸發系統,分離濃液按危廢處置。通過以上工藝,在基本實現飛灰的無害化處置、處置主要產物滿足HJ 1134-2020要求后,可進行后續利用。

來源 | 上海環境衛生工程設計院
作者 | 夏旻
編輯 | 匡宋堯

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