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生活垃圾焚烧产生的飞灰应该怎么处理,生活垃圾焚烧技术12问12答

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一、生活垃圾焚烧产生的飞灰应该怎么处理

处理生活垃圾焚烧产生的飞灰,通常采用的方法包括:

第一种方法是经过适当处置后进入危险废物填埋场进行最终处置。这确保了飞灰中的有害物质得到妥善管理,防止环境污染。

第二种方法是固化稳定化。具体技术包括水泥固化、沥青固化、熔融固化技术以及化学药剂固化稳定化。经过这些处理后的产物,如果满足浸出毒性标准或者资源化利用标准,可以进入普通填埋场进行填埋处置或进行资源化利用。

第三种方法是将飞灰中的重金属提取出来。具体技术有酸提取、碱提取、生物及生物制剂提取等。提取后的飞灰和重金属可以分别进行资源化利用,提高资源的循环利用率。

上述处理方法在实际应用中已经取得了不错的效果。生活垃圾焚烧厂正在积极采用这些技术,以减少环境污染,保护生态环境。

水泥固化技术通过将飞灰与水泥混合,使其转化为稳定的固体材料。这种方法不仅能够有效固定有害物质,还能提高材料的强度和耐久性。

沥青固化技术则是将飞灰与沥青混合,形成一种具有弹性和韧性的复合材料。这种材料可以用于道路建设或其他工程领域,实现资源的再利用。

熔融固化技术则是通过高温熔化飞灰,使其形成玻璃态物质。这种物质具有良好的化学稳定性和机械强度,可用于制作建筑材料或作为填料。

化学药剂固化稳定化技术则是通过添加特定化学药剂,使飞灰中的有害物质转化为稳定化合物。这种方法可以有效降低飞灰的浸出毒性,提高其安全性。

酸提取、碱提取、生物及生物制剂提取等重金属提取技术则能将飞灰中的重金属分离出来,分别进行资源化利用。这些技术不仅可以减少飞灰中的有害物质,还能回收有价值的重金属资源。

二、垃圾焚烧炉产生的飞灰是怎么处理的?

1.首先,通过使用螯合剂与金属离子形成稳定的螯合物,然后通过固化或稳定化处理,如水泥固化法,这种方法在处理垃圾焚烧炉产生的飞灰中应用最为广泛。

2.其次,飞灰经过高温熔融热处理,这有助于降解二恶英、呋喃等有机污染物,并稳定重金属等无机污染物。

3.接着,借助化学药剂引发的化学反应,有毒物质被转化为具有低溶解性、低毒性和低迁移性的物质,从而降低了环境风险。

生活垃圾焚烧技术12问12答

2023-09-18 12:25·临沂生态环境Q

1、垃圾焚烧技术的主要特点?

层燃炉技术

层燃炉技术的主要特点是不需对入炉垃圾进行分拣、筛选、破碎等预处理,利用活动炉排的机械运动就可实现对垃圾的搅动和混合,确保垃圾能与空气充分接触而受热和混合均匀,及时避免因垃圾入炉后遭遇强热而发生表面固化,影响垃圾内部的传热与气体流动,导致垃圾燃烧时间延长和不完全燃烧的情况出现[1]。通过在炉排上进行垃圾干燥、着火、燃烧、燃烬等过程控制,有着较高的处理效率,其中垃圾层分布较为均匀,燃烧较稳定和完全,飞灰量较少,减少了污染物的排放和对环境的污染影响。该技术技术成熟、可靠,是目前使用最为广泛的垃圾焚烧炉技术,如图1。但其也存在对炉排材质、加工精度和控制要求较高,炉温不易控制,难以在炉内脱除有害物质,整体投资成本较高,经济性较差,后期维护检修工作量大等缺点。


回转炉技术

通常情况下,回转炉技术包括废弃物存储、进料、炉体、余热回收、二次污染控制等部分。炉身为微倾斜的、低速转动的圆筒,垃圾由高处进入,在圆筒中翻转与燃烧,垃圾燃烧完后的残渣通过圆筒下端排出[2]。回转炉主要有两种结构,即水冷壁式与耐火砖衬式。其中,水冷壁式是由水冷壁管逐渐向转筒附近排列,利用对燃烧之后产生的热量吸收,达到降低筒体内温度的目的。通常在筒体下端设置相应的风室,空气从底部穿过有孔钢板中进入炉内,并通过圆筒旋转与燃烧物均匀的混合,使垃圾完全燃烧;另外,耐火砖衬式滚筒内壁可对热量进行存储,在燃烧过程中温度相对较高,但在筒体一端进入空气时,筒体中心区域会形成空气过剩现象,不能确保筒体内部具有较为充足的空气支持燃烧,且其由于筒体尺寸、重量、惯性相对较大,转速相对较小,筒体内的垃圾搅拌与翻转不充分,无法与中心空气均匀混合,造成大量垃圾未燃烧完全,其垃圾燃烧速度与效果与水冷壁式相比也存在一定的差异。


回转炉技术的特点是燃料适应性广,可焚烧不同性质的废弃物,可长时间连续运行。但其对焚烧低热值、高水分的垃圾有一定的难度,且垃圾处理量较小,热效率较低,辅助燃料消耗量大,排出气体温度低,占地面积大,多应用于焚烧医疗垃圾或危险废弃物。


流化床技术

流化床技术因垃圾在高速气流的驱动下在炉膛内悬浮沸腾,与空气接触充分,燃烧效果较好,负荷调节范围较广,燃烧过程较为稳定。燃料适应性强,燃烧彻底,能有效减少垃圾容量和控制污染物的排放。但因其对垃圾的分拣、筛选和破损等预处理要求较严格,且燃烧过程中需掺烧一定比例的燃煤,造成烟气中粉尘和飞灰量较高,导致后续除尘器负担加重,处理费用增加等原因,限制了限制了该技术在工业废弃物和城市垃圾焚烧领域的发展。


热解气化技术

垃圾热解气化技术的基本原理是在无氧或缺氧条件下,在热解气化装置中对垃圾加热蒸馏使其有机物裂解,转化为固体焦炭、可燃油和可燃气体,可燃油和可燃气体可用于余热锅炉燃烧进行热量回收利用。一般包括加热干燥、热解气化、残炭燃烧、可燃气燃烧等过程。

该技术是近10年研制出来的新型垃圾焚烧处理技术,具有设备结构简单、安全、效率高、投资低,能有效控制垃圾处理过程中的二次污染,对环境更安全等特点,具有广阔的发展前景。但也由于其设备处理能力较小,无助燃物时燃烧不稳定,热量回收率低及不能适应高水分、低热值垃圾的处置,因此垃圾热解气化焚烧炉技术在我国广泛应用还较困难。

Q

2、垃圾焚烧厂的建设要求?

一是保证使用时间。每条垃圾焚烧生产线的年运行时间在8000小时以上,垃圾焚烧系统的设计服务期限不低于30年。

二是保证高效处理。垃圾池有效容积按5-7天的额定垃圾焚烧量确定,并在垃圾池内设置垃圾渗滤液收集设施。

三是保证充分燃烧。二次燃烧室内的烟气在不低于850℃的条件下滞留时间不小于2秒,焚烧炉渣热灼减率控制在3%以内。

四是净化焚烧烟气。设置袋式除尘器,以有效去除焚烧烟气中的粉尘污染物;设置干法、半干法、湿法等组合处理工艺,以有效去除氯化氢、氟化氢、硫氧化物、氮氧化物等酸性污染物。

五是严控二噁英排放。包括:控制二次燃烧室内烟气温度和停留时间,减少烟气在200℃-500℃温度区的滞留时间,设置活性炭粉吸附喷入装置等。

Q

3、垃圾焚烧厂的监管要求?

(一)工艺运行,监管生活垃圾处理设施是否否按照有关技术规定进行生活垃圾处理,如称重计量系统配置及使用规范、按工艺要求运行、设备及构年筑物维护到位等;

(二)环境保护,检查生活垃圾处理设施运行行过程中环保措施实施、环境监测结果达标、节能减排制度建

立和措施实施及厂内环境卫生达标等情况环境监测主要针对废水、废气、废渣及噪声;

(三)安全生产,检查生活垃圾处理设施运行行过程中对不安全因素的预防与处理情况,如家全生产规章制度健全、安全生产教育培训到位、现场安全全管理规范、应急管理与演练等。

Q

4、如何控制废气和恶臭排放?

(1)严控废气排放:

一要通过计算机控制系统实现垃圾焚烧、热能利用、烟气处理等过程的高度自动化。

二要控制设定的燃烧条件(二次燃烧室温度高于850℃、烟气停留时间大于2秒等),保证焚烧系统在额定工况下运行,使原始排放物浓度降到最低、二噁英等污染物得以彻底分解。

三要采用炉内脱硝、脱酸、活性炭吸附重金属及二噁英、布袋除尘器拦截过滤以及低温再脱硝等组合工艺,确保垃圾焚烧厂烟气污染排放达到规定标准要求。

四要按照生态环境部门“装、树、联”的要求,安装自动在线监控设备实时监控每条焚烧线的烟气排放指标,并接受相关政府部门、第三方机构和公众的监管。

(2)严防恶臭外溢:

一是采用密闭性好、可自动装卸、车况干净整洁的压缩式运输车运输垃圾。

二是在垃圾卸料大厅出入口设置空气幕和封闭通道,并在垃圾运输车卸料前后关闭电动卸料门。

三是垃圾池采用密闭式结构,在垃圾池上方设置吸风口,将恶臭气体作为二次燃烧空气引至焚烧炉内高温分解,并保持垃圾池和卸料大厅处于负压状态。

四是设置备用的活性炭废气净化设施,在全厂停炉检修期间,垃圾池内臭气须经活性炭废气净化设施处理达标后排放。

五是渗滤液处理系统设置为密闭结构,并在顶部设导气管,将产生的沼气和臭气通过火炬系统安全排放,或通过导气管导入焚烧厂垃圾池。

Q

5、如何控制二噁英排放?

一是在烟气净化系统的烟道上布置活性炭导入装置,将比表面积大于700m2/g的活性炭喷入烟气,以吸附二恶英。同时,布袋除尘器中,当烟气通过由颗粒物形成的滤层时,含尘烟气中残存的微量二恶英仍能被滤层中未反应的Ca(OH)2或CaO粉末、活性炭粉末等所组成的粉饼层过滤和吸附而得到进一步净化。

二是选用高效布袋除尘器,采用高效滤料,将附有二恶英的飞灰过滤收集后,用“螯合剂+水泥+水”稳定化处理。

Q

6、如何处置炉渣和飞灰?

炉渣:生活垃圾在焚烧炉中经高温焚烧,使生活垃圾中各种成分得到彻底的氧化、分解和钝化而成为炉渣,组成主要为玻璃、金属和各类无机物。

炉渣主要为生活垃圾燃烧后的残余物,其产生量视垃圾成分而定,其主要成分为氧化锰(MnO)、二氧化硅(SiO2)、氧化钙(CaO)、三氧化二铝(Al2O3)、三氧化二铁(Fe2O3)、废金属,以及少量未燃尽的有机物等,根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)规定:“焚烧后的炉渣按一般固体废物处理”。垃圾焚烧产生的炉渣经过高温无害化处理,再经过磁选等分离出废钢铁等废旧金属后,对炉渣进行综合利用,可用作铺路的垫层、填埋场覆盖层的材料和制作免烧砖等等,炉渣综合利用率可达98%,不能综合利用部分送至填埋场填埋。

飞灰:烟气净化系统收集的粉尘(飞灰)含有二恶英及重金属等有害物,根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)规定:“除尘飞灰按危险废物处理”。

飞灰属于危险废物,必须单独收集,不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合,也不得与其他危险废物混合。生活垃圾焚烧飞灰不得在产生地长期储存,不得进行简易处置,不得排放。生活垃圾焚烧飞灰产生地必须进行必要的稳定化固化处理,稳定化固化处理之后方可运输,运输需使用专用运输工具。采用密闭收集和输送的方式输送至飞灰储仓,经浸出毒性试验合格后送至填埋场填埋。

Q

7、“邻避现象”的成因与化解?

引发“邻避现象”的原因很多,主要有以下几个方面:

一是部分早期建设的设施标准较低、运营不善、污染超标,给公众造成不良印象和抵触心理;

二是部分项目选址过程不够公开、环境评价不够规范,运营阶段采用“选择性达标”方式;

三是房市价格攀升提高了公众对环境价值和环境质量的预期,同时公众对环境利益的自我维护意识日益加强;

四是缺乏透明公开的项目信息、平等有效的沟通机制和公平合理的补偿机制;

五是二噁英等污染被人为误导、人为放大,引起周边居民的恐慌,进而被利用后演变成群体性“邻避”事件。

有效化解“邻避现象”,需要“德、赛、劳”三位先生。“德先生”是指民主,应在建设过程中听取更多人的意见和建议;“赛先生”是指科学,应通过宣传和参观等让公众客观认识垃圾焚烧技术;“劳先生”是指法治,公众有权利表达自己的意见,但表达方式应依法有序。

当公众对垃圾焚烧项目心存疑虑时,最有效的化解之道,莫过于是通过科学设计、精心建设、规范运行、严格监管,由政府主导、企业主体、公众参与,三方合力打造“技术先进、信息公开、操作透明、环境优美、真正达标”的“清洁垃圾焚烧厂”。事实胜于雄辩,如果在我们身边真实可信的“清洁垃圾焚烧厂”多了,公众对垃圾焚烧项目的种种疑虑就会逐步消除。

Q

8、垃圾分类是否垃圾焚烧的前提?

从焚烧技术原理分析,尽管垃圾分类有利于垃圾焚烧,但并不能认为垃圾分类是垃圾焚烧的必要条件。

实际上,焚烧技术是一种能够适应处理混合垃圾的典型技术,目前世界上大部分采用垃圾焚烧的城市并没有做到也没有必要做到垃圾完全分类。

但垃圾分类是垃圾焚烧的充分条件,因为垃圾分类能助力焚烧处理做得更好,可起到减量(减少垃圾处理量)、减排(减少污染排放量)、提质(改善燃烧工况)、提效(提高发电效率)等作用。

因此,垃圾分类是垃圾焚烧的充分条件,但它并不是垃圾焚烧的必要条件,我们不能简单的认为垃圾分类是垃圾焚烧的前提。同时我们应采取有效措施积极应对垃圾分类后可能对垃圾焚烧产生的各种影响。

Q

9、焚烧处理产生哪些废气?如何控制?

生活垃圾焚烧的烟气控制系统标准远比燃煤锅炉、燃油锅炉、焦化炉严格。

生活垃圾焚烧发电(供热)厂排放的废气主要来自于焚烧炉所产生的烟气,所含的主要污染物为粉尘、氯化氢(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、氟化氢(HF)、有机污染物、二恶英及重金属等。通过计算机控制系统实现垃圾焚烧、热能利用、烟气处理等过程的高度自动化,使焚烧系统在额定工况下运行,从而使原始排放物浓度降到最低。烟气经过烟气净化系统处理后通过烟囱排入大气前,使用烟气在线监测仪——以连续监测每条焚烧线的烟气排放指标,确保垃圾焚烧发电(供热)厂烟气达标排放。

Q

10、垃圾焚烧处理厂有臭味吗?如何控制恶臭?

(1)垃圾本身是有臭味的,因此不排除运输沿路有臭味,这方面,主要是采用密闭性、具有自动装卸结构的运输车来运输垃圾,尽量减少臭味外溢;

(2)垃圾运输车进入车间后,通过卸料门将垃圾倾倒进垃圾坑中。垃圾卸料门为电动提升式,由专人控制,运输车完成卸料后及时关闭,使垃圾坑密闭化。

(3)垃圾卸料大厅总入口设置空气幕,以防止臭气外逸。

(4)垃圾坑为密闭式,风机的吸风口设置于垃圾坑上方,使垃圾坑和卸料大厅处于负压状态,不但能有效地控制臭气外逸,又同时将恶臭气体作为燃烧空气引至焚烧炉,恶臭气体在焚烧炉内高温分解,气味得以清除。为避免臭气外逸,垃圾坑厂房为封闭厂房。

(5)在厂区四周种植一定数量的高大乔木,减少影响。

(6)为防止在全厂停炉检修期间,垃圾坑的臭气对周围环境的污染,坑内臭气经活性炭废气净化器净化后排至室外。定期对净化器出口的臭气浓度进行检测,当臭气出口浓度达到国标控制限值,及时更换净化器内的活性炭,废弃的活性炭将与生活垃圾混合进入焚烧炉内进行高温焚烧处理。

(7)渗滤液处理系统为密闭结构,顶部设导气管,产生的沼气以及臭气通过导气管、抽风机导入垃圾储坑。

Q

11、垃圾分类的影响和对策?

垃圾分类对垃圾焚烧的影响是多方面的,如应对得当则利多弊少:

(1)主要影响因素:

◇由于分类后的其他垃圾(干垃圾)热值或将提高20%-30%,吨垃圾发电量或将提升15%-20%;

◇若继续维持热负荷不变,焚烧能力或将降低15%-20%;

◇由于含水率降低,渗滤液产生率或将减少20%-30%;

◇单位发电量下尿素耗量或将增加30%-50%;

◇部分项目短期内或将面临垃圾处理量不足的矛盾;

◇炉膛超温现象或将更显著,更易结焦,受热面腐蚀将加剧,炉排铸件更换率将增加。

(2)已建垃圾焚烧厂对策:

◇增加焚烧炉热容量,或将前后拱及侧墙改为水冷壁;

◇增加余热锅炉的受热面,强化二三通道清灰能力;

◇更换大功率汽轮机或采用外部供热,可考虑将引风机、给水泵、循环水泵改为汽动;

◇调整燃烧供风系统,通过分级配风降低干燥段和燃烧段的空气温度;

◇通过炉内喷渗滤液或喷水以降低炉温;

◇通过运行优化实现高效稳定燃烧,提升入炉垃圾均质化,热负荷波动趋缓以提升热效率。

(3)新建垃圾焚烧厂对策:

◇重新论证垃圾热值设计范围,应用适应高热值垃圾的焚烧技术;

◇采用强制风冷或水冷炉排方式;

◇优化焚烧炉炉膛结构设计方式,炉拱优化,前后拱水冷、侧墙水冷及侧向炉排片更改为水冷壁等方式;

◇论证干垃圾元素组成变化对烟气污染物源浓度的影响;

◇重新核定渗滤液处理设施规模;

◇充分考虑需要协同处理的其他城市固废的特性和数量。

Q

12、垃圾焚烧技术的发展方向?

1.完善农村垃圾收运体系,释放潜在市场空间

2021年12月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《农村人居环境整治提升五年行动方案(2021-2025年)》,《方案》提出健全生活垃圾收运处置体系:统筹县乡村三级设施建设和服务,完善农村生活垃圾收集、转运、处置设施和模式,因地制宜采用小型化、分散化的无害化处理方式。

2022年5月,住建部等6部门联合发布《关于进一步加强农村生活垃圾收运处置体系建设管理的通知》。关于收运处置体系覆盖面,《通知》提出到2025年,结合地区基础及条件,实现生活垃圾分类、源头减量:1)东部及中西部城市近郊区,农村生活垃圾基本实现无害化处理;2)中西部有条件的地区,农村生活垃圾收运处置体系基本实现全覆盖;3)偏远、欠发达地区,农村生活垃圾治理水平有新提升。在体系建设模式方面:1)对于城市或县城周边的村庄,采用统一收运、集中处理模式;2)交通不便或运输距离较长的村庄,建设小型化、分散化、无害化处理设施,推进就地就近处理。

2.经济发展带动垃圾处理需求

人均生活垃圾产生量与地区经济水平存在一定正向相关,2011年我国人均生活垃圾清运量为0.33kg/d,2020年提升至0.46kg/d,主要受经济发展及清运体系逐步完善因素影响。其中,2011年全国道路清扫保洁面积为115.11亿平米,2020年提升至194.73亿平米,增长69.17%。与发达国家及地区相比,我国人均生活垃圾产生量仍存在一定差距,结合世界银行2016年统计数据,我国人均生活垃圾产生量为0.46kg/d,同期北美地区为2.21kg/d,欧洲地区为1.18kg/d,总体上,我国人均垃圾产生量较低。随着经济发展,居民生活水平提升,人均生活垃圾产生量有望进一步增长,长期来看,仍有较大的处理需求增长空间。

2020年,我国生活垃圾焚烧处理率为62.1%,仍有14个省份处理率低于55%,主要位于中部、西南、西北、东北等区域;人口较多的省份中,湖南、湖北、河南三省的焚烧处理率分别为52.1%、48.5%、39.4%。随着城镇化率提升,市场空间有望进一步释放。

3.寻求产业发展新机遇

提质增效,静脉产业园模式或成趋势

我们将固废处理行业分为起步阶段、发展阶段、完备阶段三个历程。“十三五”期间,随着项目加快推进,固废处理能力得到迅速提升,在固废处理的“量”上,现有项目已满足基本处理需求;“十四五”期间,结合减污降碳的目标,在固废处理上,将更注重固废处理“质”的提升。目前,我国固废行业正处于由发展阶段向完备阶段升级的过程,对于资源回收和近零排放提出更高的需求。2021年12月国家发改委等18部委联合发布《“十四五”时期“无废城市”建设工作方案》,提出推动100个左右地级及以上城市开展“无废城市”建设;到2025年,“无废城市”固体废物产生强度较快下降,综合利用水平显著提升,无害化处置能力有效保障,减污降碳协同增效作用充分发挥,基本实现固体废物管理信息“一张网”。

随着我国垃圾处置逐渐趋于集约化、低碳可循环,以垃圾焚烧发电厂为核心的静脉产业园模式,具备明显的优势:

经济效益方面:生活垃圾、餐厨垃圾、工业固废、建筑垃圾等各种固废处理设施的集中在一个园区,统筹规划,统一设计,同步实施,各种基础配套设施如道路、管网、用电、通信等可以共用,减少重复投资;园区内的能量流、物质流可在不同设施中进行循环梯级利用,如垃圾焚烧发电余热可进一步干化污泥,干化后污泥与垃圾进一步掺烧发电,提高发电量,实现物质能量的最大化利用,经济效益显著。

污染物排放方面:各种固废处理设施产生的污染排放物相同,涉及臭气、烟气、废水、废渣等二次污染方面的控制,通过园区内优化设施布局,一方面各类设施产生的污染物可进行统一处理和管控,以避免单独建设项目产生多个污染排放点的环境风险和设施投入;另一方面可对各类设施的污染物排放进行集中控制,可提升监管力度,并改善监管效果。

土地使用方面:由于每个处理设施的与居民区的间隔要求非常高,实际占地面积大,分散建设则需要占用大量土地资源。

4.转型新能源,创造第二成长曲线

垃圾焚烧发电板块以运营类资产为主,是标准的“现金牛”业务,随着可再生能源补贴入库加速,现金流优势日益凸显,为相关企业新业务的探索与发展提供资金保障。目前固废上市公司新业务转型,主要围绕新能源项目运营、新能源材料生产及回收进行展开。对于大多数垃圾焚烧发电企业,若在新领域实现突破和发展,除充分利用自身资金优势及资源禀赋外,合适的项目合作方也十分重要。在此,我们选取伟明环保、旺能环境、圣元环保以及中国天楹四家上市公司进行分析。

(来源:环境生态网)

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欧洲的生活垃圾焚烧飞灰如何处置
发布人:r585168601 发布时间:2025-04-15