目前,随着政府对生活垃圾处理减量化、无害化和资源化的加强管理,生活垃圾处理已经成为城市管理和公共服务的重要组成部分,根据中国国情和相关技术,生活垃圾焚烧处理无疑成为目前最好的垃圾处理方式。焚烧灰渣是城市垃圾焚烧过程中一种必然的副产物,如何处理好灰渣,是当前生活垃圾焚烧处理的一大问题。
垃圾焚烧产生的灰渣包括从焚烧炉的底灰(BottomAsh,BA),由烟气净化产生的空气污染控制残渣(AirPollutionControlResidues,APCR)两种。主要是不可燃的无机物以及部分未燃尽的可燃有机物。根据垃圾组成的不同,灰渣的数量一般为垃圾焚烧前总重量的5%-20%。灰渣特别是飞灰中含有一定量的有害物质,若重金属未经处理直接排放,将会污染土壤和地下水,对环境造成危害。另一方面,由于灰渣中含有一定数量的铁、铜、锌、铬等重金属物质,有回收利用价值,故又可作为一种资源开发利用。因此,焚烧灰渣既有它的污染性,又有其资源特性。焚烧灰渣的处理是城市垃圾焚烧工艺的一个必不可少的组成部分。
2.炉渣
2.1炉渣的组成
底灰(即炉渣)是灰渣的主要部分,呈黑褐色,大约占灰渣总质量的80%-90%。炉渣含水率10.5%~19.0%,热灼减率1.4%~3.5%,低热灼减率反映出其良好的焚烧效果。底灰是由熔渣、玻璃、陶瓷类物质碎片、铁和其他金属、及其他一些不可燃物质,以及没有燃烧完全的有机物所组成的不均匀混合物。大颗粒炉渣(20mm)以陶瓷/砖块和铁为主,两种物质的质量百分比随着粒径的减小而减小;小颗粒炉渣(
因焚烧1t生活垃圾约产生~kg炉渣,以日处理量为1t的重庆同兴垃圾焚烧发电厂为例,1年约产生8~11万t左右的炉渣。
2.2炉渣的分拣工艺
炉渣中铁的总含量在5%~8%,目前国内的炉渣分拣主要是分拣炉渣中的铁。
炉排中燃尽的炉渣掉落到除渣机中,通过水的降温,液压式除渣机将冷却后的炉渣沥干后送入皮带输送机,在皮带输送机的转换端头加装多级除铁器,利用磁铁将金属铁分拣出来,为进一步提高分拣效果,工厂中一般在炉渣输送过程中配置振动装置和破碎装置,加大分拣力度。
2.3炉渣的资源化利用
2.3.1炉渣的性质
炉渣粒径分布主要集中在2~50mm的范围内(占61.1%~77.2%),基本符合道路建材(骨料、级配碎石或级配砾石等)的级配要求。炉渣溶解盐量较低,仅为0.8%~1.0%,因此炉渣处理处置时因溶解盐污染地下水的可能性较小。炉渣pH缓冲能力较强,初始pH值(蒸馏水浸出,液固比为5:1)在11.5以上,能有效抑制重金属的浸出[2]。因此,炉渣是很好的建筑材料,只要管理得当,可以做到环保资源化利用。
2.3.2炉渣制免烧砖的优势
炉渣制免烧砖可利用垃圾焚烧炉渣作为主要原料,含量80%(包括骨料)以上,变废为宝,化害为利。免烧砖项目极具市场竞争优势,国家严格限制粘土砖的生产,免烧砖则不用粘土作原料,不需煤炭作为燃料,保护耕地,保护环境。制砖均为机械化生产,生产工艺简单,易于掌握,各地均可适用。生产免烧砖是物料进入标准模箱后,通过设备下压和高频定向震动双向作用成型,该砖外观十分规整、制品密实度高,各项技术指标优于粘土烧结砖。目前在所有利用工业废渣生产建材的技术中,免烧砖项目投资最少,见效最快。
2.3.3制砖工艺
炉渣经分拣后通过输送系统、配料系统、搅拌系统、布料系统、成型系统、脱模系统、出坯系统、自动叠板系统、液压系统、电器控制系统等。将炉渣、水泥、石子、石粉以4:15:15:15的比例压制成型,达到资源化利用的目的。
3.飞灰
3.1飞灰的组成
飞灰指在烟气净化系统和热回收利用系统(如节热器、锅炉等)中收集而得的残余物,约占灰渣总量的20%左右。飞灰的溶解盐含量很高(40%一60%,重量计),可浸出重金属(Cd、Pb、zn和Hg等)的浓度也比底灰要高,并且含有微量有机污染物,因其所含的细颗粒较多,使之持水量高,易冻胀又难压实。
由于焚烧飞灰颗粒细小,有较高的表面积,具有较强的吸附性,能形成较大的聚合体,也具有较高的亲水性。