張邦松

(安徽海螺建材設(shè)計研究院， 安徽 蕪湖 241000)

0 前言

近些年來，隨著我國的不斷發(fā)展，垃圾焚燒處理技術(shù)得到了非常廣泛的應(yīng)用，垃圾在焚燒中會促使很多飛灰產(chǎn)生，因為垃圾焚燒飛灰會產(chǎn)生具備很高濃度的二惡英和重金屬，那么氣就是危險廢棄物，采用直接填埋的方式會對四周環(huán)境造成嚴(yán)重污染，而水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)可以對這一現(xiàn)象進(jìn)行有效緩解，因此得到了應(yīng)用。

1 利用水泥窯系統(tǒng)處置飛灰歷程

從目前的現(xiàn)狀來看，在國外和國內(nèi)，采用水泥窯協(xié)同處置垃圾以城市廢棄物、污染土壤以及含有機物的一般工業(yè)固體廢物為主，對于焚燒飛灰水泥窯協(xié)同處置技術(shù)的研究大多是針對生活垃圾焚燒殘余物。同時焚燒飛灰水泥窯協(xié)同處置就是以利用焚燒飛灰燒制生態(tài)水泥、硅酸鹽水泥和一些其他種類的水泥為主，其中生態(tài)水泥是一種高氯水泥，是生活垃圾焚燒飛灰和污泥一共燒成制作的，由日本研發(fā)應(yīng)用在我國。此外，我目前嚴(yán)重領(lǐng)域，飛灰燒制硅酸鹽水泥是重點研究范圍，也是唯一一項能夠很好發(fā)揮水泥窯優(yōu)勢特征的技術(shù)，根據(jù)相關(guān)資料證實飛灰應(yīng)用于硅酸鹽水泥生產(chǎn)中具有非常大的前景。而飛灰燒制特種水泥的運用仍處于機理性研究階段。在國際上，日本以生活垃圾焚燒飛灰和下水道污泥等為主要原料生產(chǎn)出了高強度水泥，并建成了世界上第一座生態(tài)水泥廠，但是其未真正解決垃圾焚燒飛灰特征污染物重金屬和二惡英問題，其通過水洗預(yù)處理后將飛灰中的可溶性鹽分充分溶出，洗灰廢水經(jīng)過了簡單處理后直排大海，污染了海洋生態(tài)環(huán)境。中國特色的生活垃圾焚燒飛灰毒性危害更大。這是因為：①中國的垃圾在源頭上不分類；②中國飛灰最大特點是氯含量高；③重金屬及二噁英極有可能隨垃圾滲濾液進(jìn)入地下水。針對中國特色的生活垃圾焚燒飛灰，某環(huán)?？萍加邢薰練v時多年，榮辱艱辛都嘗盡，將建材、環(huán)保、鹽化工、精細(xì)化工、無機高鹽廢水處理等領(lǐng)域的技術(shù)完美結(jié)合，徹底實現(xiàn)了飛灰的“無害化、減量化和資源化”，已經(jīng)通過了環(huán)境保護(hù)部對外合作中心與中國環(huán)境學(xué)會聯(lián)合組織的第三方技術(shù)性能評價，處于世界領(lǐng)先水平。

2 水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)和工藝內(nèi)容

2.1 飛灰水洗部分

在對垃圾進(jìn)行處理中，通過七里輸送管道把用專業(yè)運輸車輛送來的飛灰進(jìn)入到飛灰儲倉中，并且飛灰從儲倉中通過計算之后，將其輸送到攪拌罐中與計量好的水進(jìn)行混合洗滌，材料漿經(jīng)過固液分離設(shè)備后，進(jìn)入氣流烘干機，烘干機采用來自于熟料篦冷機的低品位熱風(fēng)作為熱源，在烘干機內(nèi)，飛灰通過與熱風(fēng)直接接觸的方式，并且采用烘干方式進(jìn)行處理，最后促使預(yù)處理之后的飛灰形成；隨后進(jìn)入材料倉，將其作為水泥原材料備用；最后濾液進(jìn)入飛灰水洗液處理單位對其進(jìn)行處理。

2.2 污水處理部分

飛灰在洗滌的過程中會產(chǎn)生濾液，也就是飛灰水洗液，其中不僅含有氯、鉀、鈉以及重金屬，還含有很少的懸浮物質(zhì)，在采用物理方式進(jìn)行沉淀之后加入適量的化學(xué)試劑，能夠?qū)χ亟饘俸外}鎂離子沉淀，隨后將含有中重金屬和鈣鎂的一部分污泥與返回飛灰水洗部分繼續(xù)進(jìn)行固液分離。此外，飛灰水洗液經(jīng)過物理沉淀、化學(xué)沉淀、多級過濾等多道水處理流程后使用MVR蒸發(fā)結(jié)晶工藝設(shè)備對鹽和水進(jìn)行分離，并且把蒸汽冷凝水用來作為清水回用水洗飛灰部分。

2.3 水泥窯協(xié)同處置部分

經(jīng)過水洗預(yù)處理后的飛灰，去除了95%以上的氯離子和70%以上的鉀鈉離子等影響水泥窯工況的有害元素。預(yù)處理后的飛灰通過密封管道氣力輸送到比較溫度高的水泥窯尾中，隨后進(jìn)入到溫度比較高的熔融中進(jìn)行處置。同時在熟料熔融煅燒的時候，二惡英會被完全的分解，重金屬也會被有效固定在水泥熟料晶格中，從而就確保了飛灰無害化、資源化的實現(xiàn)。水泥窯的窯尾煙氣在堿性氛圍中經(jīng)過五級旋風(fēng)收塵吸附、余熱發(fā)電收塵吸附、增濕塔收塵吸附、生料磨收塵吸附、布袋收塵器過濾吸附等9道收塵系統(tǒng)，有效抑制二惡英前體物生成，避免了二噁英的再次合成，是世界最優(yōu)的解決含二噁英廢氣排放的工業(yè)化系統(tǒng)裝置。

3 主要工藝設(shè)計參數(shù)及實際運行效果

3.1 主要工藝設(shè)計參數(shù)

水處理中間過程硬度：＜1 000 mg/L；MVR進(jìn)水硬度：＜500 mg/L；MVR進(jìn)水波美：（10±2）波美；鹽分浸提反應(yīng)釜的含渣量：（25±5）%；固體液態(tài)分離設(shè)備的出液含渣量在1%以下；預(yù)處理之后的窯飛灰氯離子去除率在95%以上。此外要將熟料中氯含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，不可以超過0.04%。

3.2 實際運行效果

（1）水洗前后飛灰成分

表1 水洗前后飛灰成分分析（%）

（2）目前飛灰的處理量 5-6 t/h，約占生料的比例為3%-4%。

（3）處理飛灰對水泥窯煅燒及產(chǎn)量的影響

①影響煙氣脫硝系統(tǒng)的噴氨效果；

②導(dǎo)致熟料提前結(jié)粒，產(chǎn)生包心料，影響熟料強度。經(jīng)過水洗預(yù)處理后的飛灰，就科學(xué)有效的對鉀鈉氯進(jìn)行了去除，這對水泥窯煅燒沒有任何不好的影響。

③泥窯協(xié)同處置固廢對窯況要求高，所以一定要確保其得到連續(xù)和穩(wěn)定的運行，對熟料產(chǎn)量沒有任何不好的影響，但是不建議超出產(chǎn)量的運行。

4 水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰技術(shù)工程應(yīng)用情況

在2012年，某公司有關(guān)飛灰工業(yè)化處置的示范線路竣工完成，開始投入運行中，投資的總資金為8000萬元，運行到現(xiàn)在為止工藝流程非常順暢，實現(xiàn)了設(shè)計產(chǎn)量，設(shè)備運行具有連續(xù)性和穩(wěn)定性特征，從而促使我國《危險廢物名錄》在修訂的規(guī)程中，豁免環(huán)節(jié)，對國際中出現(xiàn)的空白進(jìn)行了填充和補充，在世界范圍內(nèi)處于領(lǐng)先水平。同時飛灰烘干、飛灰料倉廢氣排放方面都與北京市《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》相符合，水泥窯煙氣也與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對應(yīng)的允許排放濃度限值相符合。

5 結(jié)束語

綜上所述，要加強對該技術(shù)的深入研究和應(yīng)用，主要是從焚燒飛灰綜合處置方面入手進(jìn)行考慮，將水洗飛灰處置作為技術(shù)的重點，對MVR結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步和完善和優(yōu)化，就能促使技術(shù)得到進(jìn)一步完善，保證工業(yè)得到健康穩(wěn)定的發(fā)展。