付強

摘 要：危廢處理是當(dāng)前環(huán)境保護與污染控制工作中的高難度任務(wù)，處理危險廢物的技術(shù)手段有很多，不少生產(chǎn)主體都會直接運用焚燒的方式來達到處理目標(biāo)，這種方法的處理效率高，可對多種廢物進行處理。焚燒過程中會形成飛灰問題，必須及時展開穩(wěn)定化處理工作，以此來解決飛灰重金屬污染問題。現(xiàn)結(jié)合某某再生能源有限公司的飛灰處理項目，探討其使用的飛灰處理設(shè)備在解決重金屬污染現(xiàn)象時的情況。

關(guān)鍵詞：危險廢物；焚燒；飛灰；重金屬；穩(wěn)定化處理

中圖分類號：X701 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）21-0113-03

Abstract： Hazardous waste treatment is a difficult task in the current environmental protection and pollution control work. There are many technical means for the treatment of hazardous waste， and many producers will directly use incineration to achieve the treatment goal. The treatment efficiency of this method is high. A variety of wastes can be treated. The problem of fly ash will be formed in the process of incineration， so the stabilization work must be carried out in time to solve the problem of heavy metal pollution in fly ash. Based on the fly ash treatment project of so-and-so Renewable Energy Co.， Ltd.， this paper discusses the situation of the fly ash treatment equipment used to solve the phenomenon of heavy metal pollution.

Keywords： hazardous waste； incineration； fly ash； heavy metal； stabilization treatment

處理城市垃圾時，需預(yù)先展開垃圾分類工作，對于危廢等具有危險性的垃圾進行特別處理，如應(yīng)用焚燒處理技術(shù)系統(tǒng)?，F(xiàn)有飛灰穩(wěn)定化處理系統(tǒng)開發(fā)項目，該系統(tǒng)隸屬于某某再生能源有限公司的焚燒垃圾進行發(fā)電的大型開發(fā)性項目中，主要負責(zé)對煙氣進行有效處理，然而焚燒危廢后形成的煙氣飛塵的重金屬含量比較高，會增強污染問題的嚴(yán)重程度，穩(wěn)定化處理系統(tǒng)必須發(fā)揮其作用，現(xiàn)對該系統(tǒng)進行研究與開發(fā)。

1 項目概況

該項目為飛灰穩(wěn)定化處理系統(tǒng)，系統(tǒng)可實現(xiàn)對煙氣飛灰進行處理的技術(shù)應(yīng)用目標(biāo)，可通過斗提機將待處理的飛灰運輸?shù)交覀}中，使用穩(wěn)定化工藝手段時需混合水泥、水、螯合劑與飛灰，控制幾種物質(zhì)的實際比例分別為10%、30%、3%與1，將混合物質(zhì)投放到混煉機內(nèi)部，進行大幅度攪拌，飛灰形成穩(wěn)定化狀態(tài)之后，需將其裝入到噸袋內(nèi)部，存放到臨時存放區(qū)域，進行檢測，達到合格標(biāo)準(zhǔn)后，可運輸?shù)教盥駡鰧嵤┨盥裉幚?。該項目中的飛灰量在50t/d左右，結(jié)合余量設(shè)計數(shù)值，需將處理量提升至60t/d。結(jié)合實際的使用條件，可提供兩套攪拌、計量與存儲系統(tǒng)，作為備用設(shè)備使用，每天運行時間為8h。處理飛灰需達到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括含水率需在30%以下，二噁英不可超過3μgTEQ/Kg，其他重金屬物質(zhì)也不可超過相應(yīng)的濃度限值。

2 材料與方法

2.1 飛灰的重金屬含量和浸出毒性實驗

本飛灰處理系統(tǒng)主要處理除塵器布袋部位鋪集的灰塵，該處灰塵的重金屬成分含量高，不可直接進行填埋處理。首先需要確定飛灰中的實際重金屬含量，同時展開浸出毒性試驗。消解焚燒飛灰時使用火焰原子吸收分光光度技術(shù)。在浸出毒性試驗中應(yīng)用硝酸硫酸方法，同時通過光譜儀，確認(rèn)浸出液與消解液中含有的重金屬總量，利用危廢相關(guān)的污染控制標(biāo)準(zhǔn)與毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)進行對比。

2.2 飛灰的藥劑穩(wěn)定化處理

獲得200g飛灰存放到燒杯中，利用4種藥劑展開試驗，設(shè)定不同的藥劑比例，將飛灰樣品與藥劑進行混合，添加去離子水，而后通過玻璃棒進行攪拌，使混合溶液形成泥漿的形態(tài)，運用攪拌機進行攪拌處理，時間為2h。將其存放到室溫條件下，而后存放到烘箱之中，展開干燥處理工作，測試溶液的毒性與重金屬含量，確定其穩(wěn)定性[1]。

儲倉的設(shè)計情況：獲取飛灰之后，將其放置到儲倉內(nèi)部，必須考察物料給灰倉結(jié)構(gòu)造成的影響，以合理的方式來設(shè)置合適的儲藏系統(tǒng)?？紤]到控制二次揚塵的問題，可在倉頂處增設(shè)除塵器，對卸灰環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的揚塵進行有效回收。增加檢修孔，做好密封保護工作，將安全泄壓閥安裝到倉頂?shù)暮线m位置，形成負壓環(huán)境，預(yù)防泄漏飛灰的現(xiàn)象。處理拱橋問題時可運用流化裝置，利用振打設(shè)備來提升卸灰效率。增設(shè)低、高料位設(shè)計，為監(jiān)控物料數(shù)量的工作做好準(zhǔn)備，借助卸灰管道來完成排灰任務(wù)。該系統(tǒng)的倉體被設(shè)計成圓形，構(gòu)成材料為碳素鋼板，既有極強的綜合力學(xué)性能，穩(wěn)定性、剛度與強度均可達到使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 飛灰處理前后物化性質(zhì)比較

利用專業(yè)測試儀器對應(yīng)用處理系統(tǒng)前后飛灰的物化性質(zhì)變動情況進行分析，紅外光譜法可被運用到研究有機化合物的基本結(jié)構(gòu)的活動中，最終獲取的譜圖可保持極強的結(jié)構(gòu)特性，將飛灰樣品研磨成粉末，用氯化鉀實施壓片處理后，輸送到紅外光譜儀處進行檢測[2]。

應(yīng)用飛灰計量斗：在飛灰儲倉系統(tǒng)的下方設(shè)置了飛灰計量斗，可支持混煉機運行，該設(shè)備提供稱重計量的功能，可以精準(zhǔn)稱取單次混煉的飛灰量，在設(shè)備連接部位應(yīng)用了膨脹節(jié)裝置，設(shè)備具有良好的氣密性，啟用稱重式計量裝置，預(yù)設(shè)位置開設(shè)排氣孔，可預(yù)防飛灰下料環(huán)節(jié)中的飛灰補償問題，避免飛灰向其他地方溢散，溫度條件不會給處理設(shè)備與管道帶去影響。

2.4 飛灰處理前后的重金屬形態(tài)分布

必須按照標(biāo)準(zhǔn)的步驟來確認(rèn)重金屬形態(tài)的分布特點，獲取可還原提取物質(zhì)、醋酸可提取物質(zhì)、殘渣提取物質(zhì)與可氧化提取物質(zhì)[3]。

給藥裝置應(yīng)用情況：穩(wěn)定化藥劑的主要為螯合劑，采用桶裝型藥劑，將足量的藥劑運輸?shù)较到y(tǒng)的管道口部位，運用卸藥泵裝置將藥劑從桶中轉(zhuǎn)移到藥劑罐中，在水箱中存入工藝水，稀釋水量時可使用流量計，將水與藥劑充分混合，存儲到專業(yè)的儲罐中，利用輸送泵裝置將制備的藥劑輸送到加藥管道內(nèi)部，確?；鞜挋C設(shè)備可以有穩(wěn)定的藥品使用。該設(shè)備的基本技術(shù)特點如下：考慮到藥劑具有腐蝕性，因此泵、管件與管道本身都必須具有較強的耐腐蝕性，能夠抵抗酸堿腐蝕問題，避免影響到設(shè)備的可用時間。運行飛灰系統(tǒng)之前，需先完成配藥工作，配藥時間大約為25min。另外溶液儲罐與配制罐中增加液位報警系統(tǒng)，結(jié)合具體的信號情況可直接將對應(yīng)的泵裝置關(guān)閉，這種設(shè)計主要是為了避免罐中出現(xiàn)液體溢流或者總量不足的問題。

3 結(jié)果與討論

3.1 焚燒飛灰中重金屬的總量和浸出濃度

經(jīng)過焚燒處理后，重金屬處理效果突出，飛灰的性質(zhì)主要受到煙氣處理工藝、焚燒操作條件、與所用焚燒爐類型的影響。重金屬元素的浸出濃度與總量差異明顯，飛灰中Cr與Zn的含量最高，導(dǎo)致飛灰的污染性增強，通過氧化處理來控制重金屬物質(zhì)[4]。

混煉機設(shè)備的應(yīng)用情況，在本項目的飛灰處理系統(tǒng)中，使用的是雙軸式混煉機，按照預(yù)設(shè)的比例將穩(wěn)定化藥劑與飛灰添加到設(shè)備內(nèi)部，通過設(shè)備來達到混煉處理的技術(shù)型目標(biāo)，除此之外還要添加一定量的加濕水，充分?jǐn)嚢杌旌虾?，確認(rèn)重金屬浸出毒性的情況。其處理方式具有續(xù)批示的特點，整體密封性比較強，運行過程中并不會有灰塵泄漏，混煉機設(shè)備的出口部位設(shè)置了擋板裝置，完成混煉處理的工作之后，可將擋板打開，將飛灰排出。其結(jié)構(gòu)形式為筒體臥式結(jié)構(gòu)，主軸系統(tǒng)上被增加了攪拌槳，形狀相對特殊，主要是為了可帶動主軸運行，噴射粘結(jié)液將與攪拌物料的工作均可在密閉性良好的筒內(nèi)完成，同時還增加了液體噴射口、出料口與進料口。分析設(shè)備采用的聯(lián)接方法，其驅(qū)動系統(tǒng)主要依靠兩臺電機來實現(xiàn)運行，軸裝置在電機的帶動之下，可保持穩(wěn)定的攪拌運行狀態(tài)。出料口處采用了液壓開合的設(shè)計方式，以此來形成更強的開合力度，確保出料控制工作可保持更高的效率。攪拌機設(shè)備的內(nèi)壁構(gòu)成材料為耐磨合金，這種合金在被使用時預(yù)先進行了硬化處理工作，實際硬度比較高，同時具有耐磨性方面的優(yōu)勢。

3.2 不同穩(wěn)定藥劑處理效果對比

使用該設(shè)備時，其可以達到比較高的自動化運行水平。主要運行流程如下：飛灰儲倉內(nèi)部提供足量的飛灰，利用卸料閥可將飛灰直接輸送到計量裝置中，計量裝置依照混煉機的實際容量來將飛灰分成不同的批次，在進入到混煉機設(shè)備后，儲倉中的水泥也被傳輸?shù)接嬃垦b置處，水泥計量裝置負責(zé)輸送一定量的水泥材料，輸送目的地同樣也是混煉機設(shè)備。進料任務(wù)完成后，系統(tǒng)自動將氣動閥門關(guān)閉，計量裝置將停止輸料活動，混煉機處于運行狀態(tài)。

完成攪拌處理的磷酸溶液與螯合劑經(jīng)由計量泵被添加到混煉機中，其比例必須保持合理性，殘留溶液順延回流管路可進入到溶液配制槽內(nèi)部。完成溶液輸入工作之后，應(yīng)利用混煉機繼續(xù)進行高速攪拌，時間約為1.5min，水泥、磷酸溶液與螯合劑形成充分混合的狀態(tài)，停止運行混煉機之后，可著手卸料的工作，溶液計量泵的運行狀態(tài)發(fā)生改變，逐漸停止運行，已經(jīng)穩(wěn)定的飛灰被輸送到預(yù)先準(zhǔn)備的運輸車中，被運輸?shù)教盥駡鲞M行填埋出來，攪拌總共所需時間在5min左右，攪拌程序每小時可運行12次。

3.3 飛灰處理前后物化性質(zhì)分析

處理飛灰前后，其物化性質(zhì)發(fā)生了改變，飛灰中含有的物質(zhì)包括氯化物、氧化物與硅酸鹽。將大量石灰直接噴入到焚燒的尾氣中，增加Ca（OH）2的實際含量，原灰的堿性也因此而增強，飛灰中的氯元素也比較多，氯化物含量比較大，礦物質(zhì)元素與重金屬離子形成反應(yīng)之后，在空氣中保留一定的沉淀物，晶體結(jié)構(gòu)在干燥空氣中可能并不存在。進行紅外光譜分析工作，處理會在吸收峰處的透光率與位移變動相對較為明顯；處理前后的飛灰的表面特征也產(chǎn)生了變化，原灰中的顆粒物質(zhì)的形狀主要為無定或者絮狀，顆粒結(jié)構(gòu)相對較為松散，且之間存有較大的孔隙，顆粒表面部位的孔洞數(shù)量多，粗糙度比較高，層狀堆積與巖石保持著比較高的相似度。經(jīng)過處理的飛灰的孔隙率數(shù)值有明顯縮減，顆粒表面的致密性比較強，氣孔被直接消除，根據(jù)這種形態(tài)方面的變化，可以確定在穩(wěn)定處理之后，飛灰中的重金屬離子形成了一定的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生新的沉淀物質(zhì)，堵塞到孔隙，改變了飛灰顆粒物的表面特征。

3.4 重金屬形態(tài)分析

運用BCR提取法，弱酸可提取態(tài)型的重金屬物質(zhì)進行處理，這種重金屬還能夠在水中溶解，重金屬通過外層絡(luò)合吸附與擴散的方式被對固定在飛灰表面。經(jīng)過處理，可以改變飛灰的原有形態(tài)，使其形成穩(wěn)定狀態(tài)，浸出濃度數(shù)值降低，二次污染的問題也被切實控制。

4 結(jié)論

本文根據(jù)某某再生能源有限公司的煙氣處理與應(yīng)用需求，對飛灰穩(wěn)定化處理設(shè)備與相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用情況展開了研究，著重介紹了該設(shè)備的具體使用情況，使用該設(shè)備可以幫助簡化飛灰處理過程，提升飛灰處理效率，降低飛灰中的重金屬處理成本，僅需3名勞動人員即可運行該系統(tǒng)，處理飛灰問題，水、螯合劑與水泥等輔助性處理材料的使用量也縮減，工程建設(shè)需6個月的時間，可按時完成系統(tǒng)安裝工作，處理飛灰之后，該污染物也達到了相應(yīng)的指標(biāo)要求，在接收故障報告之后，可在8小時之內(nèi)進行修復(fù)，高效處理飛灰系統(tǒng)的技術(shù)問題。該飛灰處理系統(tǒng)可以在行業(yè)內(nèi)推廣使用，在后續(xù)的設(shè)備研發(fā)工作中，還需繼續(xù)提升其運轉(zhuǎn)效率與飛灰重金屬處理效果。

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