垃圾焚燒發電固廢處置技術

顧業明

（柳鋼環保股份有限公司，廣西柳州 545000）

垃圾焚燒發電是垃圾焚燒廠利用垃圾焚燒設備將垃圾焚燒發電的工作，垃圾焚燒可以將垃圾的總體積減小75%～85%，并且還可以將垃圾的總重量減少60%～70%，將垃圾焚燒過程中產生的熱能轉化為電能，是處理城市生活垃圾的有效手段之一，既實現了垃圾處理，又能實現垃圾資源再利用[1]。垃圾焚燒發電雖然有利于社會可持續發展，但是在焚燒過程中會產生大量的污染物，其中包括污染氣體和固體廢棄物，氣體包括二噁英、一氧化硫、二氧化硫、氮氧化合物等[2]。垃圾經過焚燒的高溫熱分解過程中會產生顆粒較小的固體廢棄物，一部分存在爐腔內部，還有一部分附著在鍋爐出口處，會隨著煙氣排出到爐體外部。有些實驗結果表明，垃圾焚燒發電固廢直徑小于1.1μm，如果吸入人體體內，會導致人發生心腦血管疾病，因此為了減少垃圾焚燒固廢對環境的污染以及對人體生命安全的危害，垃圾焚燒發電固廢處置是非常有必要的[3]。現有的垃圾焚燒發電固廢處置技術主要以掩埋為主，傳統處置技術在實際應用中仍舊會對自然環境帶來污染，且固廢處置量較少，為此提出垃圾焚燒發電固廢處置技術。

1 垃圾焚燒發電固廢處置技術設計

1.1 垃圾焚燒發電固廢等級劃分

在對垃圾焚燒發電固廢進行處理前，首先對垃圾焚燒發電固廢等級進行劃分，以垃圾焚燒發電固廢對環境污染的程度作為評估標準，確定垃圾焚燒發電固廢處置難度，根據評估結果，對不同等級的垃圾焚燒發電固廢采取不同的垃圾焚燒發電固廢處置方法[4]。垃圾焚燒發電固廢等級劃分采用模糊神經網絡模型評估技術。垃圾焚燒發電固廢等級評估主要按照國家規定垃圾焚燒發電固廢處置目標，選擇對應的固廢參數、固廢標準，確定垃圾焚燒發電固廢的等級。此次采用模糊神經網絡模型對垃圾焚燒發電固廢處置等級進行評估，首先在神經網絡模型中輸入五個不同節點，分別為垃圾焚燒發電固廢中重金屬含量、有毒化學物質含量、有害物質含量、密度以及含氨氮量，設置模型輸出為垃圾焚燒發電固廢污染等級。在評價前，首先采用污染物分級標準作為訓練樣本，對評估模型中的指標數據進行訓練，垃圾焚燒發電固廢污染等級主要按照《垃圾焚燒發電固廢污染標準》GB 15167—2010進行劃分。根據模型給出的評估結果給出對應的垃圾焚燒發電固廢處置等級，也就是垃圾焚燒發電固廢污染程度越高，垃圾焚燒發電固廢處置等級越高[5]。評估模型輸出值為0～1，模型輸出的評估值大于0.75時，垃圾焚燒發電固廢為A級；當評估值在0.55～0.75時，垃圾焚燒發電固廢為B級；當評估值在0～0.55時，垃圾焚燒發電固廢為C級。其中A級垃圾焚燒發電固廢污染程度最高，最需要嚴格處置，C級垃圾焚燒發電固廢污染程度最低，只需進行簡單處置即可。

1.2 垃圾焚燒發電固廢處置設備參數設定

根據垃圾焚燒發電固廢等級的劃分情況，選擇合適的固廢處置設備和設備參數。垃圾焚燒發電固廢的處置具有一定的難度，要實現徹底處置，此次選擇FJVJ-3642型固廢炭化機作為處置設備，該設備采用全新設計的三層分級延時炭化技術，是國內炭化設備的第四代產品。該設備最外層密閉設置先進的可燃氣自動控溫，自動配氧燃燒室；高溫炭化部件設在設備內層，通過超高溫分解垃圾焚燒發電固廢[6]。在處置過程中還需要根據垃圾焚燒發電固廢等級設置設備參數，其中包括炭化時間和炭化溫度，以及每次炭化量等，結合垃圾焚燒發電固廢等級設置固廢炭化機設備參數，具體如表1所示。

表1 FJVJ-3642型固廢炭化機參數

根據表1所示，對垃圾焚燒發電固廢處置時采取不同的處置方案，保證垃圾焚燒發電固廢處置效果，以及固廢炭化機炭化效果。

1.3 垃圾焚燒發電固廢處置

確定垃圾焚燒發電固廢處置設備參數后，將垃圾焚燒發電固廢運輸到固廢處置室內，根據上述選擇的固廢炭化設備并結合處置技術對垃圾焚燒發電固廢進行炭化。首先將垃圾焚燒發電固廢放置在固廢炭化機一層低溫炭化室進行初步炭化，并對其進行一級炭化處理和二級炭化處理；再將垃圾焚燒發電固廢放置到二層高溫炭化室內進行完全炭化；當炭化完畢后再通過超濾裝置將炭化的垃圾焚燒發電固廢放入分解池中進行反滲透處理，在分解池中加入硝酸溶液，同時再向分解池中投入石灰、碳酸鈉和混凝劑，硝酸溶液、石灰、碳酸鈉和混凝劑對炭化后的固廢起到分解作用，降低固廢的硬度和堿度，將分解后固廢經過水泵提升后再次送入到超濾膜池中進行過濾。通過超濾膜池處理后，分解后的固廢中的大部分膠體及微生物被基本清除，將過濾出來的固廢進行掩埋即可，也可以作為廢料用于農田生產，實現資源回收再利用。

在整個垃圾焚燒發電固廢處置過程中，需要投放的藥劑包括混凝劑、絮凝劑、軟化劑以及硫酸等。此次設計采用三氯化鐵（FeCl3）作為混凝劑，選擇液濃度在35.8%～42.4%。絮凝劑采用粉狀聚合物類型，保證其純度在92.5%以上。軟化劑的純度保證在65%～80%，硫酸含量為96%。同時在垃圾焚燒發電固廢處置加藥間，設計安裝自動化的聚合物制備設備，用于將固體狀態的垃圾焚燒發電固廢溶解成為液體狀態，方便后續投加。在處置間進行垃圾焚燒發電固廢的濃縮脫水處理，將含水量降至65.5%～76.5%，并在脫水間加裝一臺濃縮脫水裝置，在垃圾焚燒發電固廢進行脫水處理前向濃縮脫水裝置中投入高分子絮凝劑，完成對垃圾焚燒發電固廢的濃縮和脫水處理，將脫水處理后的垃圾焚燒發電固廢進行綜合利用，完成垃圾焚燒發電固廢處置技術設計。

2 實驗驗證分析

實驗以某垃圾焚燒廠內現有的固廢為實驗對象，固廢的總重量為1 000kg，利用此次設計技術與傳統技術對該批固廢進行處置。實驗中根據模糊神經網絡模型評估該批固廢等級，其中A級垃圾焚燒發電固廢重量572kg，B級垃圾焚燒發電固廢重量264kg，C級垃圾焚燒發電固廢重量164kg。根據垃圾焚燒發電固廢等級評估結果，對C級垃圾焚燒發電固廢進行簡單處置，對B級垃圾焚燒發電固廢的處置時，將固廢炭化機運行壓力設置為恒壓，將處置溫度設置為650℃，將處置時間設置為15min；對A級垃圾焚燒發電固廢處置時，將固廢炭化機運行壓力設置為恒壓，將處置溫度設置為890℃，將處置時間設置為35min。實驗時間設定為60min，對兩種技術在規定時間內完成的垃圾焚燒發電固廢處置量進行記錄，將垃圾焚燒發電固廢處置量作為實驗結果，對兩種垃圾焚燒發電固廢處置技術進行對比，實驗結果如表2所示。

表2 兩種垃圾焚燒發電固廢處置技術處置量對比（kg）

從表2可以看出，此次設計的垃圾焚燒發電固廢處置技術在規定時間內完成的處置量遠遠高于傳統技術，說明此次設計技術對于垃圾焚燒發電固廢具有較高的處置效率，可以在短時間內完成大批量的垃圾焚燒發電固廢處置，相對于傳統技術更適用于垃圾焚燒發電固廢處置。

3 結束語

為提升垃圾焚燒發電固廢在規定時間內的處置量，減少垃圾焚燒固廢對環境造成的污染以及對人體生命安全產生的危害，研究了垃圾焚燒發電固廢處置技術。經過實驗對比證明了本文方法的有效性，以期為提升垃圾焚燒發電固廢處置水平帶來一定幫助。