深圳市工業固體廢物現狀調查及垃圾焚燒與飛灰處理技術

李潔琳，蓋麗紅

山東省環科院環境工程有限公司，山東 濟南 250000

1 2019年深圳市固體廢物現狀

2019年，深圳全市收集處置生活垃圾712.44萬t，其中焚燒和填埋處理處置量分別為443.23萬t和269.21萬t，無害化處理率達到100%；全市建筑廢棄物產生量約9581萬m3，其中市內填埋處置約418萬m3，回填利用約1069萬m3，綜合利用約990萬m3；全市一般工業固體廢物產生量為228.96萬t，其中綜合利用200.14萬t，無害化處理處置28.69萬t；全市工業危險廢物產生量66.99萬t，其中綜合利用38.33萬t，無害化處理處置28.66萬t；全市污水處理廠產生污泥125.35萬t（實際地磅數據），日均處置3434.24t，污泥無害化處置率為100%[1]。

2019年深圳市危險廢物產生量為669481.8t，其中產生量在前三位的危險廢棄物分別是含銅廢物、表面處理廢物和焚燒處置殘渣，三項合計約占總量的78.66%，具體如表1所示。

表1 2019年深圳市產生量前三的危險廢棄物產生情況表

2 垃圾焚燒及飛灰處理技術

2.1 垃圾焚燒技術

垃圾焚燒處理技術發展于20世紀30年代，目前經過幾十年的應用與完善，技術越發成熟。在發達國家，垃圾焚燒處理得到了較為普遍的應用。垃圾焚燒處理可以實現垃圾的無害化、減量化和資源化。

（1）無害化。垃圾焚燒會產生煙氣，主要成分包括SO2、氮氧化物、氯化氫、粉塵、二噁英等，對環境產生較大危害。垃圾焚燒的無害化是指通過先進的煙氣處理工藝，對垃圾充分燃燒產生的SO2、氮氧化物等進行處理，利用活性炭等充分吸附重金屬及二噁英，采用布袋除塵除去粉塵等。在有煙氣處理的前提下，垃圾焚燒可以達到無二次環境污染的程度。

（2）減量化。減量化是指通過垃圾焚燒可以使垃圾減重80%以上，體積減小90%以上。

（3）資源化。資源化是指垃圾焚燒產生的熱能可以經過回收與利用，用于發電和供熱。

2.2 飛灰處理技術

垃圾焚燒處理殘渣指垃圾在焚燒過程中產生的爐渣、漏渣、鍋爐灰、飛灰等，主要包括焚燒爐的爐渣和除塵器的飛灰。通過規范化的綜合利用，爐渣可用于制磚或應用于路面墊層等，混合灰渣還可用作填埋場的覆蓋材料。飛灰指的是利用煙氣凈化系統收集獲取的粉塵，其成分較為復雜，其中的鉛（Pb）、鎘（Cd）等重金屬濃度含量頗高，二噁英等毒性成分濃度含量也比較高。垃圾焚燒過程中產生的飛灰應當如何處理一直是困擾垃圾焚燒廠的一大難題[2]。飛灰成分受到多方面因素的影響，在范圍上變化比較大，主要成分包括CaCl2、CaSO3、SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等；還具備少量的重金屬，如Hg、Pb、Cr、Ge、Mn、Zn、Mg等；也具備微量的有毒有機物，如二噁英等。若沒有合理處理飛灰，采取直接填埋的方式，其中所含的有害物質經雨水浸泡滲透可滲入地下水，污染地下水的風險較大。《國家危險廢物名錄》對焚燒飛灰編號為HW18，明確指出需對其進行穩定化處理后再進行最終處置[3]。此外，飛灰的固化、穩定化技術要點較多，主要涉及水泥固化法、熔融固化法、化學藥劑穩定化處理法等[4]，具體技術要點如下。

（1）水泥固化技術。水泥固化技術主要是通過水泥凝結和硬化對飛灰進行固化、包容，降低飛灰可滲透性。主要做法是把飛灰與水泥通過水的調和，使其固態，然后在水化反應的基礎上，使硬度較高的水泥固化體有效形成，從而使焚燒飛灰污染較高或有毒有害成分浸出風險得到有效降低[5]。與此同時，水泥固化技術主要適用于處理無機類廢物，特別是重金屬類污染物。在水泥與飛灰調和并最終固化的過程中，幾乎所有的重金屬在水泥的較高pH值環境下會形成溶解度小的氫氧化物或碳酸鹽，在固化處理的基礎上，使重金屬污染物質析出受到阻礙，進一步使飛灰實現穩定化及無害化處理的目標。此外，水泥固化技術具有成熟、工藝簡單、成本低廉、應用廣泛等優勢，值得推廣應用。

（2）熔融固化技術。熔融固化技術主要利用熱（高熱）在高溫下將固態污染物進行高溫熔融處理，將污染土、城市垃圾、尾礦渣、放射性廢料等熔化為玻璃狀硅酸鹽，利用玻璃體的致密結晶結構使污染元素被束縛在玻璃體晶格中，確保固化體永久穩定，因此也被稱為玻璃化技術。其主要機理是經過玻璃化作用后，飛灰中的有機污染物將因熱解而被破壞結構或轉化成氣體逸出，而放射性元素和重金屬污染物被固定在已固化的玻璃體內[6]。

（3）藥劑穩定化技術。藥劑穩定化技術在對化學藥劑和有毒有害物質之間的化學反應加以利用的基礎上，能夠讓有毒有害物質轉化成低溶解性、低遷移性、低毒性的物質[7]。與此同時，此項技術在對廢物和化學藥劑間的化學鍵結合力、藥劑（凝結劑）對廢物的物理包容及藥劑（凝結劑）水合產物對廢物的吸附作用加以利用的基礎上，通過帶有絡合基的不溶性處理劑與飛灰進行混合，在發生相應的反應之后，使穩定絡合物有效形成，最終使飛灰當中的有害物質釋出[8]。

水泥固化技術、熔融固化技術和藥劑穩定化技術主要對比情況如表2所示[9]。

表2 飛灰處理技術優劣勢對比

結合上述分析，得出如下結論：

（1）水泥固化技術具有簡單實用、投資及運營費用低的優點，但對毒性的穩定效果較差；工程中大量水泥的使用將增加固化體的體積和質量，與垃圾處理的宗旨—減量化、資源化、無害化不相符。

（2）熔融固化技術處理效果穩定，主要缺點是投資費用過高。

（3）藥劑穩定化技術處理效果穩定，且投資和運營費用適中。

3 結束語

隨著我國人民生活水平的提升，各種城市垃圾量急速增長，焚燒處置中飛灰大量產生，對生活環境造成極大污染，因此對飛灰進行無害化處置具有重要意義。為此，需合理應用垃圾焚燒技術及飛灰處理技術，從而有效提高污染處理效率及質量，進一步為城市居民構建一個健康、舒適、優美、綠色的生活環境。