生活垃圾焚烧残余物资源化利用研究

生活垃圾焚烧残余物资源化利用研究

随着经济的发展、城市化规模的扩大和人民生活水平的提高，城市生活垃圾的产量逐年增加。据统计,我国城市生活垃圾每年以8%～10%的速度增加,人均日产垃圾量达到1.0kg以上,接近发达国家的水平。垃圾的处理主要有填埋、堆肥、焚烧等方式。填埋处理需占用大量的土地资源,而且垃圾产生的浸出液容易对地下水源造成污染。欧盟立法规定:有机碳含量高于3%的生活垃圾禁止填埋。堆肥处理往往受到产品销路的影响。近些年来,我国城市生活垃圾的构成有了明显的变化,垃圾中有机质及可燃垃圾成分逐年增加,垃圾热值有明显提高,这些都为垃圾的焚烧处理提供了条件,因此在国内尤其是经济发达地区得到了迅速发展。1烧炉型的确定随着垃圾焚烧处理在国内的迅速发展,垃圾焚烧飞灰(垃圾飞灰)的产量也呈明显增加的趋势生活垃圾焚烧处理后产生的固体残渣大约占垃圾重量的30%～35%,其中底渣占25%～30%,其余是飞灰,占5%左右国内已投入使用的典型垃圾焚烧炉型主要有引进的炉排式焚烧炉和自行开发研制的流化床焚烧炉。由于以垃圾作为燃料具有其特殊性,要使垃圾燃烧完全,燃烧设备的设计应充分考虑垃圾的停留时间、搅动、翻转及与空气有良好的接触。流化床燃烧是一种新的燃烧技术,由于床料蓄有大量的热量,能使低热值的燃料在床内稳定燃烧;少量煤的掺入可以弥补垃圾热值低的缺陷,且煤中的硫可抑制二噁英的生成从垃圾飞灰的构成来看,流化床飞灰中Si,Al,Fe氧化物的含量较高,这主要是掺煤混烧时煤中此类元素含量高造成的;Ca在两种飞灰中的含量都很高,则为尾部烟道喷钙(减少酸性气体排放)所致。流化床飞灰中二噁英与重金属的含量明显低于炉排炉飞灰,也即其飞灰的毒性远较炉排炉飞灰低,这主要与焚烧方式有关。表2、表3给出了一些国家关于二噁英的控制标准2垃圾飞灰利用方向随着垃圾焚烧规模的扩大,垃圾飞灰的产量不断增加,因此需寻找切实可行的垃圾飞灰资源化利用方向。垃圾飞灰的物理化学性质与燃煤飞灰相似,其可资源化利用的途径主要有以下4个方面2.1垃圾飞灰混凝土(1)水泥产品水泥是CaCO(2)混凝土制作在混凝土制作中,用垃圾飞灰替代部分水泥将是很有发展前景的。耐压强度是混凝土的重要指标。Hamernik和Frantz此外,垃圾飞灰还可用于制造陶瓷及玻璃玻璃陶瓷。2.2垃圾飞灰或与水泥、白砂糖的反应道路的中间层会用到水泥和沙子,因此可以用垃圾飞灰取代部分水泥或沙子。荷兰将垃圾飞灰作为沥青混凝土的填充成分用来铺路,技术上和环保上均满足要求2.3土壤化学元素垃圾飞灰中含有一定量的K、P、Cu元素,而这些正是植物生长所需要的营养成分,可以用少量垃圾飞灰替代化肥来改善土壤。C.J.ROSEN2.4用于吸收剂和脱硫剂Matsuda等人指出,燃煤飞灰经Ca(OH)此外,G.Marruzzo3美国法上的底灰和飞灰垃圾焚烧产生的残余物主要有底渣和飞灰。为了合理地对其进行处置,美国、日本和欧洲的许多国家在几十年前就开始从资源利用和环境影响方面考虑,研究其资源化利用的可行性。目前欧洲一些国家(如英国、德国、荷兰等)和加拿大以及日本大多数垃圾焚烧厂的底灰和飞灰均分别收集和处理,我国也要求分别收集;在美国,底灰和飞灰是混合收集和处理的,因此被称作混合残余物。表7给出了国外垃圾焚烧残余物的资源化利用情况。从表7可以看出,底灰是目前残余物资源化利用的主要考虑对象,由于底灰的物理和工程性质与轻质的天然骨料相似,并且容易进行粒径分配,易制成商业化应用的产品,因此使之成为一种适宜的建筑填料。从表7还可看到,飞灰的资源化利用率很低,仅在荷兰有小部分飞灰用作沥青的细骨料。飞灰资源化利用率低的主要原因是飞灰中可溶性盐类的含量、可浸出重金属浓度和有机氯化物(二噁英等)浓度均比较高,其对环境影响的潜在威胁较大。大多数国家处理飞灰仍然采用填埋的处理方法,但是由于可用的填埋场地越来越少,并且利用填埋法处理飞灰会给环境带来较大的危害。因此,目前很多国家开始研究飞灰的资源化利用途径。由于我国垃圾焚烧处理起步较晚,因此对于垃圾焚烧残余物的处理一直未引起足够的重视。目前我国已经有许多垃圾焚烧厂,但大部分未对残余物进行适当处理,只是简单填埋,这将造成严重的环境污染。4残余物处理的技术措施和技术针对我国垃圾焚烧飞灰