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危废燃烧飞灰处理处置技能研讨及打开

LadBrokes中文网网  来历:《广东化工》  作者:郑帅飞 米永红 覃吉善 张国标 宋卫峰  2019/6/19 9:09:39  我要投稿  
所属频道:   关键词:危废燃烧 飞灰处理处置 水泥固化

LadBrokes中文网网讯:跟着燃烧技能在危废处理处置中的广泛推行和使用,危废燃烧飞灰处理处置,行将成为当下和可预见的未来环境范畴的研讨热门、焦点、难题,亟待引起满意注重,特别是跟着“无废社会”制作逐步深入打开,该问题面临凸显的风险。

危废燃烧发生的飞灰首要是因为危废燃烧飞灰产值大, 一同飞灰中含有很多的重金属元素、盐类及高毒性当量的二?f英等有毒有害的污染成分,位列《国家风险废物名录》HW18 类。因而飞灰有必要依照风险废物的规范进行处置,飞灰资源化使用之前有必要经过无害化处置。2016年,我国危废以燃烧办法处置量为 110万吨,现在,危废燃烧飞灰首要以固化安全填埋仍,但相关于正在以每年12%的速度飞速添加的危废产值而言,安全填埋场有限的库容显得无济于事。因而探究安全、牢靠的固化/安稳化飞灰处置技能的一同,也应该活跃开发飞灰的资源化使用途径和商场,变废为 宝,完全处理安全填埋的库容压力。该文经过对现在燃烧飞灰的处理处置技能的介绍和比较,首要包含化学处理法、固化/安稳化法、安全填埋法和资源化法,以期为危废燃烧飞灰的处理处置供给学习。

危废燃烧飞灰的性质和成分

危废燃烧飞灰和城市废物燃烧飞灰相同具有含水率低、形状 不规则、孔隙率高、粒径小及比表面积大等特色,但危废燃烧飞 灰中可溶性盐的含量更高,化学成分剖析见表 1。由燃烧灰成分剖析能够看到,燃烧灰中首要成分为 Na、Ca、K、Cl、S、Si 等。 两种不同类型的飞灰形状如图 1、图 2 所示。

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现有危废燃烧飞灰处理技能线路

1、化学处理法

飞灰的化学处理法首要是用化学药剂将重金属元素提取出来,然后削减重金属对环境构成的损害,重金属的提取办法有酸提取、碱提取、生物制剂浸提、高温提取及其他药剂提取等。

选用酸提取能够将飞灰中的部分金属提出然后作为资源进行使用,但因为危废燃烧物成分杂乱、燃烧条件不同,飞灰中各成分含量差异较大,处理条件难以把控。别的,飞灰中存在很多碱 性的金属氧化物,因而一般为碱性。直接用酸进行浸提会耗费很多的酸,因而在用酸浸提之前一般要进行水洗预处理。

重金属提取技能首要具有以下长处: (1)灰中的可溶盐溶解于水中,进步了处理作用,添加了处理物的安稳性;(2)处理物中的可溶盐较少,且形状为脱水滤饼状,易于进行操作、转移、填埋; (3)工艺简略,可操作性强。 但一同也存在着需求对可溶盐和排水进行处理的坏处,一般只用于重金属浓度较高,有必要进行收回的状况。

2、固化/安稳化法

固化与安稳化技能是世界上处理有毒废物的首要办法之一, 自20世纪80年代以来,该技能得到迅猛打开。固化/安稳化处理的意图,是使风险废物中的一切污染组分出现化学慵懒或被容纳起来,以便运送、使用和处置。因为废物燃烧飞灰中含有的重金属具有不行降解性,若直接填埋或作修建用材,在自然环境下阅历风化、腐蚀后,飞灰中的重金属很简略浸出来,对周围的环境发生很大的影响。现行的固化/安稳化办法首要有:水泥固化、沥青固 化、熔融固化、化学药剂安稳化等。

(1)水泥固化技能 固化/安稳化是使用固化剂与废物燃烧飞灰混合后构成固化体,然后到达下降废物中风险成分浸出的意图。胶凝资料水泥是 常见的风险废物固化剂,因而常选用水泥对燃烧飞灰进行固化处理。飞灰被掺入水泥的基质中后,在必定的条件下。经过一系列的物理、化学作用,构成溶解性更小的金属氧化物,使污染物在废物水泥基质体系中的搬迁率减小。为改进固化条件,进步固化体的功能,固化进程中需视废物的性质和对产品质量的要求掺入适量的添加剂。

关于水泥固化技能的机理,一般以为水泥固化有害物质是把有害物质关闭在固化体内,经过水泥中粉末状的硅酸钙水化物胶体对有害物质的吸附容纳,并逐步硬化性化固化体,而将有害物质捆绑到达废物安稳化、无害化意图的。

水泥固化处理飞灰具有工艺老练、处理本钱低、操作简略、不需求特别的设备、原资料来历丰厚、可在常温下操作、被固化的废渣不要求脱水和枯燥等长处。用水泥安稳化的首要缺陷是关于必定的污染物较为活络,会因为某些污染物的存在而推延固化时刻,乃至影响终的硬结作用。

(2)沥青固化技能 沥青固化是以沥青为固化剂与飞灰在必定的温度、配比、碱度及拌和作用下发生皂化反响,使有害物质均匀地包裹在沥青中,构成固化体。沥青具有杰出的化学安稳性、粘结性与必定的弹性和塑性,对大多数酸、碱、盐类有必定的耐腐蚀性。沥青固化 操作有两种:一是将沥青加热,使用在高温下能够变成熔融胶粘性液体将飞灰掺合、包覆在沥青中,冷却后即构成沥青固化体; 二是使用乳化剂将沥青乳化,用乳化沥青和飞灰混合,然后破乳、 脱水,即完结废物的沥青固化处理,此法能够在室温下完结。沥青固化体的功能指标包含在水中的浸出率、辐照安稳性和化学稳 定性,它们首要由沥青品种、飞灰参加量、飞灰的组分和剩余水分等的影响。

(3)熔融固化技能 熔融固化技能也称之为玻璃化技能,该技能是在燃料炉内使用燃料或电将飞灰加热到1400℃左右的高温,使其间的二恶英等有机污染物高温分化,熔渣快速冷却构成玻璃固化体,凭借玻璃体的细密结晶结构,然后保证固化体的安稳。熔融固化技能不只能够操控污染,并且熔融后灰渣细密,减容作用也十分明显。 此外,根据需求能够将熔渣制成修建资料或作为陶瓷、玻璃等生 产职业的质料,完成灰渣的资源化使用。

熔融固化的大长处是能够得到高质量的修建资料,一同具有减容率高、熔渣性质安稳、无重金属等溶出的长处,国外已研讨出多种燃烧飞灰处理的高温熔融炉,并已在日本和欧洲有少数使用。其缺陷是需求耗费很多的动力,一同因为其间的Pb、Cd、 Zn等易挥发重金属元素需进行后续严厉的烟气处理,故处理本钱较高。

(4)化学药剂安稳化技能 化学药剂安稳化是使用化学药剂经过化学反响使有毒有害物质转变为低溶解性、低搬迁性及低毒性物质的进程。用药剂安稳化技能处理燃烧飞灰,能够在完成无害化的一同,到达少增容或不增容,然后进步燃烧飞灰处理、处置体系的整体功率和经济性。

化学药剂安稳化技能以处理重金属废物为主。到现在为止, 已打开了许多重金属安稳化技能,如pH值操控技能,氧化/复原电 势操控技能,沉积技能,吸附技能,离子交换技能等。现在打开较快的螯合型有机重金属安稳化药剂,对多种重金属污染物的安稳化处理作用现已得到试验证明,但其长时间安稳性怎样,还有待于进一步调查。别的,螯合剂的价格比较贵重,对二恶英的安稳作用不明显,飞灰处理后的脱水滤液需求进行二次,约束了它 的广泛使用。因而使用广、络合才能强的新式螯合剂的开发也是往后的一个研讨方向,对螯合剂的安稳性、水溶性、安全性等方面也应做进一步的研讨。

(5)矿藏聚合材固化安稳化技能 矿藏聚合材是一种以水玻璃和氢氧化钠等选用必定的工艺激起偏高岭土、工业废渣等含铝硅酸盐物质制得的新资料。

在碱性条件下,经过解聚、构成凝胶体并再聚合构成,分子链由 Si、O、Al 等以共价键或离子键衔接而成,有单硅铝、双硅铝以及三硅铝三种结构,对重金属有较强的固定作用。矿藏聚合 材兼有有机高聚物、陶瓷、水泥的特色,有耐腐蚀、耐高温、低浸透、有用固定重金属等长处,其出产能耗只及陶瓷的1/20,钢的 1/70,塑料的 1/150,并且污染物排放量下降,加上其原资料丰厚,价格低廉,因而,受到了包含欧、美、日等国家的注重,国外政府把它作为高技能资料,投入很多人力物力进行研讨开发。

因为矿藏聚合材有以上的许多长处,金漫彤等人对使用矿藏聚合材固化燃烧飞灰的工艺及处理作用进行了试验研讨,并与水泥处理飞灰的作用进行了比较,结果表明,在其它条件相一同,矿藏聚合材固化飞灰后固化体的抗压强度比水泥固化作用高,且表现出前期抗压强度高的特色,固化体中重金属浸出毒性的作用更好。

经过以上对各种固化/安稳化办法的比照能够看出,抱负的飞灰固化/安稳化处理办法应该能够满意以下要求:(1)有害废物经固化处理后所构成的固化体应具有杰出的抗浸透性、抗浸出性、抗干湿性、抗冻融性及满意的机械强度等, 好能作为资源加以使用,如作修建根底和路基资料等; (2)固化进程中资料和能量耗费要低,增容、增重比低; (3)固化工艺进程简略、便于操作; (4)固化剂来历丰厚、价廉易得; (5)处理费用低。

3、安全填埋法

安全填埋法是将燃烧飞灰在现场进行简略处理后,送入安全填埋场填埋处理的办法,这是现在燃烧飞灰处理安全牢靠的手法之一。但安全填埋场的制作和运转费用居高不下,废物燃烧处理厂难以承受,一同也不能到达减容化和资源化的意图,因而往后会逐步削减该办法的使用。

4、资源化

近年来跟着燃烧规划的不断扩大,飞灰的产值也不断添加, 若只是经过固化/安稳化处理按捺有毒重金属离子的损害,势必将构成很多资源的糟蹋,因而部分研讨者、实践者已打开了将废物燃烧飞灰资源化使用的相关研讨并取得了必定的作用。

飞灰的首要成分归于CaO-SiO2-A12O3-Fe2O3体系,与常用的 掺合料高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝资料组分十分挨近,因而不少学者、研讨者、实践者打开用飞灰代替部分胶凝资料的研讨及使用。日本太平洋水泥公司从可继续打开的战略视点动身,早初步使用城市废物燃烧飞灰代替生料粉配料,在高温下烧制生态水泥熟料,并于 2001年4月投入商业出产。水泥工业处理飞灰有其得天独厚的优 势,一方面水泥工业使用废弃物规划大、适用范围宽和作用好, 一同减轻了水泥工业对资源与动力巨大需求的压力,完成了废弃物的资源化使用;另一方面飞灰中二?f英在高温炉内可被完全损坏,重金属以化学键合的办法固化到熟猜中,重金属离子固化率高,防止飞灰制品使用进程中二次污染。

近年来也有将飞灰用作路基资料的研讨报导,首要是用飞灰代替部分细集料作为填充层,或掺入水泥中代替部分水泥生成水泥固化体作为路途支撑层,该技能不只完成飞灰的资源化使用, 并且削减修建工业对天然骨料的需求。

别的,废物燃烧飞灰中含有很多的易溶盐类物质和重金属元素,这些组分与适宜的粘土进行协作能够用来烧制陶粒,不只能够被安稳地固化到陶粒的硅铝网络玻璃体中,还能在粘土的熔化阶段起到助熔作用,使熔体粘度改变对温度的敏感性下降,起到下降烧成温度、节能降耗,进步成品率,进步陶粒产品质量的多重作用。废物燃烧飞灰中的二?f英类物质则能够在陶粒烧成的高温度段完全分化。

关于飞灰的资源化研讨,还有其它的研讨报导,但大多数还 仅限于试验室研讨阶段,如用来制备吸附剂、土壤改良剂、玻璃、 陶瓷等制品,但飞灰的资源化必将成为未来的打开趋势。

首要研讨定论

跟着经济的打开和人们环境认识的进步,关于未来燃烧飞灰的处理处置应该是随污染物排放规范的进步,无害化/资源化程度要进一步进步,一同应尽或许削减处理和操控二次污染物的运转费用。 结合我国的实际状况,危废燃烧飞灰处理的打开方向应该包含以下3 个方面: ①开发先进的燃烧炉,并加强对入炉废物的操控; ②开发安稳作用好、处理本钱低的化学安稳剂以削减废物燃烧飞灰中重金属的搬迁; ③开发并活跃推行使用安全牢靠、能耗低效益好的资源化技能,资源化处理处置危废燃烧飞灰。


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