摘要：以廣(guang)州市李坑生活垃圾焚燒發(fa)電廠采用水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝處理飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)的(de)工(gong)(gong)程實例，對固(gu)(gu)化(hua)(hua)前后的(de)飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)進行(xing)浸出(chu)毒性(xing)實驗(yan)(yan)，同(tong)時(shi)采用不同(tong)配比的(de)水(shui)泥(ni)進行(xing)固(gu)(gu)化(hua)(hua)工(gong)(gong)藝的(de)條件(jian)實驗(yan)(yan)。結(jie)果表(biao)明：飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)原灰(hui)(hui)中(zhong)的(de)重金屬浸出(chu)濃度超過(guo)我(wo)國(guo)危險廢物(wu)鑒別標準，屬于(yu)危險廢物(wu)；當水(shui)泥(ni)的(de)摻(chan)入(ru)比例為$4 33 時(shi)，飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)的(de)固(gu)(gu)化(hua)(hua)效(xiao)果最佳。并結(jie)合飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)的(de)成分(fen)，建議對飛(fei)(fei)(fei)灰(hui)(hui)水(shui)泥(ni)固(gu)(gu)化(hua)(hua)體的(de)長(chang)期安全性(xing)進行(xing)進一(yi)步研究。

關鍵詞：垃圾焚燒飛灰,重金屬,水泥(ni)固化,工程實踐(jian)

焚(fen)燒因(yin)其良好的(de)(de)減容效果和(he)能源回收利用等優(you)點(dian)逐漸成為上海、廣州等經(jing)濟(ji)(ji)發達城市(shi)處(chu)理垃圾的(de)(de)首選技術(shu)，伴隨而(er)來的(de)(de)焚(fen)燒飛(fei)灰(hui)的(de)(de)安全處(chu)置也成為熱(re)點(dian)問(wen)題。焚(fen)燒飛(fei)灰(hui)因(yin)其含(han)有較高浸出(chu)濃度的(de)(de)鉛、鎘(ge)等重金屬，在(zai)進入最終處(chu)置之前必須經(jing)過穩定化(hua)/固化(hua)處(chu)理。近(jin)年(nian)來，國內(nei)許(xu)多高校如清(qing)華大(da)學、同濟(ji)(ji)大(da)學等對(dui)(dui)飛(fei)灰(hui)特性及(ji)其處(chu)理技術(shu)展開了(le)深(shen)入的(de)(de)研究，但這些研究大(da)多數只局限(xian)于(yu)(yu)實驗(yan)室和(he)中試規(gui)模，而(er)對(dui)(dui)于(yu)(yu)工程規(gui)模的(de)(de)相關報道則很(hen)少。

我們(men)以(yi)廣(guang)州市李(li)坑生(sheng)活垃圾焚燒發電廠采(cai)用水泥固化(hua)(hua)工(gong)藝處(chu)理飛灰的(de)(de)(de)工(gong)程實例(li)，研究了水泥和(he)飛灰的(de)(de)(de)最(zui)佳配比、飛灰固化(hua)(hua)塊的(de)(de)(de)重金屬浸出濃度(du)及其長期安全(quan)性問(wen)題。

1 工程概況

廣州市李坑生活垃(la)(la)圾焚(fen)燒(shao)(shao)發(fa)電廠(chang)是國內惟一采用(yong)中溫次高壓參(can)數的(de)(de)垃(la)(la)圾焚(fen)燒(shao)(shao)廠(chang)，位于(yu)白云區(qu)太(tai)和(he)鎮永(yong)興村(cun)，自2006年年初(chu)投入(ru)使(shi)用(yong)以來，日處理能(neng)力(li)1040t。焚(fen)燒(shao)(shao)尾氣采用(yong)半(ban)干(gan)法+布(bu)袋除塵器的(de)(de)處理工藝(yi)，飛灰日產生量(liang)約45t，相當于(yu)垃(la)(la)圾焚(fen)燒(shao)(shao)量(liang)的(de)(de)4%-5%。

2 處理工藝

飛灰處理工藝流程見圖1。首先將焚燒飛灰轉移(yi)到固(gu)化站(zhan)的(de)飛灰塔中(zhong)，通(tong)過螺(luo)旋給料機將其定量(liang)卸(xie)入(ru)攪(jiao)拌(ban)機中(zhong)，然后(hou)(hou)加入(ru)一(yi)定比例的(de)水泥、固(gu)化劑(ji)，物(wu)料充(chong)分攪(jiao)拌(ban)后(hou)(hou)，倒入(ru)定型模具中(zhong)，料漿在干化區中(zhong)固(gu)化48h后(hou)(hou)，用叉(cha)車(che)將其吊進(jin)專用運輸車(che)，最后(hou)(hou)運往符合(he)環保要求的(de)處置場地暫存(cun)。

3 材料及方法

工程所用水(shui)泥為市(shi)售32.5級硅酸鹽水(shui)泥。進(jin)行條件實驗時，向一定量的(de)(de)飛灰(hui)(hui)中加入不同(tong)比例的(de)(de)水(shui)泥和輔助材料，得到一系列的(de)(de)飛灰(hui)(hui)固化體(ti)樣品(pin)，分(fen)別進(jin)行編號NO.1-NO.2如(ru)表1所示(shi)。固化體(ti)被送往(wang)某分(fen)析測(ce)試中心， 按照GB5086.1—1997固體(ti)廢物(wu)浸(jin)出毒性浸(jin)出方法進(jin)行浸(jin)出毒性實驗，檢(jian)測(ce)指標(biao)包(bao)括Hg、Cd、Pb、Cr6+。

4 處理結果與分析

4.1 原灰的浸出毒性

表(biao)2為原(yuan)灰(hui)的(de)(de)(de)浸(jin)出毒(du)性實驗(yan)結(jie)果(guo)。從表(biao)2可知：由于(yu)生活垃圾組(zu)分的(de)(de)(de)不均勻性，垃圾中(zhong)(zhong)所含重(zhong)金屬在焚燒(shao)過程(cheng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)揮發程(cheng)度也不相同(tong)，造成不同(tong)采樣(yang)時間的(de)(de)(de)樣(yang)品所檢測的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)也有很大的(de)(de)(de)差別。但是，. 個飛灰(hui)樣(yang)品浸(jin)出液中(zhong)(zhong)重(zhong)金屬濃度有一個特點， 除Cd外(wai)其(qi)余(yu). 種(zhong)都超(chao)出了(le)GB5085.32—1996 危險(xian)廢物浸(jin)出毒(du)性鑒別標準的(de)(de)(de)限值，按我(wo)國的(de)(de)(de)法律(lv)規(gui)定，應(ying)屬于(yu)危險(xian)廢物的(de)(de)(de)范疇。

4.2 水泥添加比例的確定

圖(tu)(tu)2為不同水(shui)泥(ni)(ni)飛灰(hui)(hui)比的(de)(de)重金(jin)屬(shu)浸出(chu)濃度。從圖(tu)(tu)2可知：當水(shui)泥(ni)(ni)與(yu)飛灰(hui)(hui)的(de)(de)比例(li)為0.48時(shi)，4 種重金(jin)屬(shu)的(de)(de)浸出(chu)濃度最低(di)，但(dan)要保證飛灰(hui)(hui)固(gu)化(hua)處理后沒有浸出(chu)毒性，且降低(di)固(gu)化(hua)體(ti)的(de)(de)增容比，水(shui)泥(ni)(ni)的(de)(de)摻(chan)入比例(li)為/- .. 時(shi)最佳，因此(ci)在(zai)實際生產中(zhong)采(cai)取該配(pei)比。

4.3 焚燒飛灰固化工藝的運行結果

自(zi)廣州市(shi)李坑垃圾焚燒發(fa)電廠試(shi)運行1a以來，整個(ge)固(gu)化(hua)工藝簡單、操(cao)作方便、運行費(fei)用低(di)、處理效(xiao)果(guo)(guo)良好。飛灰(hui)(hui)固(gu)化(hua)體(ti)取樣頻(pin)率(lv)為每天(tian) 1 次(ci)，表3給出了(le)2006年9月1日(ri)(ri)至9月8日(ri)(ri)飛灰(hui)(hui)固(gu)化(hua)體(ti)的(de)(de)浸出實驗結果(guo)(guo)。從表3可以看出，焚燒飛灰(hui)(hui)固(gu)化(hua)體(ti)浸出液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)Hg、Cd、Pb、Cr6+的(de)(de)濃度(du)均低(di)于(yu)(yu)固(gu)體(ti)廢(fei)物浸出毒性(xing)鑒別標準的(de)(de)限值，表明水(shui)泥對飛灰(hui)(hui)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)重金屬起到(dao)很好的(de)(de)固(gu)定作用。固(gu)化(hua)過程中(zhong)(zhong)(zhong)還發(fa)現：養(yang)護(hu)時(shi)間對飛灰(hui)(hui)固(gu)化(hua)體(ti)的(de)(de)固(gu)化(hua)效(xiao)果(guo)(guo)也有一定的(de)(de)影響，隨著養(yang)護(hu)時(shi)間的(de)(de)增加，固(gu)化(hua)體(ti)的(de)(de)抗壓強(qiang)度(du)逐步提高，3天(tian)抗壓強(qiang)度(du)為1 MPa，28天(tian)抗壓強(qiang)度(du)更是遠遠高于(yu)(yu)固(gu)化(hua)體(ti)填埋所(suo)要求的(de)(de)抗壓強(qiang)度(du)0.5MPa。

4.4 水泥固化機理分析

對于水(shui)泥(ni)固化飛(fei)灰中重(zhong)金屬的機理，可能發(fa)生以下的綜合作用：

1) 物(wu)(wu)理(li)包膠作(zuo)用。水泥水化產物(wu)(wu)（如(ru)C2S2H 凝(ning)膠）的孔隙極(ji)小，滲透性(xing)極(ji)低，能把(ba)污染(ran)物(wu)(wu)各個(ge)顆粒裹限于其中(zhong)，致使其中(zhong)污染(ran)物(wu)(wu)的濾出(chu)易達到(dao)環境所允許的范圍(wei)。

2) 物(wu)理吸附(fu)。水(shui)泥(ni)水(shui)化產物(wu)的(de)微孔數量(liang)多(duo)，其(qi)晶體顆粒(li)極小(xiao)，具有很大(da)的(de)表面積，能大(da)量(liang)吸附(fu)重(zhong)金屬離子。

3) 復分解沉(chen)淀反應。飛灰(hui)與水泥的(de)(de)混(hun)合(he)料漿堿性很(hen)強，能使許多重金屬離子(zi)C2+d、Pb2+、Cr6+ 等) 在固化物(wu)(wu)的(de)(de)微孔隙中發生復分解沉(chen)淀反應，形成低溶解度的(de)(de)氫氧化物(wu)(wu)沉(chen)淀，從(cong)而(er)阻止重金屬污染(ran)物(wu)(wu)浸出。

4) 同(tong)晶(jing)置(zhi)換作用。水(shui)泥水(shui)化產物為層狀硅酸鹽，許(xu)多(duo)重金屬陽離子(zi)能替換其晶(jing)格中的Ca2+、Al3+、Si4+ ，從而(er)被牢固地(di)束縛。

5 飛灰固化體的長期安全性問題

經過成分分析，飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)中氯(lv)鹽含量(liang)較高，氯(lv)鹽的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)(da)量(liang)存(cun)在對(dui)水(shui)泥固化有明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)干擾作用。另外，飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)對(dui)水(shui)泥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)硬化、抗(kang)(kang)壓(ya)強度等方面(mian)也存(cun)在負面(mian)影響(xiang)(xiang)，這可(ke)能(neng)是飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)粒徑分散度大(da)(da)(da)(da)、無機(ji)鹽（氯(lv)化物(wu)，硫化物(wu)）以及堿性(xing)物(wu)質(zhi)含量(liang)高所造(zao)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)；在飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)水(shui)泥漿中發現一(yi)種類似于硅鋁釩(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)，可(ke)以導致固化體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)壓(ya)強度大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)降(jiang)低。這些因素必將影響(xiang)(xiang)飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)固化體長期性(xing)能(neng)穩(wen)定(ding)，對(dui)此還(huan)需要進行深(shen)入的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究。另外，采用水(shui)泥固化工(gong)藝勢必大(da)(da)(da)(da)大(da)(da)(da)(da)增加處理產物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體積(ji)，造(zao)成最終處置場庫容的(de)(de)(de)(de)(de)(de)浪費(fei)，因此應(ying)考慮應(ying)用新技術(shu)，如藥劑穩(wen)定(ding)化處理技術(shu)，在不增加處理產物(wu)體積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情(qing)況下達(da)到(dao)入場廢(fei)物(wu)浸出(chu)毒(du)性(xing)標準的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求。最后，由于飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)產生量(liang)較大(da)(da)(da)(da)，應(ying)積(ji)極開展對(dui)其進行資源(yuan)化利用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究，使飛(fei)(fei)(fei)(fei)灰(hui)經處理后達(da)到(dao)“零(ling)填(tian)埋”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標。

6 結論及建議

1）飛(fei)灰(hui)樣品中的(de)重金屬(shu)超(chao)出了危險(xian)廢物浸出毒性鑒別標準的(de)限(xian)值(zhi)，屬(shu)于(yu)危險(xian)廢物。

2）廣州(zhou)市李坑焚燒(shao)發電(dian)廠飛灰(hui)處理工程的(de)實施表明，水泥固化(hua)工藝處理飛灰(hui)具(ju)有工藝簡單、操作(zuo)方便、運行費用(yong)(yong)低、處理效果穩定的(de)優(you)點，對(dui)某些地區焚燒(shao)發電(dian)廠的(de)飛灰(hui)處理具(ju)有重要的(de)借鑒作(zuo)用(yong)(yong)。

3）綜合(he)考(kao)慮飛灰產物(wu)的增容比(bi)和(he)重(zhong)金屬的浸出濃度，水(shui)泥(ni)與飛灰的最佳比(bi)例為0.33。

4） 對(dui)飛灰固化體的長期(qi)穩定性及(ji)資源化利用還需要進一步研究。

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