深圳市工业固体废物现状调查及垃圾焚烧与飞灰处理技术

李洁琳，盖丽红

山东省环科院环境工程有限公司，山东 济南 250000

1 2019年深圳市固体废物现状

2019年，深圳全市收集处置生活垃圾712.44万t，其中焚烧和填埋处理处置量分别为443.23万t和269.21万t，无害化处理率达到100%；全市建筑废弃物产生量约9581万m3，其中市内填埋处置约418万m3，回填利用约1069万m3，综合利用约990万m3；全市一般工业固体废物产生量为228.96万t，其中综合利用200.14万t，无害化处理处置28.69万t；全市工业危险废物产生量66.99万t，其中综合利用38.33万t，无害化处理处置28.66万t；全市污水处理厂产生污泥125.35万t（实际地磅数据），日均处置3434.24t，污泥无害化处置率为100%[1]。

2019年深圳市危险废物产生量为669481.8t，其中产生量在前三位的危险废弃物分别是含铜废物、表面处理废物和焚烧处置残渣，三项合计约占总量的78.66%，具体如表1所示。

表1 2019年深圳市产生量前三的危险废弃物产生情况表

2 垃圾焚烧及飞灰处理技术

2.1 垃圾焚烧技术

垃圾焚烧处理技术发展于20世纪30年代，目前经过几十年的应用与完善，技术越发成熟。在发达国家，垃圾焚烧处理得到了较为普遍的应用。垃圾焚烧处理可以实现垃圾的无害化、减量化和资源化。

（1）无害化。垃圾焚烧会产生烟气，主要成分包括SO2、氮氧化物、氯化氢、粉尘、二噁英等，对环境产生较大危害。垃圾焚烧的无害化是指通过先进的烟气处理工艺，对垃圾充分燃烧产生的SO2、氮氧化物等进行处理，利用活性炭等充分吸附重金属及二噁英，采用布袋除尘除去粉尘等。在有烟气处理的前提下，垃圾焚烧可以达到无二次环境污染的程度。

（2）减量化。减量化是指通过垃圾焚烧可以使垃圾减重80%以上，体积减小90%以上。

（3）资源化。资源化是指垃圾焚烧产生的热能可以经过回收与利用，用于发电和供热。

2.2 飞灰处理技术

垃圾焚烧处理残渣指垃圾在焚烧过程中产生的炉渣、漏渣、锅炉灰、飞灰等，主要包括焚烧炉的炉渣和除尘器的飞灰。通过规范化的综合利用，炉渣可用于制砖或应用于路面垫层等，混合灰渣还可用作填埋场的覆盖材料。飞灰指的是利用烟气净化系统收集获取的粉尘，其成分较为复杂，其中的铅（Pb）、镉（Cd）等重金属浓度含量颇高，二噁英等毒性成分浓度含量也比较高。垃圾焚烧过程中产生的飞灰应当如何处理一直是困扰垃圾焚烧厂的一大难题[2]。飞灰成分受到多方面因素的影响，在范围上变化比较大，主要成分包括CaCl2、CaSO3、SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等；还具备少量的重金属，如Hg、Pb、Cr、Ge、Mn、Zn、Mg等；也具备微量的有毒有机物，如二噁英等。若没有合理处理飞灰，采取直接填埋的方式，其中所含的有害物质经雨水浸泡渗透可渗入地下水，污染地下水的风险较大。《国家危险废物名录》对焚烧飞灰编号为HW18，明确指出需对其进行稳定化处理后再进行最终处置[3]。此外，飞灰的固化、稳定化技术要点较多，主要涉及水泥固化法、熔融固化法、化学药剂稳定化处理法等[4]，具体技术要点如下。

（1）水泥固化技术。水泥固化技术主要是通过水泥凝结和硬化对飞灰进行固化、包容，降低飞灰可渗透性。主要做法是把飞灰与水泥通过水的调和，使其固态，然后在水化反应的基础上，使硬度较高的水泥固化体有效形成，从而使焚烧飞灰污染较高或有毒有害成分浸出风险得到有效降低[5]。与此同时，水泥固化技术主要适用于处理无机类废物，特别是重金属类污染物。在水泥与飞灰调和并最终固化的过程中，几乎所有的重金属在水泥的较高pH值环境下会形成溶解度小的氢氧化物或碳酸盐，在固化处理的基础上，使重金属污染物质析出受到阻碍，进一步使飞灰实现稳定化及无害化处理的目标。此外，水泥固化技术具有成熟、工艺简单、成本低廉、应用广泛等优势，值得推广应用。

（2）熔融固化技术。熔融固化技术主要利用热（高热）在高温下将固态污染物进行高温熔融处理，将污染土、城市垃圾、尾矿渣、放射性废料等熔化为玻璃状硅酸盐，利用玻璃体的致密结晶结构使污染元素被束缚在玻璃体晶格中，确保固化体永久稳定，因此也被称为玻璃化技术。其主要机理是经过玻璃化作用后，飞灰中的有机污染物将因热解而被破坏结构或转化成气体逸出，而放射性元素和重金属污染物被固定在已固化的玻璃体内[6]。

（3）药剂稳定化技术。药剂稳定化技术在对化学药剂和有毒有害物质之间的化学反应加以利用的基础上，能够让有毒有害物质转化成低溶解性、低迁移性、低毒性的物质[7]。与此同时，此项技术在对废物和化学药剂间的化学键结合力、药剂（凝结剂）对废物的物理包容及药剂（凝结剂）水合产物对废物的吸附作用加以利用的基础上，通过带有络合基的不溶性处理剂与飞灰进行混合，在发生相应的反应之后，使稳定络合物有效形成，最终使飞灰当中的有害物质释出[8]。

水泥固化技术、熔融固化技术和药剂稳定化技术主要对比情况如表2所示[9]。

表2 飞灰处理技术优劣势对比

结合上述分析，得出如下结论：

（1）水泥固化技术具有简单实用、投资及运营费用低的优点，但对毒性的稳定效果较差；工程中大量水泥的使用将增加固化体的体积和质量，与垃圾处理的宗旨—减量化、资源化、无害化不相符。

（2）熔融固化技术处理效果稳定，主要缺点是投资费用过高。

（3）药剂稳定化技术处理效果稳定，且投资和运营费用适中。

3 结束语

随着我国人民生活水平的提升，各种城市垃圾量急速增长，焚烧处置中飞灰大量产生，对生活环境造成极大污染，因此对飞灰进行无害化处置具有重要意义。为此，需合理应用垃圾焚烧技术及飞灰处理技术，从而有效提高污染处理效率及质量，进一步为城市居民构建一个健康、舒适、优美、绿色的生活环境。