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国内首条水泥窑协同处置飞灰技术彻底实现“零排放”


更新日期: 2017年07月03日  环境保护


    “飞灰”是指垃圾焚烧发电厂在烟气净化系统收集的残余物,含有最毒的无机物“重金属”和最毒的有机物“二噁英”,是不折不扣的危险废弃物,对环境和人体健康危害大。近年来,随着填埋场地的减少,飞灰的资源化利用越来越受到研究人员的重视。飞灰处置问题的日益突显,也引起政府和民众的高度关注。

当前,焚烧飞灰无害化和稳定化处理的方法主要包括填埋处置、重金属螯合剂化学处置和高温处置三大类,但大多数的处置技术很难达到工业化推广应用的要求。比如飞灰填埋未实现减量化、资源化和无害化;重金属螯合剂还处于实验室研究阶段;高温处置也因其成本高而尚未有实际工程应用案例。

        多年来,北京金隅琉水环保科技有限公司,一直致力于研究飞灰处置技术。并利用该技术建成的国内首条垃圾焚烧飞灰处置示范线。然而,由于没有可借鉴的经验,其技术研发、工业线建设、生产调试、技术优化、验收和取证等都面临巨大的挑战。为了解决上述难题,科研人员夜以继日地坚守在生产现场,仔细查看各生产环节,收集、汇总、分析生产数据,审慎研究工艺改进方案。此外,金隅研发团队还带着飞灰样本用仅三天时间就考察了重庆江北、浙江丽水、宁波、金华等地,经多方研讨、论证,自行设计工艺路线并组织科研实验,积累了大量实验数据,成功实施了飞灰水洗预处理改造、烘干机添加预处理改造、蒸发结晶系统改造和水处理优化改造。

        经过不懈努力,研究者终于发现用水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰不但成本合理而且技术安全可靠,是目前解决垃圾焚烧飞灰最终处理的极佳选择。琉水这条飞灰处置线最大的优势就在于彻底实现了“零排放”,是真正的最终处置而非较为简单的过程处理。飞灰中不可溶的钙、硅、铝、铁等化学组分送入水泥窑进行高温熔融处置,形成水泥熟料玻璃体,整个过程没有废渣排放;可溶的钾、钠、氯等盐分溶入到飞灰水洗液中,经MVR蒸发结晶系统,产生结晶盐和蒸馏水,蒸馏水全部回用到水洗预处理过程。

        具体而言,飞灰水洗与水泥窑协同处置工程化技术的生产工艺主要包括飞灰水洗预处理,污水处理,水泥窑煅烧等三部分。飞灰水洗是指先将飞灰与水混合并搅拌均匀,然后对飞灰水洗进行固液分离。飞灰经计量后输送到搅拌罐中与计量好的水混合洗涤,料浆经固液分离后得到的滤饼烘干后进入飞灰暂存料仓作为水泥原料备用,滤液进入污水处理单元处理,多级去氯离子及钾钠等有害物质,通过水洗降低有害物质对水泥窑安全运行及水泥品质的影响。由于,生活垃圾飞灰中含有大量的碱、氯、硫等挥发性物质,容易造成预热系统的结皮堵塞,直接影响窑系统的均衡稳定生产,根据澳门葡京平台的试验,经过水洗后的飞灰,基本解决了窑尾结皮堵塞的问题,且对水泥熟料质量无不良影响。不仅如此,水洗钾钠等碱金属有效祛除率在70%左右,氯离子有效祛除率在95%,飞灰中有益成分CaO的含量为53.73%,达到优质石灰石中CaO的含量。

        飞灰水洗预处理过程产生的洗灰废水经过物理沉降、絮凝沉淀、化学共沉淀、多级过滤、Ph调节等水处理工艺去除水中的重金属及钙镁离子,使水质硬度指标控制在5ntu以下。之后,飞灰再在窑尾烟室(温度在1000℃)加入水泥窑协同处置。研究得出,水泥回转窑尾气中的重金属检测结果满足北京市《大气污染综合排放标准》,此外,水泥窑尾气中二噁英的也满足北京市《大气污染综合排放标准》。

        总之,水泥窑协同处置飞灰工程应用的技术可靠,环保安全,无二次污染,处置成本合理,为困扰全国各大城市的“垃圾围城”问题提供了一条可行的产业链处置终端技术,填补了国内飞灰处置领域技术空白,先后取得两项国家发明专利和一项实用新型专利。此项目还荣获“中国工业大奖表彰奖”、“北京市科技进步奖”、“中国建材联合会技术革新一等奖”、“第六届海峡两岸职工创新成果展览会金奖”、“第八届北京发明创新大赛金奖”等荣誉。该技术,是高标准建设和运行、信息公开、社会友好的“蓝色垃圾焚烧”技术和艺术的完美结合,目前,已经在国内外推广应用。

作者:张国亮

(张国亮:北京金隅琉水环保科技有限公司技术研发部部长、“张国亮团员创新工作站”带头人。)