杭州市生活垃圾焚烧飞灰特性分析*

郑仁栋，袁璐韫，唐素琴，王　飞

（杭州市环境集团有限公司，浙江　杭州　310022）

杭州市生活垃圾焚烧飞灰特性分析*

郑仁栋，袁璐韫，唐素琴，王飞

（杭州市环境集团有限公司，浙江杭州310022）

以杭州市正在运行的4座生活垃圾焚烧厂飞灰作为研究对象，实验测出其重金属浸出毒性；了解焚烧飞灰中重金属超标项目、浓度及不同炉型飞灰重金属的含量差别；研究分析循环流化床与机械炉排炉焚烧飞灰重金属含量不同的原因；结合杭州市焚烧飞灰的特性，提出现阶段适合杭州市焚烧飞灰的处置方式。

焚烧飞灰；重金属；填埋场；浸出毒性

1　杭州市焚烧飞灰产生及处置现状

杭州市生活垃圾主要通过焚烧和填埋方式处理，已建成并投入运营的生活垃圾无害化处理厂（场）共6座，其中，卫生填埋场2座，焚烧发电厂4座，另在建焚烧厂2座。焚烧处理设施的基本情况见表1。

表1　杭州市生活垃圾焚烧处理设施

杭州市目前已建成投产的生活垃圾焚烧发电厂总设计处理能力为3 050 t/d，2014年实际处理量为3 655 t/d，2014年生活垃圾焚烧飞灰产生量为260.72 t/d（炉排炉飞灰产生量按实际生活垃圾焚烧量的2.5%计，流化床飞灰产生量按实际生活垃圾焚烧量的8%计）。2017年新增2座焚烧厂投入运营后，预计飞灰产生量将达到431.72 t/d。杭州市仅有1座危险废物填埋场，设计处理能力1.0×104t/a，总库容1.2×105m3，目前仅剩库容5.0×104m3。预计2017年前焚烧飞灰的年产生量为 9.5×104t，2017年后杭州市焚烧飞灰的年产生量将增为1.58× 105t，2017年前后的焚烧飞灰产生量均超过危险废物填埋场的处理能力。若将杭州市焚烧飞灰全部进入危险废物填埋场，不到1 a即可填满。事实上，危险废物填埋场设计主要用于接纳工业生产过程中产生的危险废物，根本没有能力接受大量产生并日益增多的生活垃圾焚烧飞灰。目前杭州市生活垃圾焚烧飞灰仅部分进入危险废物填埋场，大量焚烧飞灰只能临时堆放待将来最终处置，或通过非正常渠道进入环境，存在环境隐患。

2　杭州市焚烧飞灰特性

2.1焚烧飞灰的重金属浸出特性

按照GB16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准的要求，采用HJ/T300—2007固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法及GB/T 15555.4—1995方法对杭州市4座焚烧厂焚烧飞灰的重金属浸出浓度进行测定，结果如表2所示。

表2　杭州市4座焚烧厂飞灰的重金属浸出浓度　mg/L

2.2流化床与炉排炉焚烧飞灰的区别

循环流化床垃圾焚烧炉是近几十年发展起来的技术，使垃圾在焚烧炉内处于流体状态，同时循环流化床焚烧炉在运营过程中需掺5%～15%的煤，因此，循环流化床焚烧飞灰产生量远高于机械炉排炉的飞灰。一般炉排炉飞灰产生量按生活垃圾焚烧量的2.5%计，流化床飞灰产生量按生活垃圾焚烧量的8%计。流化床焚烧飞灰产生量大，同时焚烧过程中添加一定量的煤焚烧，易造成焚烧飞灰重金属被稀释，煤焚烧后的产物对飞灰重金属有一定的吸附作用，因此，流化床焚烧飞灰重金属含量理论上应低于炉排炉焚烧飞灰重金属含量。目前杭州已建成投入运营的焚烧厂4座，其中1座为机械炉排炉型号，剩余3座为循环流化床。通过表2可知，炉排炉焚烧飞灰重金属中铅和镉远高于流化床焚烧飞灰重金属含量。

3　杭州市焚烧飞灰处置方式的选择

目前国内垃圾焚烧飞灰处理技术主要有：水泥固化进入危废填埋场、飞灰螯合稳定化进入卫生填埋场、飞灰熔融后资源化利用及飞灰水泥窑协同处理。杭州仅1座危废填埋场，其库容小，无法满足大量的飞灰填埋，并且危废填埋场收费高，垃圾焚烧厂无力支付；杭州飞灰产生量大，若采用飞灰熔融后资源化利用处置，不仅运行成本非常高，并且在国内尚无成功应用案例；若采用水泥窑协同处理方式，因杭州市区已无水泥窑厂，需将飞灰运输至周边水泥窑厂家，不仅运输距离长，而且飞灰属于危险废物，跨区域转运手续复杂，同时水泥协同处理飞灰，需对飞灰进行预处理，截至目前该预处理技术尚未成熟。通过调研国内一线城市飞灰处置的方式，如广州、上海、北京等地均采用飞灰药剂螯合稳定化后，按照GB16889—2008第6.3章节规定要求进入生活垃圾填埋场处置。该技术不仅处置成本低，而且生活垃圾填埋场库容大，能满足大量飞灰的填埋要求。因此，飞灰螯合稳定化后进入生活垃圾填埋是符合杭州焚烧飞灰处置的要求。可对杭州现有2座填埋场进行改造利用或选择适宜位置新建1座生活垃圾填埋场。

4　结论

杭州市生活垃圾焚烧飞灰重金属浸出毒性中，金属铅和镉易超出GB16889—2008限值，其中铅金属一般为限值的5～20倍，镉为限值的2～11倍［1］。杭州3座循环流化床焚烧飞灰重金属浸出浓度要低于1座机械炉排炉焚烧飞灰重金属浸出浓度。根据杭州市目前焚烧飞灰的产量及将来焚烧飞灰的预测量，采用药剂螯合稳定化后进入生活垃圾填埋处置方式是杭州当下最为合适的处置方式。

［1］ 丁世敏，谢金萍，封享华.垃圾焚烧飞灰中重金属分布特征研究［J］.工业安全与环保，2010，36（2）：20-23.

Characteristic Analysis of Fly Ash from Municipal Solid Waste Incineration in Hangzhou

Zheng Rendong，YuanLuyun，Tang Suqin，Wangfei
（Hangzhou Environmental Group Co.Ltd.，Hangzhou Zhejiang310022）

The characteristics of municipal solid waste incineration（MSWI）fly ash in four running MSWI plants in Hangzhou were investigated.Its leaching toxicity of heavy metals was determined.Results showed the items，the concentrations of heavy metalsin excessof the standardsand the differencesof different furnace typeson the contents of heavy metals.The reason that the contents of heavy metals in the MSWI fly ash were different in circulating fluidized bed and mechanical grate furnaceswasalso investigated.Suitable methodsof disposing the MSWI fly ash in Hangzhou at the present stage have been proposed based on the characteristicsofHangzhou MSWI fly ash.

MSWI fly ash；heavy metal；landfill；leaching toxicity

X799.3

B

1005-8206（2016）04-0044-02

2014年杭州市社会发展科研攻关项目（20140533B29）

2015-12-09

郑仁栋（1984—），工程师，主要从事危险废物焚烧、填埋等工艺技术研究。

E-mail：15988138840@163.com。