飞灰稳定固化改造及应用效果分析——以某医废厂为例

文/林锦棠 刘贝 邹振裕

0 引言

本文以某医废厂升级改造为研究对象，该厂采用“飞灰+螯合剂+水+水泥”混合搅拌工艺进行飞灰稳定固化。改造后运行效果表明，固化后 飞灰能达到填埋标准，且飞灰固化对比外运处置具有较好的经济性。

1 行业概况

佛山市医疗废物处置中心（以下简称“医废中心”）自2008年运行以来，焚烧工艺产生的飞灰全部按照危险废物进行管理，并委托专业机构进行处置。由于近年来危险废物处置资源越来越紧俏，特别是对飞灰的处置，目前广东省内能够接收飞灰的仅有一家非佛山市的危险废物处置机构，且其这几年都在不断压缩飞灰的接收量，导致年度实际外运处置医废量远远低于合同签订的处置量，飞灰经常出现积压的现象，给安全生产及环境保护带来很大的压力。

《国家危险废物名录》（2016版）规定，医疗废物焚烧飞灰（废物代码772-003-18）在处置环节可以获得豁免。即在填埋过程不按危险废物进行管理，满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16 889－2008）中6.3条要求，则可进入生活垃圾填埋场进行填埋。

2019年发布的《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598－2019）中规定，水溶性盐总量小于10%的废物方可进入危废填埋场（柔性）进行填埋，而目前医废的飞灰，即便在场内进行稳定化、固化的预处理，都很难满足此项规定。根据省内医废处置机构的要求，2020年该危险废物处置机构与医废中心签订的危废处置合同仅到2020年5月31日，主要原因是自2020年6月1日起，危险废物填埋场将开始执行上述新标准。从2020年6月1日以后，医废中心的飞灰很有可能将面临无法外运处置的情况。

当前，国家的法规一方面对飞灰进入生活垃圾填埋场的处置环节进行了豁免，同时对于飞灰进入危废填埋场的相关限制条件却又有所增加。在这个发展形势下，如果一味依赖外市的危废处置机构对飞灰进行处理，会给本地企业发展带来严重的制约。为此，医废中心积极探索，希望尽快打破这一瓶颈。

2 医废厂概况

医废中心负责收集、处理佛山市五区范围内共1000多家医疗机构的医疗废物，其平面布局和工艺流程图分别见图1和图2。2019年，医废中心处置医疗废物7208吨，其中利用焚烧工艺处置的医疗废物为4144吨，飞灰年产生量为133.7吨，产生率为3%。自医废中心运行以来，焚烧工艺产生的飞灰全部按照危险废物处理标准进行管理，并委托外市的专业机构进行处置，由于各地环保政策、专业处置配额、价格等原因，飞灰外运处置日趋困难，给医废中心的安全生产及环境保护带来极大的压力和隐患，亟需寻求新的飞灰处置方式。

图1 医废中心平面布局

图2 医废中心处理医废工艺流程

3 飞灰稳定固化设备选取

医废中心采用“飞灰+螯合剂+水+水泥”混合搅拌工艺，螯合剂的加入将飞灰内的有毒有害污染物转变为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质，再利用惰性基材水泥与水反应后可形成坚固块体的特征，将有害废物包容在紧密固化体中，使其中所有污染成分呈现化学惰性被包容起来，减少重金属对周围环境的危害。

3.1 系统处理能力参数

设备稳定化固化系统选型为 GFZS30型，飞灰处置能力为 20 t/h，年工作 330d，每天 1 班，每班 8 h（实际工作时间 6 h）。

系统混合搅拌干料容量 1500L，密实混合物 1000L；系统采用的物料混合配比为同行业常用的数值：飞灰100%，水泥15%，水25%，药剂3%。计算可知混合机单罐次混合搅拌可处理飞灰 1500L，飞灰比重按 0.5t/m3计算，可得出混合机单罐次搅拌可处理飞灰 0.75t。

稳定化固化系统作业单次循环时间设计为 2min（包含配料、混合、卸料的时间），即每小时系统可处理飞灰理论常能为 22.5t；系统年工作 330d，每天工作一班，每班工作8h（实际 6 h），每天处理飞灰的能力为 120t。

3.2 系统设备布置结构说明

飞灰稳定固化搅拌系统的整体布局自上而下分为储料层、计量层、混合搅拌层、卸料层四个部分，各层之间通过钢结构支撑和楼梯连通。飞灰仓、水泥仓布置在搅拌站主体装置的一侧，下部安装螺旋输送机供料，流程见图3。此整体结构的设计最大限度减少输送过程中产生的物料阻力，使物料流程更加简捷。飞灰仓和水泥仓锥体配备1个快拆型检修口，检修孔上安装小的观察孔。螯合剂罐和水罐根据工艺设置在液剂间，与控制室设置相邻。控制室设在设备主体附近，便于观察系统整体运行情况。主体机架采用彩钢板瓦封闭，美观、降噪、强制通风、防尘（两个筒仓的直筒段露天不封闭，除尘器不包封）。

图3 飞灰固化稳定系统工艺流程

4 运行效果

飞灰稳定化、固化后取样检测工作参考《工业固体废物采样制样技术规范》（HJ/T20－1998）及《生活垃圾焚烧灰渣取样制样与检测》（CJ/T531－2018）标准，所有检测项目全部委托有资质的第三方进行取样及检测，结果见表1。

根据《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889－2008）6.3条要求，飞灰无害化处理后的检测指标包括：（1）含水率小于30%；（2）二噁英含量低于3μgTEQ/kg；（3）按照固体废物渗出毒物渗出方法醋酸缓冲溶液法（HJ/T300－2007）制备的浸出液中危害成分低于规定限值（见表1）。

表1 固体废物浸出液检测结果及浓度限值

5 经济对比

飞灰外运处理费用主要由第三方处置费和运输费组成。飞灰固化填埋费用主要由飞灰量、水泥量、用水量、螯合剂组成。经统计分析对比，飞灰外运处理单价约4592.3元/吨，飞灰固化填埋单价为226.6元/吨，飞灰固化填埋单位远低于飞灰外运处理，具有较好的经济性。

6 结语

固化、稳定化后进行规范的填埋处置是国内外采用最为广泛的飞灰处理技术，该技术基于固化、稳定化提供的废物屏障，填埋场提供的工程屏障和良好选址提供的地质屏障，形成多重屏障，以切断重金属和二噁英的暴露途径，实现环境风险最小化的目标，是我国飞灰处理的现实选择。本研究可为飞灰稳定固化工艺设计和工程应用提供科学指导，为解决我国医疗垃圾焚烧发展的“燃眉之急”与“后顾之忧”提供参考。