生活垃圾焚烧炉渣资源化利用技术
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生活垃圾焚烧炉渣资源化利用技术

时间:2022-03-02 10:47:03 点击:509 次 来源:洛阳建材建筑设计研究院有限公司
  在城市化不断深入之下,生活垃圾数量不断增加,为了实现生活垃圾无害化处理,垃圾焚烧与利用技术得到广泛应用。我国相关文件明确规定, 焚烧炉渣以一般固体废弃物处理,并对此类废弃物的综合利用标准加以明确,各项资源化利用技术日益成熟,带来了可观的经济效益。

  1 、焚烧炉渣资源化利用现状

  早在几十年前,国外发达国家便开始对生活垃圾焚烧资源利用进行研究,主要从环境影响与资源利用方面着手,对焚烧厂中产生的飞灰与炉渣进行收集和处理,使其变成二次资源投入使用。炉渣是生活垃圾焚烧的产物, 占垃圾总重量的20% ~30% ,飞灰约占0.5%左右。据调查,2019年全国共有5932t生活垃圾进行焚烧,产生520~780万t的炉渣,飞灰量约13 t,在无形中增加了炉渣的处理难度,填埋场的用地资源日益紧张。为了节约填埋用地、降低处理成本,可通过炉渣再利用的方式来实现。

  在发达国家中,主要通过卫生填埋与资源利用等方式对炉渣进行处理,欧盟国家的炉渣利用率位居,超过总体的50% 。我国相关规定指出,炉渣可直接投入卫生填埋场中处理,但由于飞灰中含有二噁英等有害物质,需要进行特殊处理后,使有害物质含量降低到允许范围内,才可进行卫生填埋,否则将其当作危险废弃物处理。从理化性质上来看,炉渣具有骨料特性,内部重金属含量、溶解盐较低,无放射性危害,在资源利用时对环境的干扰较小,且炉渣中有机物含量相对较少,强度高,可将其制作成建筑材料投入到土木工程中。现阶段,炉渣资源主要被用来制作成集料与覆盖材料,应用到道路工程与填埋场之中。
生活垃圾焚烧炉渣资源化利用技术
  2 、生活垃圾焚烧炉渣资源化利用技术

  2.1 炉渣预处理与金属回收

  为了促进炉渣资源的优化利用,需对其进行预处理,利用筛分装置将直径低于100 mm 的颗粒选出进入后续环节,体积超过100mm 的金属进行破碎,人工挑出未彻底燃烧的垃圾,集中送回焚烧炉中重新焚烧。整个工艺无需对外排水,真正做到污水野零排放冶。据调查,炉渣中含有一定的废旧金属,如铁、铜、铝等等,一般可回收的金属含量为5% ~8% ,具有一定的回收价值,可再次利用。通过对炉渣中金属回收性的研究显示,炉渣中铁、铜、铝的回收率分别为14.8%、52.7%与73.1% 。由此可见,炉渣内部有价金属的可回收率相对较高,回收处理具有一定的可行性。

  2.2 制作环保砖

  在预处理后,炉渣的含水率约为2%,密度约为1250kg/m3,吸水率约为9% ,利用饱和酸钠溶液经过5次浸泡与烘干后,炉渣质量损失为4.31%左右,坚固性符合免烧砖的相关要求。目前,在美国与荷兰等地已经将生活垃圾焚烧的炉渣制作成建筑材料,应用到工程建设之中,使用较为频繁的制作方式是将炉渣与骨料按特定比例混合后,与水泥、水搅拌后形成混凝土砖。美国针对此类免烧砖对环境的影响进行实验评估,在海底利用免烧砖建成两座人工暗礁, 并对周围环境变化进行连续6年的跟踪调查,结果显示,免烧砖中无有毒成分,满足混凝土替代骨料的要求。Rothel等利用此类免烧砖建设船库,并对建筑内部的空气质量进行为期2年半的监测,结果显示,建筑内部空气中的颗粒态 PC-DD、TSP、挥发有机物等均未出现明显改变,由此可见,炉渣中的污染物被锁定在水泥砖中。从总体上来看,在工程实践与环保层面来看,利用炉渣制作环保砖十分可行。

  2.3 制成路基填充料

  在物化性质、工程特性方面,炉渣与轻质天然骨料较为相似。经过工艺处理后的炉渣可与沥青、水泥等材料一同铺设路面。针对此类混合料的金属元素渗出情况进行检测可知,镉、铅与锌的释放量相对较低,通过对环境、人类健康、生命周期等因素进行评价,发现管理技术与风险之间存在紧密联系,如若管理技术科学合理,可有效降低风险发生概率,避免对环境产生的不良干扰。在美国、欧洲等发达国家中,已经成功地将炉渣应用到停车场、道路等地基填充之中,在我国也较为普遍,例如,上海苗圃路便是典型的成功案例。针对路表弯沉、路况、基层强度等指标进行监测,发现炉渣在基层材料中的应用十分可行,且长期应用后依然效果良好。
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