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國內首條水泥窯協同處置飛灰技術徹底實現“零排放”


更新日期: 2017年07月03日  環境保護


    “飛灰”是指垃圾焚燒發電廠在煙氣凈化系統收集的殘余物,含有最毒的無機物“重金屬”和最毒的有機物“二噁英”,是不折不扣的危險廢棄物,對環境和人體健康危害大。近年來,隨著填埋場地的減少,飛灰的資源化利用越來越受到研究人員的重視。飛灰處置問題的日益突顯,也引起政府和民眾的高度關注。

當前,焚燒飛灰無害化和穩定化處理的方法主要包括填埋處置、重金屬螯合劑化學處置和高溫處置三大類,但大多數的處置技術很難達到工業化推廣應用的要求。比如飛灰填埋未實現減量化、資源化和無害化;重金屬螯合劑還處于實驗室研究階段;高溫處置也因其成本高而尚未有實際工程應用案例。

        多年來,北京金隅琉水環保科技有限公司,一直致力于研究飛灰處置技術。并利用該技術建成的國內首條垃圾焚燒飛灰處置示范線。然而,由于沒有可借鑒的經驗,其技術研發、工業線建設、生產調試、技術優化、驗收和取證等都面臨巨大的挑戰。為了解決上述難題,科研人員夜以繼日地堅守在生產現場,仔細查看各生產環節,收集、匯總、分析生產數據,審慎研究工藝改進方案。此外,金隅研發團隊還帶著飛灰樣本用僅三天時間就考察了重慶江北、浙江麗水、寧波、金華等地,經多方研討、論證,自行設計工藝路線并組織科研實驗,積累了大量實驗數據,成功實施了飛灰水洗預處理改造、烘干機添加預處理改造、蒸發結晶系統改造和水處理優化改造。

        經過不懈努力,研究者終于發現用水泥窯協同處置垃圾焚燒飛灰不但成本合理而且技術安全可靠,是目前解決垃圾焚燒飛灰最終處理的極佳選擇。琉水這條飛灰處置線最大的優勢就在于徹底實現了“零排放”,是真正的最終處置而非較為簡單的過程處理。飛灰中不可溶的鈣、硅、鋁、鐵等化學組分送入水泥窯進行高溫熔融處置,形成水泥熟料玻璃體,整個過程沒有廢渣排放;可溶的鉀、鈉、氯等鹽分溶入到飛灰水洗液中,經MVR蒸發結晶系統,產生結晶鹽和蒸餾水,蒸餾水全部回用到水洗預處理過程。

        具體而言,飛灰水洗與水泥窯協同處置工程化技術的生產工藝主要包括飛灰水洗預處理,污水處理,水泥窯煅燒等三部分。飛灰水洗是指先將飛灰與水混合并攪拌均勻,然后對飛灰水洗進行固液分離。飛灰經計量后輸送到攪拌罐中與計量好的水混合洗滌,料漿經固液分離后得到的濾餅烘干后進入飛灰暫存料倉作為水泥原料備用,濾液進入污水處理單元處理,多級去氯離子及鉀鈉等有害物質,通過水洗降低有害物質對水泥窯安全運行及水泥品質的影響。由于,生活垃圾飛灰中含有大量的堿、氯、硫等揮發性物質,容易造成預熱系統的結皮堵塞,直接影響窯系統的均衡穩定生產,根據北京市琉璃河水泥有限公司的試驗,經過水洗后的飛灰,基本解決了窯尾結皮堵塞的問題,且對水泥熟料質量無不良影響。不僅如此,水洗鉀鈉等堿金屬有效祛除率在70%左右,氯離子有效祛除率在95%,飛灰中有益成分CaO的含量為53.73%,達到優質石灰石中CaO的含量。

        飛灰水洗預處理過程產生的洗灰廢水經過物理沉降、絮凝沉淀、化學共沉淀、多級過濾、Ph調節等水處理工藝去除水中的重金屬及鈣鎂離子,使水質硬度指標控制在5ntu以下。之后,飛灰再在窯尾煙室(溫度在1000℃)加入水泥窯協同處置。研究得出,水泥回轉窯尾氣中的重金屬檢測結果滿足北京市《大氣污染綜合排放標準》,此外,水泥窯尾氣中二噁英的也滿足北京市《大氣污染綜合排放標準》。

        總之,水泥窯協同處置飛灰工程應用的技術可靠,環保安全,無二次污染,處置成本合理,為困擾全國各大城市的“垃圾圍城”問題提供了一條可行的產業鏈處置終端技術,填補了國內飛灰處置領域技術空白,先后取得兩項國家發明專利和一項實用新型專利。此項目還榮獲“中國工業大獎表彰獎”、“北京市科技進步獎”、“中國建材聯合會技術革新一等獎”、“第六屆海峽兩岸職工創新成果展覽會金獎”、“第八屆北京發明創新大賽金獎”等榮譽。該技術,是高標準建設和運行、信息公開、社會友好的“藍色垃圾焚燒”技術和藝術的完美結合,目前,已經在國內外推廣應用。

作者:張國亮

(張國亮:北京金隅琉水環保科技有限公司技術研發部部長、“張國亮團員創新工作站”帶頭人。)


 
   
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