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水泥窑协同处置废弃物开拓... 金隅环保 Z-T2博安达37692
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集处置、综合利...

飞灰一“盐”难尽:漫谈飞灰脱盐这件事!

2018年11月07日作者:来源:固废网

  目前人们处理垃圾焚烧飞灰,大多数人只关注重金属、二噁英,而很少有人关注飞灰中超过20%的可溶性氯盐。当前重金属解毒、二噁英降解技术已经成熟,所以飞灰处置的难题是氯离子的去除。在飞灰处理之前进行“水洗脱氯”预处理,是目前飞灰中氯离子去除的最佳途径。只有提前进行预处理才能使飞灰的最终处理更无害、更彻底、更资源化。

   

  飞灰经“水洗脱氯”后的盐是一种很重要的资源

  01

  飞灰中脱盐的目的及盐的来源

  中国生活垃圾的焚烧处理比例在逐年上升,根据《十三五城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,十三五期间,城市生活垃圾焚烧能力占无害化总能力比例达到50%,东部地区达到60%,特别是当二噁英控制问题得以解决之后,随着大城市的迅速发展,以及能源危机,焚烧技术得到了越来越多的采用,但是其产物焚烧飞灰是危险废弃物(HW18),目前的一些处理技术在处理飞灰上,由于没有进行预处理提前脱盐,在实际处理效果上总会面临各种不足,很大程度上影响了飞灰的处置。

   

  一直以来垃圾焚烧的二次污染产物——焚烧飞灰是个令政府和专家头疼的难题。储存、填埋、烧结等处理手段陆续发展,随着可持续性发展需要的提出,资源化利用为建筑材料也受到越来越多的重视,但是飞灰中高浓度的无机氯盐不仅会降低资源化产品的质量,而且会破坏生产过程。

  另外,无机氯盐也会对飞灰处置的其他技术有不利影响。无机氯盐还可作为资源化利用,所以研究焚烧飞灰中的无机氯盐的资源化、无害化利用,对焚烧飞灰处置非常重要。

  根据国内外文献报道及对垃圾焚烧飞灰样品分析数据的统计分析,垃圾焚烧飞灰中存在大量的易溶性盐,主要以KCl、NaCl、MgCl2、ZnCl2、CaCl2的形式存在,易溶盐的质量分数一般为15%-30%,大部分集中在20%以上。

  一般城市垃圾焚烧发电厂进场垃圾含有40%-75%的厨余垃圾及20%左右的塑料,两种成分是生活垃圾的主要组分,因此飞灰中溶解盐的质量分数往往较高,尤其是氯盐,多的高达37.3%。

  高浓度的氯化物使飞灰处置时存在污染水体,增加重金属等污染物浸出的风险,如Pb和Zn,而且无机氯盐还会对飞灰固化/稳定化的效果及资源化利用过程带来困难,因此飞灰中氯盐的危害不容忽视。垃圾焚烧飞灰富含重金属、二噁英和氯盐,其中重金属解毒、二噁英降解等工艺已经成熟,影响资源化利用的关键在于氯离子的去除。

   

  02

  盐对飞灰主流处置方式的影响

  目前飞灰处置的几种主流方式都没有把脱盐作为处置前提,结果造成处置不彻底,处置效率低,二次污染,降低资源化产品的质量,影响飞灰处置资源化水平。

  方式一:药剂螯和固化填埋——现在大量的飞灰填埋在垃圾填埋厂中,不但占用了大量的土地,而且经过长时间的填埋,飞灰中的重金属、二噁英、可溶性盐极有可能发生转移,进入垃圾渗滤液中。尤其是可溶性盐,螯合剂无法对盐进行螯和固化,导致飞灰中的盐很容易浸出到垃圾渗滤液中。

  然而目前处理垃圾渗滤液的普遍方法为厌氧-好氧-超滤-纳滤-反渗透等,由于渗滤液中的盐含量过高,此时的渗滤液由“高COD难降解”有机废水变为“高盐、高硬、高COD、难降解综合废水”,这时“厌氧-好氧”将会失去原有的效果,处理垃圾渗滤液将更加困难。

  如果在垃圾渗滤液中进行脱盐,也没有任何意义。一方面垃圾渗滤液中有很多有机物污染物、挥发性污染物和各种各样的杂质,在这中脱盐,将会导致所提的盐为“废盐”,没有任何利用价值;另一方面在这垃圾渗滤液中脱盐的成本很高,不适合脱盐。

   

  垃圾填埋场大量占用土地、渗滤液很难处理

  方式二:熔融/烧结制建材——如果没有预先脱盐,在熔融/烧结过程中产生的烟气里会含有大量的碱土金属盐酸盐,并且伴随大量的二次飞灰,造成二次污染。处理难度极大,也会导致建材中的氯含量超标,达不到相关国家标准。

  方式三:水泥窑煅烧处置制水泥——水泥窑煅烧处置可以处理飞灰中的重金属、二噁英、但无法处理飞灰中的盐。如果没有提前脱盐,会导致水泥窑中氯的含量过高,不仅会造成水泥窑结皮、堵塞,影响正常水泥的生产,而且生产出来的水泥是不符合国家标准的水泥,不能正常使用。

  从以上几种飞灰主流的处置方式可以看出,若想资源化、无害化的处置飞灰,就必须先脱氯,只有使飞灰中的氯降低到可控范围内,才能明显改善水泥固化、水泥窑协同处置、烧结/熔融等方法的处置效果,也为后续产品的大规模资源化利用(如水泥、轻骨料等)提供希望,才能解决垃圾焚烧飞灰这个难题,实现飞灰处置工业化。

  03

  “三级逆流漂洗”-最先进的飞灰水洗脱盐技术

  目前提取飞灰中的盐,最效的方法为“水洗脱盐”。

  北京大学的李晓东以去离子水作为洗脱剂,实验结果表明:水灰比是影响氯离子洗脱效果的最主要因素,在液固比为4时,水洗过程中约有93%的氯离子被洗脱而进入水相;朱芬芬等人利用X射线衍射分析无机氯盐的行为,发现的氯盐主要有NaCl、KCl和CaCl2,通过两次水洗、水固比3:1后1000℃烧结1h的预处理工艺能更高效更节能地去除飞灰中的氯化物,氯的减少率在94%以上。


编辑:治废专家02
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