新技术促“飞灰”落地为安

发表时间:2008-02-18 15:28    来源:转载文章

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来源:中国投资

文/本刊记者 秦凤华

目前,焚烧已成为垃圾处理的主要方式,但焚烧时产生的飞灰中含有大量重金属和其他有害物质,还需要进行特殊处理。

在国家环保总局2001年颁布的《危险废物污染防治技术政策》中,已把生活垃圾焚烧飞灰定为危险废物,规定“生活垃圾焚烧产生的飞灰必须单独收集”“生活垃圾焚烧飞灰在生产地必须进行必要的固化和稳定化处理之后方可运输”“生活垃圾焚烧飞灰须进行安全填埋处置”。这意味着,在我国焚烧飞灰经处理达到一定标准后进入危险废物安全填埋场处置,才是唯一合法的途径。

但实际上,这个问题一直悬而未决。“我国目前的垃圾焚烧能力已达4万多吨,在全国30多个城市建有垃圾焚烧厂,但在这些城市中只有少数几个城市有危险废物安全填埋设施,而且其能力远远不能满足飞灰处置的需求。实际上我国垃圾焚烧产生的大量飞灰处于一个无控的状态”,清华大学环境科学与工程系教授王伟对《中国投资》说。

过去几年中,王伟领衔的课题小组提出“严格过程、放宽出口”的处理思路,自主研发的“螯合稳定化与卫生填埋”技术,正是要解决飞灰无处可去的难题。据悉,国家环保总局已颁布了相关处理要求和技术标准,并把这项技术列入“2007年度国家先进污染防治技术示范项目名录”中。

“未来随着新标准的实行,这套自主创新的技术有望在全国推广开来”,王伟说。

稳定化处理

生活垃圾在焚烧过程中容易形成烟尘颗粒物、酸性气体、重金属以及二恶英等二次污染物。

王伟指出,由于垃圾焚烧后产生的飞灰中含有多种有害重金属物质和盐类,绝大多数重金属在强碱性条件下不浸出,而是以氢氧化物的形式沉淀,一旦遇水会溶解,进而污染地下水与土壤。《国家危险废物名录》已经明确规定生活垃圾焚烧飞灰为危险废物,飞灰的处置必须严格按照危险废物的标准进行。

一般来说,每焚烧一吨垃圾约产生3%的飞灰,按照目前每天焚烧4万吨的处理能力来计算,每天约有1200多吨飞灰,全年的飞灰产生量约为36万吨,而且大部分集中在经济较为发达的城市。

“这么大规模的危险废物,对于城市居民生活来说,无疑是一个巨大的环境隐患”,王伟指出。

许多发达国家都对飞灰提出了严格标准。日本的固体废物管理法规“废物处理与公共清洁法案”中就明确规定,飞灰必须经过下述4种处理方法之——熔融固化、水泥固化、化学稳定化和酸浸提取,才能进入填埋场。

而和日本不同的是,由于日本焚烧后的垃圾遇到的多是碱性环境,而我国土壤多为酸性,因此如果在pH值只有5-6的卫生填埋场中直接填埋飞灰,遇到酸性土壤,其中的重金属就会随之浸出。

对飞灰进行安全处理,第一步是检测其含量。

王伟教授提出了新的重金属污染控制毒性浸出程序,通过模拟卫生填埋场的环境,检测飞灰中重金属含量、存在形态以及在环境中如何迁移和控制。

第二步是处理飞灰。

有一种处理方式是,通过熔融和固化,可以将飞灰进行资源再利用,做成建材。

但飞灰始终是垃圾原料,又包含重金属,做成建材后是否适合居住、对人体是否产生不利影响,还有待时间检验。再加上,这套工艺复杂,成本较高。如果对飞灰以较高成本进行再利用,未见得就是资源节约,相反会消耗更多的物力和财力。“片面地偏激地强调资源化利用,把其作为污染物的特性给忘了的话,将带来二次污染的问题”,王伟说。

如果能将飞灰稳定化,使重金属不至于遇水溶解,则可以实现飞灰的无害化处理。王伟领衔的课题组经过研发,将5种药剂添加至飞灰中,使其稳定化,并对其效果进行性能比较研究后发现,自主调配的DTC螯合剂对降低飞灰中重金属的活性具有明显效果,而且经过必要的捏合设备处理,其稳定化产物形成了比处理前更加紧密的聚合体,飞灰颗粒在弱酸性环境下仍然不会浸出,在卫生填埋场中具有长期稳定性,达到生活垃圾填埋污染控制标准。

这一重大成果意味着经过处理后的飞灰可以直接进入卫生填埋场进行填埋。

从处理成本来看,普通安全填埋处理费用为1000多元,在上海安全填埋每吨处理费用达到1800元/吨,而这种稳定化处理技术处理成本要比安全填埋低。

巨大的应用前景

从2002年开始,得宜于国家“863”计划的支持,带着300万元的课题经费,王伟和他的课题小组就试图为飞灰寻找一个出口。而从2005年课题验收至今,垃圾飞灰安全处理才正式引起了国家有关部门的重视。

目前,课题组已与相关企业合作,成功开发出药剂与捏合机,并在深圳某垃圾场建立了示范工程。“我们的技术正在申请国家专利,但要经过两年的公示期以及试点项目取得效果后才能正式批准”,王伟介绍说。

从处理技术上看,国际上比较成熟的城市生活垃圾处理方法主要有卫生填埋、堆肥和焚烧3种。

卫生填埋是应用最早、最为广泛的城市生活垃圾的最终处置手段,其技术比较成熟,操作管理简单,投资和运行费用较低,是目前世界多数国家的主要垃圾处理方式。然而,缺点是垃圾减容效果差,需占用大量的土地资源。

据了解,在北京,平原地区现有生活垃圾处理场地490处,总占地面积1007万平方米,累计填埋量3206万吨,生活垃圾日产生量近1万吨。到奥运会期间,日产出垃圾量预计将有1.2万吨,到2010年则有1.6万吨。

垃圾填埋的处理方式已经不再适合人口密集、土地资源紧缺的如北京这样的城市。而发达国家正逐步减少垃圾直接填埋量,尤其在欧盟各国,已强调垃圾填埋只能是最终的处置手段,而且只能是无机物垃圾,在2005年以后,有机物大于5%的垃圾不能进入填埋场。此外,在进行堆肥过程中还将产生大量沼气,且存在爆炸隐患。

而垃圾焚烧技术作为一种以燃烧为手段的垃圾处理方法,不仅有效降低了垃圾整体的容积,同时随着城市生活垃圾可燃物和易燃物的增加,及各种先进技术的发展和应用,垃圾发电正成为一种新能源得到开发与应用,焚烧正成为城市生活垃圾重要的处理方式。

仅深圳一市,截至2005年底,全市已建成并投入运行的生活垃圾焚烧发电厂6座,总投资额约17.8亿元。其中老虎坑发电厂日处理垃圾能力为1200吨,并网发电后,该厂每月发电200多万度,除1/3自用外,其他并入市政电网,统一调度使用,每天可实现收入20万元。

目前,全国已有几十个城市兴建了垃圾焚烧处理厂。仅在福建一省,将在未来3年中再建设20座规模垃圾焚烧发电厂,达到70%左右垃圾焚烧发电无害化处理的世界发达国家水平的目标。而北京预计在“十一五”期间也将兴建4座垃圾处理厂。

“垃圾焚烧场的建设以及随着国家标准的严格执行,将会有越来越多的城市需要这一技术”,王伟说。

具体问到该技术能带来多少经济效应时,王伟表示,由于技术和设备还处于中试阶段,并没有大规模制造,因此,处理成本还有待于进一步测算。同时该技术目前只解决飞灰中重金属稳定化的问题,针对二恶英等其他污染物的处理技术正在开发过程中。