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摘要：爐渣規(guī)范化綜合利用是建設(shè)現(xiàn)代化生活垃圾焚燒處理廠的必然要求。通過對(duì)爐渣綜合利用項(xiàng)目的調(diào)研分析得出:在應(yīng)用技術(shù)方面,濕法預(yù)處理-替代集料/制磚是當(dāng)前我國爐渣綜合利用主流技術(shù)路線,具體工藝流程取決于綜合利用產(chǎn)品市場(chǎng)需求,并受產(chǎn)品質(zhì)量要求、設(shè)備效率以及運(yùn)行管理水平的影響;在管理方面,目前爐渣項(xiàng)目總體呈現(xiàn)建設(shè)水平不高、運(yùn)行管理不規(guī)范等問題。建議通過制定爐渣綜合利用技術(shù)規(guī)范,健全相關(guān)政府監(jiān)管考核制度等措施,進(jìn)一步提高我國焚燒爐渣綜合利用項(xiàng)目運(yùn)行管理水平。
爐渣是生活垃圾焚燒過程中不可避免產(chǎn)生的副產(chǎn)物，具有產(chǎn)生量大、資源化潛力高的特性。隨著我國生活垃圾焚燒發(fā)電廠建設(shè)管理水平的提高，爐渣規(guī)范化綜合利用已經(jīng)成為焚燒廠管理的重點(diǎn)關(guān)注問題。為此有必要對(duì)焚燒爐渣綜合利用項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研分析，總結(jié)適用的綜合利用技術(shù)路線與運(yùn)行管理建議，從而為進(jìn)一步規(guī)范與提高我國焚燒爐渣綜合利用水平提供技術(shù)支持。
1焚燒爐渣綜合利用總體情況
1.1焚燒爐渣綜合利用特性分析
焚燒爐渣是生活垃圾焚燒過程伴生副產(chǎn)物，其產(chǎn)生量約為進(jìn)廠垃圾量的20%，按2017年全國生活垃圾焚燒量9.321 5×107t，則焚燒爐渣年產(chǎn)生量約為1.8×107 t。爐渣主要由陶瓷和磚石碎片、石頭、玻璃、熔渣、鐵和其他廢舊金屬及未燃盡可燃物組成?。爐渣的化學(xué)成分與水泥混凝土工業(yè)中的硅質(zhì)混和材料相似，礦物組成主要與建筑天然集料相似，因此具有良好的資源化潛力。
1.2焚燒爐渣綜合利用設(shè)施總體情況
由于焚燒爐渣為一般固體廢物，在生活垃圾管理及技術(shù)研究中其重視度遠(yuǎn)低于飛灰、滲瀝液、煙氣等;同時(shí)，我國垃圾焚燒廠基本上采用委托第三方處理的方式，政府監(jiān)管較為薄弱，由此造成目前我國焚燒爐渣項(xiàng)目相關(guān)的應(yīng)用技術(shù)研究較少，管理數(shù)據(jù)信息缺失。本課題組結(jié)合2017—2018年住建部組織開展的“生活垃圾焚燒處理設(shè)施集中整治工作”，對(duì)全國125家焚燒廠爐渣處理情況進(jìn)行資料調(diào)研。結(jié)果顯示，爐渣進(jìn)行綜合利用的焚燒廠有102座，填埋處理的有19家，由水泥廠處理的有4家。由此可見，我國80%以上的爐渣都進(jìn)行了綜合利用。
為更好地了解爐渣綜合利用技術(shù)與項(xiàng)目運(yùn)行情況，通過咨詢行業(yè)專家、主要垃圾焚燒投資商以及部分城市環(huán)衛(wèi)主管部門，最終選取了6家建設(shè)與運(yùn)行管理水平相對(duì)較好的典型項(xiàng)目進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，項(xiàng)目基本情況見表1。總體看來，調(diào)研項(xiàng)目基本上能做到進(jìn)廠爐渣的及時(shí)處理及綜合利用產(chǎn)品的穩(wěn)定銷售;在技術(shù)工藝方面，均采用濕法分選預(yù)處理工藝，主要產(chǎn)品為免燒磚與替代集料;在生產(chǎn)管理方面，生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)、設(shè)備維護(hù)、廠區(qū)環(huán)境、工人勞動(dòng)保護(hù)有較大差別，有的項(xiàng)目建設(shè)與管理水平與焚燒廠相當(dāng)，而大多數(shù)項(xiàng)目仍處于較低水平;在政府監(jiān)管方面，政府監(jiān)管主要關(guān)注爐渣進(jìn)出廠量方面，對(duì)于生產(chǎn)過程涉及較少。
2焚燒爐渣綜合利用工藝路線分析
2.1預(yù)處理工藝
預(yù)處理工藝旨在去除爐渣不利于后續(xù)利用的雜質(zhì);按利用要求，破碎調(diào)整粒徑;并回收其中的金屬資源，以獲得一定經(jīng)濟(jì)收益。具體項(xiàng)目各功能單元的流程設(shè)計(jì)不僅受產(chǎn)品技術(shù)要求影響，也與選用設(shè)備的效率、作業(yè)維護(hù)管理水平有關(guān)。如生產(chǎn)高品質(zhì)的爐渣磚，則需要增加除雜設(shè)備級(jí)數(shù);生產(chǎn)道路集料則需要增加破碎級(jí)數(shù);去除效率高的設(shè)備則可替代多級(jí)低效率設(shè)備。
爐渣預(yù)處理方式分為濕法和干法2種，主要差別在于去除有色金屬單元：濕法工藝采用通過跳汰機(jī)與搖床的結(jié)合方式，需要使用大量的水;而干法工藝主要利用渦電流分選設(shè)備，則無需添加水。由于國內(nèi)采用的干法工藝，難以提取5 mm以下的有色金屬，如銅、鋁等貴金屬，對(duì)綜合利用項(xiàng)目整體經(jīng)濟(jì)性影響較大，因此目前國內(nèi)普遍采用濕法預(yù)處理工藝。
2.2綜合利用產(chǎn)品生產(chǎn)(應(yīng)用)工藝
當(dāng)前國內(nèi)外爐渣綜合利用主要途徑有：制免燒磚、替代集料、水泥相關(guān)產(chǎn)品、填埋場(chǎng)覆蓋土等。其中，制免燒磚、替代集料是我國主要的利用途徑。
2.2.1制免燒磚
我國嚴(yán)格限制黏土磚生產(chǎn)的政策極大推動(dòng)了免燒磚的應(yīng)用。爐渣制免燒磚可以消納大量的爐渣(可占生產(chǎn)原料80%)，同時(shí)具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、地區(qū)適應(yīng)性強(qiáng)、投資最少、見效最快的特點(diǎn)。目前爐渣磚質(zhì)量參差不齊，以生產(chǎn)高附加值、高質(zhì)量爐渣磚的項(xiàng)目較少，多數(shù)項(xiàng)目產(chǎn)品用作道路磚，不用于地面以上的建筑物。
2.2.2 替代集料
爐渣集料用作道路/建材中替代集料，不僅用量大、利用成本低，而且可以替代日益緊缺的砂石材料。但爐渣集料抗壓強(qiáng)度相對(duì)較低，而且含有的少量重金屬等污染物對(duì)環(huán)境存在一定潛在影響，因此只用于低等級(jí)道路或路基材料，以及配制較低標(biāo)號(hào)混凝土，并且對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工要求較高。另外，用于道路集料時(shí)還需要不同粒徑的爐渣集料，對(duì)預(yù)處理產(chǎn)品有粒徑要求。
2.2.3免燒磚與替代集料對(duì)比
免燒磚附加值相對(duì)較高，投資最少，見效最快，用戶覆蓋半徑大;但廠區(qū)占地較大(磚自然養(yǎng)護(hù)需28 d)，污水處理壓力大;產(chǎn)品銷售受市場(chǎng)需求影響大，難以保證穩(wěn)定銷量。替代集料應(yīng)用廣泛，價(jià)格相對(duì)較低;由于運(yùn)輸成本較高，用戶通常處于爐渣處理設(shè)施的30 km內(nèi)。
2.3爐渣綜合利用項(xiàng)目工藝路線確定原則
1)爐渣綜合利用屬于技術(shù)水平要求不高的項(xiàng)目。濕法預(yù)處理一制免燒磚、濕法預(yù)處理一替代集料是當(dāng)前我國爐渣綜合利用項(xiàng)目適用的成熟工藝。其中預(yù)處理環(huán)節(jié)包括破碎一篩分一除鐵一除有色金屬等功能單元。
2)綜合利用產(chǎn)品的類型(如制磚或替代集料)是由產(chǎn)品市場(chǎng)確定。因此，在確定總體技術(shù)路線時(shí)，首先要明確產(chǎn)品的市場(chǎng)以及銷售渠道。3)綜合利用項(xiàng)目具體的工藝流程設(shè)計(jì)不僅受產(chǎn)品技術(shù)要求影響，也與選用的設(shè)備效率以及維護(hù)管理水平有關(guān)，因此要結(jié)合設(shè)備選型與企業(yè)管理水平設(shè)計(jì)布置工藝流程。
3我國焚燒爐渣綜合利用項(xiàng)目管理分析
3.1爐渣項(xiàng)目運(yùn)行管理
與其它生產(chǎn)項(xiàng)目相比，爐渣項(xiàng)目具有以下特點(diǎn)：①不積存爐渣或產(chǎn)品是對(duì)爐渣項(xiàng)目的基本要求，也是項(xiàng)目能否正常運(yùn)行的核心。由于焚燒爐渣具有產(chǎn)生量大、每日持續(xù)產(chǎn)生而且不能積存時(shí)間過久(易板結(jié)成塊)，要求廠區(qū)內(nèi)不能積存爐渣以及綜合利用產(chǎn)品。②與同類產(chǎn)品相比，因爐渣原料成本低，綜合利用產(chǎn)品具有明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，但質(zhì)量呈現(xiàn)參差不齊，總體質(zhì)量水平不高。項(xiàng)目收益受市場(chǎng)波動(dòng)影響較大，除綜合利用產(chǎn)品的價(jià)格波動(dòng)較大外，廢銅、廢鐵、廢鋁的價(jià)格也會(huì)影響項(xiàng)目整體收益。
目前我國焚燒爐渣綜合利用項(xiàng)目總體呈現(xiàn)建設(shè)水平不高、運(yùn)行管理不規(guī)范、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差等問題。為此，有必要制定出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范以指導(dǎo)設(shè)施建設(shè)與運(yùn)行。
3.2爐渣項(xiàng)目運(yùn)行政府管理
爐渣綜合利用是焚燒廠二次污染控制措施重要組成部分，也是焚燒廠監(jiān)管的重要內(nèi)容。目前爐渣普遍采用委托第三方企業(yè)進(jìn)行處理的模式，政府監(jiān)管僅涉及第三方企業(yè)定時(shí)定量接收爐渣，對(duì)于爐渣綜合利用產(chǎn)品去向，資源化過程中的環(huán)境污染防控等處于監(jiān)管缺失狀態(tài)。為此需要進(jìn)一步健全完善爐渣處理的政府監(jiān)管，制定出臺(tái)針對(duì)爐渣綜合利用項(xiàng)目的監(jiān)管考核要求，增加對(duì)生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管。
4結(jié)論
1)爐渣綜合利用是一類技術(shù)水平要求不高的項(xiàng)目，不積存爐渣或產(chǎn)品是對(duì)這類項(xiàng)目最基本的要求。
2)濕法預(yù)處理一制免燒磚/替代集料是當(dāng)前我國普遍采用的爐渣綜合利用工藝，具體工藝流程由產(chǎn)品質(zhì)量要求、設(shè)備效率以及維護(hù)管理水平等因素決定。
3)針對(duì)當(dāng)前我國爐渣綜合利用項(xiàng)目普遍存在的建設(shè)與運(yùn)行管理不規(guī)范問題，建議盡快出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，完善焚燒廠爐渣處理監(jiān)管考核要求，從而提升我國爐渣綜合利用項(xiàng)目總體水平。
