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摘要：爐渣規(guī)范化綜合利用是建設現(xiàn)代化生活垃圾焚燒處理廠的必然要求。通過對爐渣綜合利用項目的調(diào)研分析得出:在應用技術(shù)方面,濕法預處理-替代集料/制磚是當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)品市場需求,并受產(chǎn)品質(zhì)量要求、設備效率以及運行管理水平的影響;在管理方面,目前爐渣項目總體呈現(xiàn)建設水平不高、運行管理不規(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,進一步提高我國焚燒爐渣綜合利用項目運行管理水平。
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關(guān)注問題。為此有必要對焚燒爐渣綜合利用項目進行調(diào)研分析，總結(jié)適用的綜合利用技術(shù)路線與運行管理建議，從而為進一步規(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)研究中其重視度遠低于飛灰、滲瀝液、煙氣等;同時，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目相關(guān)的應用技術(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施集中整治工作”，對全國125家焚燒廠爐渣處理情況進行資料調(diào)研。結(jié)果顯示，爐渣進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%以上的爐渣都進行了綜合利用。
為更好地了解爐渣綜合利用技術(shù)與項目運行情況，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家建設與運行管理水平相對較好的典型項目進行現(xiàn)場調(diào)研，項目基本情況見表1?？傮w看來，調(diào)研項目基本上能做到進廠爐渣的及時處理及綜合利用產(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)設施建設、設備維護、廠區(qū)環(huán)境、工人勞動保護有較大差別，有的項目建設與管理水平與焚燒廠相當，而大多數(shù)項目仍處于較低水平;在政府監(jiān)管方面，政府監(jiān)管主要關(guān)注爐渣進出廠量方面，對于生產(chǎn)過程涉及較少。
2焚燒爐渣綜合利用工藝路線分析
2.1預處理工藝
預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)濟收益。具體項目各功能單元的流程設計不僅受產(chǎn)品技術(shù)要求影響，也與選用設備的效率、作業(yè)維護管理水平有關(guān)。如生產(chǎn)高品質(zhì)的爐渣磚，則需要增加除雜設備級數(shù);生產(chǎn)道路集料則需要增加破碎級數(shù);去除效率高的設備則可替代多級低效率設備。
爐渣預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，對綜合利用項目整體經(jīng)濟性影響較大，因此目前國內(nèi)普遍采用濕法預處理工藝。
2.2綜合利用產(chǎn)品生產(chǎn)(應用)工藝
當前國內(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
我國嚴格限制黏土磚生產(chǎn)的政策極大推動了免燒磚的應用。爐渣制免燒磚可以消納大量的爐渣(可占生產(chǎn)原料80%)，同時具有生產(chǎn)工藝簡單、地區(qū)適應性強、投資最少、見效最快的特點。目前爐渣磚質(zhì)量參差不齊，以生產(chǎn)高附加值、高質(zhì)量爐渣磚的項目較少，多數(shù)項目產(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。但爐渣集料抗壓強度相對較低，而且含有的少量重金屬等污染物對環(huán)境存在一定潛在影響，因此只用于低等級道路或路基材料，以及配制較低標號混凝土，并且對現(xiàn)場施工要求較高。另外，用于道路集料時還需要不同粒徑的爐渣集料，對預處理產(chǎn)品有粒徑要求。
2.2.3免燒磚與替代集料對比
免燒磚附加值相對較高，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)護需28 d)，污水處理壓力大;產(chǎn)品銷售受市場需求影響大，難以保證穩(wěn)定銷量。替代集料應用廣泛，價格相對較低;由于運輸成本較高，用戶通常處于爐渣處理設施的30 km內(nèi)。
2.3爐渣綜合利用項目工藝路線確定原則
1)爐渣綜合利用屬于技術(shù)水平要求不高的項目。濕法預處理一制免燒磚、濕法預處理一替代集料是當前我國爐渣綜合利用項目適用的成熟工藝。其中預處理環(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)品市場確定。因此，在確定總體技術(shù)路線時，首先要明確產(chǎn)品的市場以及銷售渠道。3)綜合利用項目具體的工藝流程設計不僅受產(chǎn)品技術(shù)要求影響，也與選用的設備效率以及維護管理水平有關(guān)，因此要結(jié)合設備選型與企業(yè)管理水平設計布置工藝流程。
3我國焚燒爐渣綜合利用項目管理分析
3.1爐渣項目運行管理
與其它生產(chǎn)項目相比，爐渣項目具有以下特點：①不積存爐渣或產(chǎn)品是對爐渣項目的基本要求，也是項目能否正常運行的核心。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)品具有明顯的價格優(yōu)勢，但質(zhì)量呈現(xiàn)參差不齊，總體質(zhì)量水平不高。項目收益受市場波動影響較大，除綜合利用產(chǎn)品的價格波動較大外，廢銅、廢鐵、廢鋁的價格也會影響項目整體收益。
目前我國焚燒爐渣綜合利用項目總體呈現(xiàn)建設水平不高、運行管理不規(guī)范、作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境差等問題。為此，有必要制定出臺相關(guān)的技術(shù)規(guī)范以指導設施建設與運行。
3.2爐渣項目運行政府管理
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)進行處理的模式，政府監(jiān)管僅涉及第三方企業(yè)定時定量接收爐渣，對于爐渣綜合利用產(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)。為此需要進一步健全完善爐渣處理的政府監(jiān)管，制定出臺針對爐渣綜合利用項目的監(jiān)管考核要求，增加對生產(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)水平要求不高的項目，不積存爐渣或產(chǎn)品是對這類項目最基本的要求。
2)濕法預處理一制免燒磚/替代集料是當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、設備效率以及維護管理水平等因素決定。
3)針對當前我國爐渣綜合利用項目普遍存在的建設與運行管理不規(guī)范問題，建議盡快出臺相關(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目總體水平。
