垃圾焚烧厂飞灰处理成本分析

垃圾焚烧厂飞灰处理成本分析1国家颁布的新标准2008年9月4日由环境保护部、国家发展和改革委员会、国家能源局联合发布的《关于进一步加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知》（环发［2008］82号）规定：生活垃圾焚烧发电类项目的焚烧飞灰属危险废物，应按GB18597—2001危险废物贮存污染控制标准及GB18598—2001危险废物填埋污染控制标准进行贮存、处置。GB16889—2008生活垃圾填埋污染控制标准实施后，焚烧炉渣和飞灰的处理也可按该标准执行。2008年7月1日起实行的GB16889—2008生活垃圾填埋污染控制标准中规定：生活垃圾焚烧飞灰和医疗废物焚烧残渣（包括飞灰、底渣）经处理后满足下列条件，可以进入生活垃圾填埋场单独分区填埋处置：①含水率小于30%；②二恶英含量低于3μgTEQ/kg；③按照HJ/T300制备的浸出液中危害成分浓度低于表1规定的限值。飞灰无论是采用何种稳定化工艺，只要达到表1规定的标准，即可送入生活垃圾填埋场进行分区填埋。2飞灰处理方式比较飞灰主要来自烟气处理系统反应吸收塔的排出物和袋式除尘器收集的烟气灰尘，其主要成分为CaCl2、CaSO3、SiO2、CaO、Al2O3、Fe2O3等，另外还有少量的Hg、Pb、Cr、Cd、Mn、Zn等重金属和微量的二恶英等有毒有机物。飞灰处理的目的是使飞灰中所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来，以便运输和处置，主要有熔融固化法、水泥固化法、螯合剂稳定化等处理方法，其技术特点的比较见表2。从表2可以看出，熔融固化法投资费用过高，而且会造成二次污染；水泥固化法简单实用，投资及运营费用低，但对毒性的稳定效果较差，大量水泥的使用增加固化体的体积和质量，与垃圾处理的宗旨———资源化、减量化、无害化不相符；污染物项目浓度限值/（mg/L）污染物项目浓度限值/（mg/L）汞0.05钡25铜40镍0.5锌100砷0.3铅0.25总铬4.5镉0.15六价铬1.5铍0.02硒0.1表1生活垃圾填埋场中生活垃圾焚烧飞灰浸出液污染物浓度限值螯合剂稳定化处理方法投资和运营费用适中。因此，目前飞灰处理工艺应采用水泥固化法和螯合剂稳定化处理方法。3上海江桥生活垃圾焚烧厂飞灰处理方式比较江桥技改及扩能工程日处理垃圾2000t（进炉），预计焚烧厂日产飞灰60t（按进炉垃圾量的3%计）。3.1送嘉定安全填埋场垃圾焚烧飞灰用罐车运至嘉定区危险废品安全填埋场，在填埋场进行水泥固化后填埋。3.2送生活垃圾填埋场3.2.1飞灰稳定化工艺飞灰稳定化工艺流程见图1。3.2.2螯合剂的规格目前市场上存在固体和液体2种不同形态的螯合剂（见表3），在使用上各有优缺点：①固体包装用的编织袋费用便宜，不需回收；液体用塑料方桶价格为1300元/只，圆桶价格为200元/只。方桶可以回收使用以降低包装成本。②固体的有效成分含量高，单位运输成本较低。③固体需要加水溶解后使用，需配置1台螯合剂溶解罐，并多消耗水和人工。4经济性比较4.1送嘉定安全填埋场飞灰处置费用900元/t。飞灰运输外包给独立的运输公司，由江桥项目公司支付运输费70元/t。飞灰处置成本总计970元/t。4.2送老港生活垃圾填埋场飞灰稳定化系统按日平均处理飞灰量60t/d建设。4.2.1土建费用本系统厂房为多层，建筑面积为875m2，按2000元/m2计，共175万元。4.2.2设备及安装工程费飞灰稳定化处理的核心设备为混炼机，该设备用于搅拌混合飞灰、螯合剂和加湿水，形成稳定化物。其它辅助设备包括飞灰贮仓、飞灰计量装置、飞灰输送机、螯合剂贮罐、螯合剂计量泵、养护输送机等，其费用见表4。本飞灰稳定化系统含设备、土建的总造价约748.6万元。其中土建投资为175万元，直线折旧按运营期25a计算，摊算到每吨飞灰的折旧成本为3.5元。设备投资为573.6万元，设备折旧期按10a使用寿命计算，摊算到每吨飞灰的折旧成本约28.68元。另外，固定螯合剂需要配置的螯合剂溶解罐另计，为3万元，折旧成本为0.15名称型号和规格数量单价/万元合价/万元混炼机/台形式：双轴式混炼机能力：5t/h功率：110kW主要材质：耐磨合金钢、碳素钢2251502飞灰定量给料机/台形式：盘式给料机输送能力：3t/h主要材质：碳素钢电动机功率：3kW114.414.4加湿水贮罐及注入装置/套贮罐容量：6m3计量给水泵流量：1m3/h12.44.8螯合剂注入装置/套贮仓容量：8m3泵能力：3L/min主要部分材质：PE1714养护输送机/台形式：皮带输送机；能力：9t/h主要部分的材质：碳素钢电动机功率：4.4kW219.238.4合计573.6处理方法适用对象优点缺点水泥固化法重金属、氧化物、废酸①水泥搅拌，处理技术已相当成熟②对废物中化学性质的变动具有相当的承受力③可由水泥与废物的比例来控制固化体的结构缺点与不透水性④无需特殊的设备，处理成本低⑤废物可直接处理，无需前处理①废物中若含有特殊的盐类，会造成固化体破裂②有机物的分解造成裂隙，增加渗透性，降低结构强度③大量水泥的使用增加固化体的体积和质量熔融固化法不挥发的高危害性废物、核能废料①玻璃体的高稳定性可确保固化体的长期稳定②可利用废玻璃屑作为固化材料③对核能废料的处理已有成功技术①一次性投资费用高②高温热融需消耗大量能源，运营成本较高③需要特殊的设备及专业人员螯合剂稳定化对重金属稳定效果好①不会产生重金属溶出现象，稳定性较好②设备简单，较便于管理③减容性好①飞灰中毒性成分复杂②对部分有毒物稳定作用较小③螯合剂稳定价格高表2各种固化/稳定化技术的适用对象和优缺点比较计量计量混炼养护外运填埋飞灰螯合剂溶液图1飞灰稳定化工艺流程类型形态有效成分含量/%包装规格固体白色或灰白色结晶95塑料编织袋，25kg/包液体褐色或赤褐色液体50塑料方桶，1000L/桶塑料圆桶，200L/桶表3螯合剂产品规格表4飞灰稳定化系统设备费用注：固定螯合剂需要配置的螯合剂溶解罐另计。处理方案每吨飞灰处理费用差值送嘉定危废填埋场970送老港生活垃圾填埋场固体螯合剂505-465液体螯合剂658-312元，故固体螯合剂相应的分摊成本为28.83元。因此，设备土建费用分摊到每吨飞灰分别为32.18元（液体螯合剂）、32.33元（固体螯合剂）。4.2.3运营费用考虑江桥扩能工程运行后，螯合剂固体和液体2种产品用于飞灰处理的成本费用分析见表5。以现江桥厂炉渣送老港填埋的经济数据为依据，运输费65元/t，填埋费42元/t，填埋方式费用总计107元/t。由于螯合稳定化之后飞灰将增加质量，每吨飞灰加1.5%的固体螯合剂和22％的稀释水，故固体螯合剂的扩容系数为1.235；液体螯合剂每吨飞灰加2.5%的液体螯合剂和20％的水，故液体螯合剂的扩容系数为1.225。另外，根据设备功率，飞灰稳定化系统运行消耗的电费23.2元/t。维修维护费摊算到每吨飞灰的成本约7.17元/t。故每吨飞灰的总费用（设备投资＋处理费＋维护费＋电费＋运输填埋费）：固体螯合剂为32.33＋310.4＋23.2＋7.17＋107×1.235＝505（元）。液体螯合剂为32.18＋464.2＋23.2＋7.17＋107×1.225＝658（元）。4.3各方案的吨成本对比分析各方案的吨成本对比分析见表6。如果采用固体螯合剂，每吨飞灰处理的全成本约505元，比目前的危险废物填埋费每吨970元节省465元，年节约成本930万元，成本节省约1/2；如果采用液体螯合剂，每吨飞灰处理的全成本约658元，可节约312元，年节约成本624万元，成本节省约1/3。4.4稳定化飞灰监测结果经螯合剂稳定化处理的飞灰浸出液监测结果见表7，各项指标均符合GB16889—2008的要求。5结论根据GB16889—2008生活垃圾填埋污染控制标准，从技术上讲，经螯合剂稳定化处理的飞灰可满足标准规定浸出浓度要求，进入生活垃圾填埋场进行填埋。经过财务测算，进入生活垃圾填埋场方案的飞灰处理费用将大大低于进入嘉定危废填埋场的处置方案。因此，在满足国家法律法规的前提下，采用飞灰螯合稳定化的方案将是较优方案，稳定化后的飞灰送生活垃圾填埋场填埋，以缩减昂贵的危废填埋费用。项目方案1方案2备注（固体螯合剂）（液体螯合剂）日处理垃圾量/（t/d）20002000年处理飞灰量/（t/a）2000020000飞灰产量为垃圾量的3%螯合剂添加量/%1.52.5螯合剂年用量/（t/a）300500螯合剂到场单价/（元/t）2050018500螯合剂到场价格/（万元/a）615925稀释水用量/（t/a）44004000稀释水单价/（元/t）2.382.38按自来水单价稀释水费用/（元/a）104729520人工费/（元/a）4800024000工人月工资2000元总费用/（元/a）62084729283520飞灰处理费单价/（元/t）310.4464.2表5螯合剂使用成本分析结果表6各方案的吨成本对比分析结果元原始飞灰飞灰+1.5%螯合剂飞灰+2.5%螯合剂（固体螯合剂）（液体螯合剂）1汞0.01180.000050.001322铜0.7360.00050.003463锌14.30.8550.3694铅0.3290.02830.04375镉3.120.00010.002386铍0.00010.00010.00017钡2.960.2150.5778镍0.2650.0020.0029砷0.03480.00880.010010总铬0.1330.00210.003111六价铬0.0040.0040.00412硒0.04610.00920.0074样品编号项目名称表7飞灰稳定化物浸出液测试数据mg/L·52·__