垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)

為提升垃圾焚燒發(fā)電固廢處置在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的處置量，提出垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)。首先利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，確定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置程度；然后根據(jù)評(píng)估定級(jí)確定固廢炭化機(jī)炭化參數(shù)，包括時(shí)間、溫度、炭化量等；最后利用固廢炭化機(jī)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢進(jìn)行炭化、分解、過濾脫水，以實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，此技術(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置量較高，具有一定的實(shí)際應(yīng)用前景。

垃圾焚燒發(fā)電是垃圾焚燒廠利用垃圾焚燒設(shè)備將垃圾焚燒發(fā)電的工作，垃圾焚燒可以將垃圾的總體積減小75%～85%，并且還可以將垃圾的總重量減少60%～70%，將垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能，是處理城市生活垃圾的有效手段之一，既實(shí)現(xiàn)了垃圾處理，又能實(shí)現(xiàn)垃圾資源再利用。垃圾焚燒發(fā)電雖然有利于社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，但是在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，其中包括污染氣體和固體廢棄物，氣體包括二噁英、一氧化硫、二氧化硫、氮氧化合物等。垃圾經(jīng)過焚燒的高溫?zé)岱纸膺^程中會(huì)產(chǎn)生顆粒較小的固體廢棄物，一部分存在爐腔內(nèi)部，還有一部分附著在鍋爐出口處，會(huì)隨著煙氣排出到爐體外部。有些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，垃圾焚燒發(fā)電固廢直徑小于1.1μm，如果吸入人體體內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致人發(fā)生心腦血管疾病，因此為了減少垃圾焚燒固廢對(duì)環(huán)境的污染以及對(duì)人體生命安全的危害，垃圾焚燒發(fā)電固廢處置是非常有必要的?，F(xiàn)有的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)主要以掩埋為主，傳統(tǒng)處置技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍舊會(huì)對(duì)自然環(huán)境帶來污染，且固廢處置量較少，為此提出垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)。

1 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)設(shè)計(jì)

1.1 垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)劃分

在對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢進(jìn)行處理前，首先對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)進(jìn)行劃分，以垃圾焚燒發(fā)電固廢對(duì)環(huán)境污染的程度作為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，確定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置難度，根據(jù)評(píng)估結(jié)果，對(duì)不同等級(jí)的垃圾焚燒發(fā)電固廢采取不同的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置方法[4]。垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)劃分采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評(píng)估技術(shù)。垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)評(píng)估主要按照國家規(guī)定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置目標(biāo)，選擇對(duì)應(yīng)的固廢參數(shù)、固廢標(biāo)準(zhǔn)，確定垃圾焚燒發(fā)電固廢的等級(jí)。此次采用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，首先在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中輸入五個(gè)不同節(jié)點(diǎn)，分別為垃圾焚燒發(fā)電固廢中重金屬含量、有毒化學(xué)物質(zhì)含量、有害物質(zhì)含量、密度以及含氨氮量，設(shè)置模型輸出為垃圾焚燒發(fā)電固廢污染等級(jí)。在評(píng)價(jià)前，首先采用污染物分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作為訓(xùn)練樣本，對(duì)評(píng)估模型中的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，垃圾焚燒發(fā)電固廢污染等級(jí)主要按照《垃圾焚燒發(fā)電固廢污染標(biāo)準(zhǔn)》GB 15167—2010進(jìn)行劃分。根據(jù)模型給出的評(píng)估結(jié)果給出對(duì)應(yīng)的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級(jí)，也就是垃圾焚燒發(fā)電固廢污染程度越高，垃圾焚燒發(fā)電固廢處置等級(jí)越高。評(píng)估模型輸出值為0～1，模型輸出的評(píng)估值大于0.75時(shí)，垃圾焚燒發(fā)電固廢為A級(jí)；當(dāng)評(píng)估值在0.55～0.75時(shí)，垃圾焚燒發(fā)電固廢為B級(jí)；當(dāng)評(píng)估值在0～0.55時(shí)，垃圾焚燒發(fā)電固廢為C級(jí)。其中A級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢污染程度最高，最需要嚴(yán)格處置，C級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢污染程度最低，只需進(jìn)行簡(jiǎn)單處置即可。

1.2 垃圾焚燒發(fā)電固廢處置設(shè)備參數(shù)設(shè)定

根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)的劃分情況，選擇合適的固廢處置設(shè)備和設(shè)備參數(shù)。垃圾焚燒發(fā)電固廢的處置具有一定的難度，要實(shí)現(xiàn)徹底處置，此次選擇FJVJ-3642型固廢炭化機(jī)作為處置設(shè)備，該設(shè)備采用全新設(shè)計(jì)的三層分級(jí)延時(shí)炭化技術(shù)，是國內(nèi)炭化設(shè)備的第四代產(chǎn)品。該設(shè)備最外層密閉設(shè)置先進(jìn)的可燃?xì)庾詣?dòng)控溫，自動(dòng)配氧燃燒室；高溫炭化部件設(shè)在設(shè)備內(nèi)層，通過超高溫分解垃圾焚燒發(fā)電固廢。在處置過程中還需要根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)設(shè)置設(shè)備參數(shù)，其中包括炭化時(shí)間和炭化溫度，以及每次炭化量等，結(jié)合垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)設(shè)置固廢炭化機(jī)設(shè)備參數(shù)，具體如表1所示。

表1 FJVJ-3642型固廢炭化機(jī)參數(shù)

根據(jù)表1所示，對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置時(shí)采取不同的處置方案，保證垃圾焚燒發(fā)電固廢處置效果，以及固廢炭化機(jī)炭化效果。

1.3垃圾焚燒發(fā)電固廢處置

確定垃圾焚燒發(fā)電固廢處置設(shè)備參數(shù)后，將垃圾焚燒發(fā)電固廢運(yùn)輸?shù)焦虖U處置室內(nèi)，根據(jù)上述選擇的固廢炭化設(shè)備并結(jié)合處置技術(shù)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢進(jìn)行炭化。首先將垃圾焚燒發(fā)電固廢放置在固廢炭化機(jī)一層低溫炭化室進(jìn)行初步炭化，并對(duì)其進(jìn)行一級(jí)炭化處理和二級(jí)炭化處理；再將垃圾焚燒發(fā)電固廢放置到二層高溫炭化室內(nèi)進(jìn)行完全炭化；當(dāng)炭化完畢后再通過超濾裝置將炭化的垃圾焚燒發(fā)電固廢放入分解池中進(jìn)行反滲透處理，在分解池中加入硝酸溶液，同時(shí)再向分解池中投入石灰、碳酸鈉和混凝劑，硝酸溶液、石灰、碳酸鈉和混凝劑對(duì)炭化后的固廢起到分解作用，降低固廢的硬度和堿度，將分解后固廢經(jīng)過水泵提升后再次送入到超濾膜池中進(jìn)行過濾。通過超濾膜池處理后，分解后的固廢中的大部分膠體及微生物被基本清除，將過濾出來的固廢進(jìn)行掩埋即可，也可以作為廢料用于農(nóng)田生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)資源回收再利用。

在整個(gè)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置過程中，需要投放的藥劑包括混凝劑、絮凝劑、軟化劑以及硫酸等。此次設(shè)計(jì)采用三氯化鐵(FeCl3)作為混凝劑，選擇液濃度在35.8%～42.4%。絮凝劑采用粉狀聚合物類型，保證其純度在92.5%以上。軟化劑的純度保證在65%～80%，硫酸含量為96%。同時(shí)在垃圾焚燒發(fā)電固廢處置加藥間，設(shè)計(jì)安裝自動(dòng)化的聚合物制備設(shè)備，用于將固體狀態(tài)的垃圾焚燒發(fā)電固廢溶解成為液體狀態(tài)，方便后續(xù)投加。在處置間進(jìn)行垃圾焚燒發(fā)電固廢的濃縮脫水處理，將含水量降至65.5%～76.5%，并在脫水間加裝一臺(tái)濃縮脫水裝置，在垃圾焚燒發(fā)電固廢進(jìn)行脫水處理前向濃縮脫水裝置中投入高分子絮凝劑，完成對(duì)垃圾焚燒發(fā)電固廢的濃縮和脫水處理，將脫水處理后的垃圾焚燒發(fā)電固廢進(jìn)行綜合利用，完成垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)設(shè)計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析

實(shí)驗(yàn)以某垃圾焚燒廠內(nèi)現(xiàn)有的固廢為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，固廢的總重量為1 000kg，利用此次設(shè)計(jì)技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)對(duì)該批固廢進(jìn)行處置。實(shí)驗(yàn)中根據(jù)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型評(píng)估該批固廢等級(jí)，其中A級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢重量572kg，B級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢重量264kg，C級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢重量164kg。根據(jù)垃圾焚燒發(fā)電固廢等級(jí)評(píng)估結(jié)果，對(duì)C級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢進(jìn)行簡(jiǎn)單處置，對(duì)B級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢的處置時(shí)，將固廢炭化機(jī)運(yùn)行壓力設(shè)置為恒壓，將處置溫度設(shè)置為650℃，將處置時(shí)間設(shè)置為15min；對(duì)A級(jí)垃圾焚燒發(fā)電固廢處置時(shí)，將固廢炭化機(jī)運(yùn)行壓力設(shè)置為恒壓，將處置溫度設(shè)置為890℃，將處置時(shí)間設(shè)置為35min。實(shí)驗(yàn)時(shí)間設(shè)定為60min，對(duì)兩種技術(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置量進(jìn)行記錄，將垃圾焚燒發(fā)電固廢處置量作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)兩種垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 兩種垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)處置量對(duì)比(kg)

從表2可以看出，此次設(shè)計(jì)的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置技術(shù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成的處置量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)技術(shù)，說明此次設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)于垃圾焚燒發(fā)電固廢具有較高的處置效率，可以在短時(shí)間內(nèi)完成大批量的垃圾焚燒發(fā)電固廢處置，相對(duì)于傳統(tǒng)技術(shù)更適用于垃圾焚燒發(fā)電固廢處置。