一種固廢處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種固廢處理方法，屬于固體廢棄物處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 垃圾污染是世界上大多數(shù)城市面臨的一大"惡疾"。僅僅我國(guó)每年產(chǎn)生的垃圾在億 噸以上（例如據(jù)統(tǒng)計(jì)2008年達(dá)到1. 54億噸，而且1. 54億噸垃圾只是655個(gè)城市的統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)），且增長(zhǎng)迅速。這還不包括農(nóng)村垃圾的產(chǎn)生量，增速可想而知。如果這個(gè)問題不能得到 有效地解決，將會(huì)對(duì)中國(guó)的可持續(xù)高速增長(zhǎng)帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。
[0003] 目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用的城市生活垃圾處理方式主要有衛(wèi)生填埋、高溫堆肥和焚燒 等。
[0004] 垃圾填埋是我國(guó)目前最常用的垃圾處理方法。因?yàn)樗踩l(wèi)生，成本較低，已回填 完畢的場(chǎng)地可以作為綠化地、公園和游樂場(chǎng)等。但也產(chǎn)生了一系列問題：消耗大量土地資 源，不少城市現(xiàn)在已經(jīng)很難找到新的填埋場(chǎng)；產(chǎn)生大量滲濾液，大部分垃圾場(chǎng)存在滲濾液污 染問題，等等。
[0005] 焚燒處理是將垃圾放在焚燒爐中進(jìn)行燃燒，釋放出熱能，余熱回收可供熱或發(fā)電。 煙氣凈化后排出，少量剩余殘?jiān)懦鎏盥窕蜃髌渌猛尽７贌幚砑夹g(shù)特點(diǎn)是處理量大、減 容性好、無害化徹底，且有熱能回收作用。因此，對(duì)生活垃圾實(shí)行焚燒處理是無害化、減量化 和資源化的有效處理方式。世界各國(guó)普遍采用這種垃圾處理技術(shù)。
[0006] 國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒技術(shù)主要有三大類：層狀燃燒技術(shù)、流化床燃燒技術(shù)和旋轉(zhuǎn)燃燒 技術(shù)，其中層狀燃燒技術(shù)發(fā)展較為成熟，一些國(guó)家都采用這種燃燒技術(shù)。為使垃圾燃燒過程 穩(wěn)定，層狀燃燒關(guān)鍵是爐排。垃圾在爐排上通過三個(gè)區(qū)：預(yù)熱干燥區(qū)、主燃區(qū)和燃燼區(qū)。垃圾 在爐排上著火，熱量不僅來自上方的輻射和煙氣的對(duì)流，還來自垃圾層內(nèi)部。在爐排上已著 火的垃圾在爐排的特殊作用下，使垃圾層強(qiáng)烈地翻動(dòng)和攪動(dòng)，不斷地推動(dòng)下落，引起垃圾底 部也開始著火，連續(xù)的翻轉(zhuǎn)和攪動(dòng)，使垃圾層松動(dòng)，透氣性加強(qiáng)，有助于垃圾的著火和燃燒。
[0007] 但是在國(guó)外比較好地處理生活垃圾的焚燒處理方法，目前，在中國(guó)并不能得到很 好的運(yùn)用。原因有以下幾點(diǎn)：1、引進(jìn)的技術(shù)價(jià)格昂貴；2、難以適應(yīng)我國(guó)的國(guó)情。目前對(duì)我國(guó) 垃圾本身的研宄還不夠深入，以致即使直接引進(jìn)的國(guó)外運(yùn)用較多的爐排爐焚燒處理沒有經(jīng) 過預(yù)先分揀、成分復(fù)雜、熱值較低、含水率較高且變化范圍較大的中國(guó)生活垃圾時(shí)，焚燒處 理效果卻并不理想；3、焚燒處理方法的運(yùn)行成本也比較高，對(duì)于目前經(jīng)濟(jì)實(shí)力還不夠強(qiáng)的 大多數(shù)中國(guó)城鎮(zhèn)來說是難以接受的。此外，國(guó)外的爐排爐焚燒技術(shù)通常采用油助燃，運(yùn)行成 本較高，需要高額的政府補(bǔ)貼。
[0008] 另一方面，人們對(duì)焚燒處理產(chǎn)生的有害氣體，尤其是二惡英的排放一直非常擔(dān)心。 中國(guó)各地爆發(fā)了多次反對(duì)建設(shè)垃圾焚燒廠的事件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：一是，可以使垃圾經(jīng)暗火焚燒產(chǎn)生的氣體中的有害物 質(zhì)減少，經(jīng)暗火焚燒產(chǎn)生的尾氣較易處理到達(dá)標(biāo)排放；二是，可以使重金屬在粉粒土中固 化，經(jīng)暗火焚燒后的殘?jiān)梢宰鰹樯a(chǎn)水泥的混合材，完全實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化利用。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，包括如下步驟：⑴在固廢中加入按固廢重量不低于5%的 粉粒土；（2)將步驟（1)獲得的混合物在不低于800度的條件下暗火焚燒。
[0011] 進(jìn)一步地，所述固廢包括生活垃圾、生活垃圾焚燒后的垃圾殘?jiān)?、污泥?br>[0012] 進(jìn)一步地，所述暗火焚燒的溫度為850~1100度。
[0013] 進(jìn)一步地，所述粉粒土為黃土、紅土、黑土。
[0014] 進(jìn)一步地，在所述步驟（1)中加入助燃物。
[0015] 進(jìn)一步地，所述暗火焚燒在立式容器中進(jìn)行。
[0016] 進(jìn)一步地，所述立式容器為立窯。
[0017] 進(jìn)一步地，步驟（1)中，在固廢中加入粉粒土的方式有兩種：一種為混合均勻；另 一種為分層加入，即加入一層固廢后，再加入一層粉粒土，在粉粒土層之上再加一層固廢， 然后再鋪一層粉粒土，依次類推。
[0018] 進(jìn)一步地，當(dāng)步驟⑴中的固廢為生活垃圾時(shí)，步驟（1)中加入粉粒土的比例為生 活垃圾重量的30~100%。
[0019] 進(jìn)一步地，當(dāng)步驟（1)中的垃圾為生活垃圾焚燒后的垃圾殘?jiān)?和污泥時(shí)，步驟 (1)中還需加入助燃物，加入的粉粒土的比例為固廢重量的50%以上。
[0020] 二惡英（DI0XIN，簡(jiǎn)稱為 DXN)即 Poly Chlorinated Dibenzo-P-Dioxins，略寫為 PCDDs。而其中的苯環(huán)中的一部分氫原子被氯原子取代后，根據(jù)氯原子的數(shù)量和位置而異， 共有75種物質(zhì)，其中毒性最大的為2, 3, 7, 8-四氯二苯并二惡英T⑶Ds (2, 3, 7, 8-T⑶Ds)， 計(jì)有22種。另外，和P⑶Ds-起產(chǎn)生的二苯呋喃P⑶Fs，共有135種物質(zhì)。通常將上述兩類 物質(zhì)統(tǒng)稱為二惡英，所以二惡英不是一種物質(zhì)，而是多達(dá)210種物質(zhì)（異構(gòu)體）的統(tǒng)稱。
[0021] 二惡英在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下呈固態(tài)，熔點(diǎn)約為303~305°C。二惡英極難解溶于水，在常 溫情況下其溶解度在水中僅為7. 2Xl(T6mg/L。而同樣在常溫情況下，其在二氯苯中的溶解 度高達(dá)1400mg/L，這說明二惡英很容易溶解于脂肪，所以它容易在生物體內(nèi)積累，并難以被 排出。二惡英在705°C以下時(shí)是相當(dāng)穩(wěn)定的，高于此溫度即開始分解。另外，二惡英的蒸汽 壓很低，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下低于1.33X KT8Pa,這么低的蒸汽壓說明二惡英在一般環(huán)境溫度下不 易從表面揮發(fā)。這一特性加上熱穩(wěn)定性和在水中的低溶解度，是決定二惡英在環(huán)境中去向 的重要特性。因此，垃圾焚燒中產(chǎn)生的二惡英通常會(huì)在后期以固態(tài)的形式與其他粉塵進(jìn)入 大氣中，從而造成污染。
[0022] 土的種類繁多，可分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土和特殊土（如淤泥、泥碳、 人工填土等）。砂土、粉土和粘土的粒徑是逐步減小的趨勢(shì)。
[0023] 粒徑大于0. 075mm的顆粒質(zhì)量不超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)等于或小于10的 土應(yīng)定名為粉土。塑性指數(shù)大于10的土應(yīng)定名為粘性土。
[0024] 粘性土根據(jù)塑性指數(shù)分為粉質(zhì)粘土和粘土。塑性指數(shù)大于10,且小于或等于17的 土，應(yīng)定名為粉質(zhì)粘土；塑性指數(shù)大于17的土應(yīng)定名為粘土。
[0025] 本發(fā)明所指的粉粒土包括粉土和粉質(zhì)粘土，是指粒徑大于0. 075mm的顆粒質(zhì)量不 超過總質(zhì)量的50%，且塑性指數(shù)Ip小于或等于17的土。它比傳統(tǒng)粉土的范圍要廣。
[0026] 固體廢物是指在生產(chǎn)建設(shè)、日常生活和其他活動(dòng)中產(chǎn)生的污染環(huán)境的固態(tài)、半固 態(tài)廢棄物質(zhì)。《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》（以下簡(jiǎn)稱《固廢法》）把固體廢 物分為三大類：工業(yè)固體廢物、城市生活垃圾和危險(xiǎn)廢物。此外，還有農(nóng)業(yè)固體廢棄物、建筑 廢料及廢土。
[0027] 通常民間所說的黃土、黑土和紅土并非按土質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的分類，而是簡(jiǎn)單地根據(jù) 土壤顏色的劃分?？梢哉f在粉粒土的定義下，存在黃土、黑土和紅土。
[0028] 粉土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有蜂窩結(jié)構(gòu)。蜂窩結(jié)構(gòu)是主要由粉粒（0. 075~0. 005mm)組 成的土的結(jié)構(gòu)形式。
[0029] 下面以黃土為例進(jìn)行對(duì)本發(fā)明原理進(jìn)行說明，黃土也稱大黃土，不成層的壚坶沉 積物，其顆粒大小介于粘土與細(xì)砂之間，呈淺黃色或黃褐色，廣泛分布于北美、歐洲和亞洲， 現(xiàn)在一般認(rèn)為主要是由風(fēng)沉積的，常為鈣質(zhì)并往往含貝殼、骨骼和哺乳動(dòng)物的牙齒以及碳 酸鈣結(jié)核，有時(shí)也含氧化鐵結(jié)核而形成可大量貯水的優(yōu)質(zhì)土壤，約占地球表面積10 %的黃 土，富含大量的碳酸鈣成分。正因?yàn)檫@些碳酸鈣，黃土便有了不易粉碎的粘著力和摻水即變 粘土的物理特性。黃土的礦物成分有碎肩礦物、粘土礦物及自生礦物3類。碎肩礦物主要是 石英、長(zhǎng)石和云母，占碎肩礦物的80%，其次有輝石、角閃石、綠簾石、綠泥石、磁鐵礦等；此 外，黃土中碳酸鹽礦物含量較多，主要是方解石。粘土礦物主要是伊利石、蒙脫石、高嶺石、 針鐵礦、含水赤鐵礦等。黃土的化學(xué)成分以SiO2占優(yōu)勢(shì)，其次為A1 203、CaO,再次為Fe203、 Mg0、K20、Na20、Fe0、Ti0dPMn0等，當(dāng)然，土壤中各個(gè)元素的含量不是絕對(duì)的，在不同的地方 取樣時(shí)，其元素分析結(jié)果會(huì)在一定的范圍內(nèi)浮動(dòng)，但是這不影響其被定義為粉土，也不影響 其結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中特別適合使用具有蜂窩結(jié)構(gòu)的土用于與固廢混合暗火焚燒。
[0030] 本發(fā)明中使用的粉粒土應(yīng)當(dāng)具有較低的含水率。含水率高的話，會(huì)影響焚燒效果， 并消耗一定的熱能。本領(lǐng)域技術(shù)