文_贾宪 晋能控股煤业集团物流有限公司

生活垃圾焚烧炉渣可以直接填埋处理或者用作路基材料，也可以用于混凝土水泥建筑材料中作为骨料使用，甚至部分研究表明，优选后的生活垃圾可以同在水泥工业中一起焚烧，焚烧后的部分生活垃圾粉料具有水化活性，这样既可减少能耗，同时降低资源消耗。生活垃圾焚烧骨料替代传统砂石骨料作为路基材料或者混凝土材料，填补了我国砂石原材料紧缺这块空白，可以很好的补充我国原材料紧缺的现象。

现今很多垃圾焚烧厂的焚烧工艺尚不完善，焚烧温度无法达标，导致焚烧后排出的垃圾焚烧不充分，仍需回炉再烧甚至直接无法处理，这无疑加大了处理难度。本文调整了垃圾焚烧厂的焚烧工艺，大大改善了生活垃圾焚烧炉渣的质量，最后将其应用在透水混凝土领域，大大节约了资源和能源。

1 焚烧炉渣理化性能检测

生活垃圾焚烧炉渣由于来源途径众多，不免可能会有重金属含量或者其他化学属性超标的可能性，为保证其各项指标达到环境标准，现依照中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T 300-2007《固体废物浸出毒性浸出方法 醋酸缓冲溶液法》以及中华人民共和国国家标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》，重金属含量检测结果见表1。

由表1可以看出，再生骨料中的重金属浸出毒性指标均满足相关标准要求，对环境重金属危害性较小。

生活垃圾焚烧渣再生骨料有害物质含量和坚固性指标与GB/T14684-2011《建设用砂》指标要求对比见表2。

由表2可以看出，再生骨料的氯化物含量、有机物含量、含泥量很高。这是由于生活垃圾焚烧不充分，以及焚烧渣处理过程只经过一次水洗造成的。因此，再生骨料无法直接在混凝土或砂浆中使用。由于再生骨料含泥量高，颗粒团聚现象严重，其泥块含量和坚固性指标也较差。

表1 生活垃圾焚烧渣再生骨料重金属含量检测

表2 生活垃圾焚烧渣再生骨料有害物质含量和坚固性指标

2 生活垃圾焚烧炉渣水洗工艺流程

生活垃圾焚烧炉渣经投料斗进行均匀下料，经输送机进入滚筒筛分机进行分选，途中人工将其中大块的金属初步挑选出来，再经磁选机分选出较大的磁性金属料，防止大块的金属卡死或者堵死设备。进入滚筒筛分机后，分出大小料，筛出的大料在输送机上，由工人把有色金属和为燃烧干净或者难于燃烧的杂物分拣到各自存放区，剩余的继续进入破碎机进行破碎，破碎后的炉渣经磁选级再次分选出磁性金属料。一次筛分大料经加工后与筛分的小料结合，再经磁选、破碎处理；二次破碎后再过磁选工序。两次以上的多道破碎和磁选，剩余炉渣中几乎无金属残余，全过程在破碎机内完成。

该工序后磁选出的金属废料进入金属堆放区，剩余砂石进入跳汰机。跳汰机机体内注入一定量的水，并保证水压后（利于各种物料悬浮），砂和有色金属按水的比重为基础，利用垂直交变水力介质流的作用，使得炉渣中各类物质按比重不同实现分层，再随水流的横向作用分选至各个网格，各类金属在网格上的不同区域方便收集。分选出来的大颗粒粒径炉渣再经跳汰机分选，分选出来的小颗粒粒径炉渣和第二道跳汰机上细微的各类金属、砂，在水上下跳动的驱使下通过各级筛网的逐级分选，然后由机体底部出后合着水流一同进入摇床。摇床也是通过水流筛选和摇动使得砂和有色金属进行悬浮翻滚，在摇床自带有24槽左右等弯度不一的情况下精细筛选分离，筛选出来的有色金属和砂各自进入存储区，同时上方还有磁选机把剩余的有色金属吸附运输出来收集至金属堆放区。跳汰机出来的细砂和泥水进入收集池，将泥砂初步分离，挖掘机将收集池内的细砂拉至砂堆场，泥水继续进入沉淀池，沉淀在池内底部的泥浆用抓斗式起重机收集至泥浆池内储存，沉淀池内装有多台大功率水泵，以保证全程水系统都在闭环使用。

3 生活垃圾焚烧炉渣再处理结果

研究采用以下两种方法对再生骨料进行再处理，再生骨料再处理前均于烘箱中以100±5℃烘干至衡重。其中，再焚烧处理工艺即重新回炉再次焚烧。

3.1 水洗

选取采用上述水系工艺处理后的500g生活垃圾焚烧炉渣，100℃烘干称重。

3.2 再焚烧

选取500g生活垃圾焚烧炉渣，根据CJJ 90-2002《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》的要求 600℃高温灼烧3h。

原再生骨料和再处理后的再生骨料粒径分布、细度模数见表3。

表3 再生骨料粒径分布及细度模数

由表3可以看出，再生骨料经水洗和焚烧处理后，大于2.36mm的骨料均有减少，水洗处理相比焚烧处理减少量更多。这是由于大粒径的骨料中有机物和颗粒团聚物较多，水洗的搅拌过程可以使颗粒团聚物分散，也可以将较轻的有机物去除，而焚烧只能去除有机物，并且可能将颗粒团聚物进一步烧结聚实。水洗和焚烧处理后小于0.3mm的骨料均有增加，水洗处理相比焚烧处理增加量更多，这也正是因为水洗的搅拌使颗粒团聚物分散造成的。水洗后的再生骨料颗粒与砂的1级配区相符。

处理后再生骨料的有害物质含量和坚固性指标检测结果见表4。

表4 处理后再生骨料的有害物质含量和坚固性指标

由表4看来，总体来说水洗处理后的再生骨料基本符合Ⅱ类砂的指标要求，除了烧失量数据显示其工艺无法去除全部的有机物杂质。

相比较之下，虽然再次焚烧之后的炉渣有机物相较更低，但是其多项指标水平完全不如水洗工艺处理渣，同时考虑到再次回炉煅烧消耗大量的能源，而若直接改造焚烧炉焚烧工艺成本较高、收益较低。经多次试验，结果表明，采用多道水洗筛选工艺处理的生活垃圾焚烧渣，各项标准均显著高于再焚烧处理工艺。新工艺生产线较老生产线在保证焚烧温度以及时长的基础上新增多道水洗工序，同时每道工序包含着多级磁选、破碎及筛分，在保证系统水闭循环使用的同时，骨料质量得到大大提升，满足环境各项标准及建筑材料行业砂石骨料的标准要求，后期完全可以应用于道路基层或水泥制品行业一些非结构构件等领域。

4 结语

采用新型水洗筛分工艺处理焚烧炉渣，处理后的再生骨料质量得到大大提升，各项指标均可满足各项环境标准及建筑材料行业砂石骨料的标准要求。