家庭ごみ焼却飛灰処理技術
リリース時間：2022-11-22 ソース：リチウム電池リサイクル機 シェア：
都市化の急速な発展と人々の生活水準の向上が進むにつれて、都市生活廃棄物の発生量も急増し、2018年の全国都市生活廃棄物排出量は2億2,801万8,000トンに達し、生活廃棄物の処理・処分問題が注目を集めている。生活廃棄物焼却発電は、明らかな削減、少ない土地資源、エネルギー実現などの利点があるため、徐々に中国の生活廃棄物処理の主流となっている。国家発展改革委員会と住宅都市農村発展部が発表した「第13次5カ年計画」によると、2020年の都市部の家庭ごみ焼却発電の国家目標は54％で、家庭ごみ焼却の1日の処理規模は59万1400トンに達する。家庭ごみ焼却飛灰（以下、フライアッシュ）は、家庭ごみ焼却の排ガス浄化システムから回収される粉末状の物質で、有害廃棄物（コードHW18）に属する。近年、都市部の家庭ごみ発生量の急増に伴い、フライアッシュの発生量も増加しており、中国セメント協会の予測によると、第13次5カ年計画終了時には、中国におけるフライアッシュの年間発生量は約1000万トンに達する。
フライアッシュ処理の重要性と緊急性
飛灰には、ベンゾ(a)ピレン、ベンザントラセン、ダイオキシンなどの有機汚染物質や、Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Niなどの重金属が含まれており、危険性の高い固形廃棄物である。ダイオキシンは塩素化された三環芳香族有機化合物で、不可逆的な催奇形性、発がん性、変異原性を有する。フライアッシュが適切に処理されなければ、環境に深刻な有害被害をもたらす可能性がある。2018年、北京市の家庭廃棄物処理量は975万1千トン、フライアッシュ発生量は約12万トンであったが、北京市で唯一フライアッシュの埋め立て条件を満たす企業であるGTC北京エコアイランド技術有限公司の安全な埋立ピット容量は約12万トンであった。北京で唯一フライアッシュの埋め立て条件を満たす会社である北京生態島技術有限公司の安全な埋め立てピット容量は約12万トンである。したがって、フライアッシュを効果的に処理し、土地資源を節約する効果的な方法を見つけることが急務である。
フライアッシュ処理技術の難しさ
国内廃棄物の生産量と構成要素は先進国のそれとは大きく異なり、そのため異なる特徴を持つ。
1. 塩素元素の含有量が多い。生活廃棄物に含まれる塩素系プラスチックの焼却によって発生する塩化水素などの酸性物質が、排ガス浄化装置内のアルカリ性物質と反応して飛灰に混入し、生ごみに含まれる塩分も飛灰に濃縮される。例えば、北京地区のフライアッシュの塩素含有率は20%以上であり、フライアッシュ中の塩素は主に塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウムなどの可溶性塩素塩の形で存在する。
2. 組成が複雑で変動が大きい。フライアッシュには、重金属やダイオキシンなどの有害・有毒物質のほか、カルシウム、ケイ素、アルミニウム、酸化鉄、塩素塩、炭素、硫黄、リンなどの元素が含まれている。飛灰中の各物質（元素）の含有量は、生活廃棄物成分、季節、焼却条件、排ガス浄化レベルなどの変化によって大きく変動し、飛灰処理に大きな困難をもたらす。
フライアッシュ処理技術の現状分析
1. 技術の概況 生態環境部が策定中の「家庭ごみ焼却飛灰汚染防止技術仕様書（検討案）」によると、飛灰の処理方法は埋め立てと資源化の2つに分けられる。埋め立ては伝統的なフライアッシュの処理方法であり、資源化は近年開発された新しい処理方法である。フライアッシュの埋立処分や資源化の前には、フライアッシュの適切な前処理が必要である。現在のフライアッシュの前処理技術には、水洗浄、固化・安定化、高温焼結、高温溶融、低温熱分解などがある。
このうち、固化・安定化・埋立技術とは、飛灰に有害・有毒成分を含有させ、それらを覆い隠したり、化学的に不活性に見せかけたりして、埋立地に埋め立て処分する技術である。セメントキルン共同廃棄技術とは、フライアッシュを洗浄（塩素塩除去）後、セメント原料として使用し、セメントキルンでの高温焼成によりダイオキシン類を完全分解し、セメントクリンカ中の重金属を固化・安定化させ、洗浄排水は処理して再利用する技術である。高温焼成技術は、フライアッシュまたは産業固形廃棄物や粘土などの原料を混合し、フラックスやバインダーなどの添加剤を加えた後、フライアッシュの融点まで加熱し、セラミックペレットとして使用可能な軽量高密度固体を形成するものである。プラズマ溶融技術は、フライアッシュまたは固形廃棄物などの原料に添加剤を加え、プラズマトーチで発生させた熱源でフライアッシュの融点まで加熱した後、冷却して緻密なガラス体を形成するものである。
低温熱分解技術は、フライアッシュからダイオキシン類を低温で除去し、建材製品の代替原料として利用する技術である。一般的に、固化/安定化-埋立技術は現在国内のフライアッシュ処理に広く使用されている。セメントキルンの共同廃棄は、近年成功裏に開発されたフライアッシュ資源利用技術である。高温焼結とセラミックペレットは現在天津のフライアッシュ処理に使用されている。プラズマ溶融はフライアッシュの高温溶融の重要な方法として、近年中規模でテストされている。低温熱分解は新たなフライアッシュ処理技術であり、関連部門が関連研究を行っている。
2016年8月1日に施行された国家有害廃棄物目録の新版では、国内埋立地でのフライアッシュ処理工程とセメントキルン共同処理が免除リスト管理に含まれており、固化・安定化-埋立地技術とセメントキルン共同処理が中国政府が認めるフライアッシュ処理技術の主流であることを示している。
(1) 固化・安定化-埋立。有害廃棄物埋立地汚染防止標準（GB18598-2001）によると、フライアッシュは安定化管理制限を満たした後、有害廃棄物埋立地に埋立処分することができ、2008年に改訂・公布された家庭廃棄物衛生埋立地汚染防止標準（GB18598-2008）では、フライアッシュは入場要件を満たすための前処理を行った後、埋立地の別個のユニットに埋立処分することができると規定されています。埋立地
養生・安定化とは、フライアッシュを埋立地に処分する際の前処理技術であり、その主な機能は、フライアッシュ中の重金属の溶出を抑制・低減することである。養生/安定化技術には、主にセメント養生法と化学安定化法があり、このうち化学安定化法は、体積増加量が少なく、養生効果が高いため、近年、より頻繁に報告されている。一般的に使用される化学薬品は、無機と有機のカテゴリーに分けられ、無機薬品には主に石膏、リン酸塩、硫化物（チオ硫酸ナトリウム、硫化ナトリウム）、鉄酸塩、ケイ酸塩、シリカゲル、石灰などが含まれる、 有機薬品には、主にメルカプトアミン塩、EDTA結合ポリマー、クエン酸塩、ポリリン酸塩、キトサン誘導体などが含まれる。
養生/安定化-埋め立ては現在、国内フライアッシュ処理の一般的な方法ですが、埋め立て前の前処理プロセスでは、統一された技術仕様がまだ不足しているため、住宅都市農村開発省は関連部門を組織し、「国内廃棄物焼却フライアッシュ養生/安定化処理技術標準」の開発を強化しています。
(2)セメント窯共同処理。セメントキルン共同廃棄技術の応用において、中国に年産7万トンのフライアッシュ処理生産工業ラインが2つ建設され、いずれも生産標準に達し、安定的に稼動している。
フライアッシュのセメントキルン共同廃棄を採用した後、セメントクリンカーの重金属の溶出毒性はセメントキルン固体廃棄物共同廃棄技術仕様書（GB30760-2014）の標準要求を満たし、排ガスの汚染物質の濃度はセメントキルン固体廃棄物共同廃棄汚染制御標準（GB30485-2013）の制限値より低く、セメントの品質は一般珪酸塩セメント（GB175-2008）の標準を満たす。GB175-2008）標準に適合している。
完全処理、二次汚染なし、資源利用などの長所により、セメントキルン飛灰共同廃棄技術は政府部門に認められ、2017年に旧環境保護部が発行した固体廃棄物管理分野の国家先進汚染防止技術リストと、工業情報化部が発行した国家環境保護技術促進応用奨励技術・製品目録（2018-2019年版）に選ばれた。
3. 主流技術の比較 固化・安定化-埋立技術とセメントキルン混焼技術には、それぞれ長所があり、環境危険性、信頼性、経済性等の観点から総合的に比較した結果を表に示す。
下表に示すように、セメントキルン共同処分技術は、固化・安定化埋立技術に比べ、資源化率が高く、環境リスクが低く、土地を占有しないため、明らかな優位性を持っている。
Analysis of the development trend of fly ash disposal technology
1. 主流の技術 養生・安定化・埋立処分技術は、中国におけるフライアッシュの主な処分方法であるが、この技術は貴重な土地資源を占有し、毒性の高いダイオキシンや重金属が依然として存在し、潜在的な環境リスクがある。今後、関連する基準や技術が改善されれば、フライアッシュの発生量が少なく、土地資源が比較的豊富な中小都市にも適用できる。
セメント窯共同廃棄技術は、セメント窯を利用してフライアッシュを廃棄し、フライアッシュの無害廃棄と資源利用を実現し、「都市を囲むゴミ」と「最後の1キロの道路」の問題を解決すると同時に、セメント産業のグリーン転換発展を促進し、大きな社会的・環境的利益をもたらす。社会的、環境的利益。成熟した技術と完璧な標準システムにより、セメント窯のフライアッシュの共同廃棄は、セメント工場を持つ大・中規模の都市に選ばれる技術であり、良好な発展の見込みがある。
2. その他の関連技術 高温焼結技術は、飛灰中のダイオキシン類分解率が95％以上と高いのが特徴で、焼結体は軽くて緻密な固体で、セラミックペレットとして使用できるが、この技術の工程ルートはより複雑で、テールガス処理がより困難で、二次飛灰がより多く発生し、克服すべき技術的問題が多い。
プラズマ溶融は、飛灰中のダイオキシンやその他の有機汚染物質を完全に分解し、最終的に無毒無害なガラス体スラグを生成することができ、直接建築材料に使用することができますが、処理コストが高く、技術的な難しさと二次飛灰の問題のために、この技術は現在、小規模な処理段階にしかない、この技術は、アプリケーションを促進するために長い道のりがあります。
低温無害化技術は現在研究単位が比較的少なく、技術成熟度が高くなく、ダイオキシンや揮発性重金属の低温分解汚染防止が技術のボトルネックになっている。
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