垃圾焚烧飞灰的无害化处理技术

李娟

摘 要：近年来，随着我国垃圾焚烧处理技术的广泛应用，垃圾焚烧过程中会产生飞灰，由于垃圾焚烧飞灰中含有较高浓度的二恶英和重金属，所以属于危险固体废弃物，直接填埋会对周边环境造成严重二次污染，文章主要针对垃圾焚烧飞灰产生的问题进行分析，进一步探讨飞灰的无害化处理技术，以期减少垃圾焚烧飞灰对环境的影响。

关键词：垃圾；焚烧飞灰；无害化处理

中图分类号：TK16；411+.51 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）20-0004-02

改革开放以来，在飞速发展的推动之下，人们生活水平不断提升，使得城市垃圾产量越来越多。城市在处理垃圾方面，主要应用填埋法、堆肥法、焚烧法等，其中，焚烧能够大大地减少垃圾的容量，能将杀垃圾中的病原微生物、寄生虫卵全部杀死，且产生很多热能能够被回收循环使用，能够对城市生活垃圾进行无害化处理。焚烧处理方法对于消耗垃圾较多的城市垃圾，以及改善人们的生活环境，确保城市化的飞速发展等起到非常重要的作用。但是，垃圾在焚烧的过程中，会产生大量的飞灰，而飞灰中有很多有毒的重金属，如Cr、Pb、Cu等，在进到危险废物的填埋场前，需要对其实行无害化处理。

1 垃圾焚烧中飞灰的产生

焚烧炉在焚烧垃圾的过程中，会出现大量灰渣，且灰渣总量通常是垃圾燃烧之前总量的10%～25%。而随着近年来垃圾数量渐渐加大，垃圾在焚烧过程当中所产生的飞灰量不断增多，根据相关研究结果表明，每年的飞速数量不断增加，呈现出5%～10%的趋势持续增长。垃圾在焚烧时，除了产生较多的飞灰之外，还有很多飞灰残渣，残渣内含有较多的重金属，而且因垃圾在焚烧当中所产生的重金属，如Pb、Cd、Sb以及Se等慢慢迁移至飞灰内，是国家规定的危险废弃物，不可以将其进行填埋处理。

2 垃圾焚烧飞灰的无害化处理方法

2.1 水泥固化处理技术

对垃圾焚烧飞灰采用水泥固化的处理技术，该项技术的施工工艺较为成熟，操作方法较为简便，且处理的成本非常低，反应机理主要是在水泥水化的过程中进行，而且金属能经吸附、沉降、化学吸收、离子交换以及钝化等各种方式，促进水泥发生相应的反应，进而利用氢氧化物或是络合物的形式，一直停留至水泥进行水化，最后水化在硅酸盐胶体的表面上，而且水泥持续不断融入为一些重金属提供了一个碱性的环境，较好地抑制重金属的不断渗滤。

国内外针对垃圾焚烧飞灰的水泥固化处理技术，已经有了一段时间的研究以及实践报道，充分应用飞灰所烧制的生态水泥、硅酸盐水泥、其他水泥等进行处理。其中，烧制的生态水泥在日本的应用非常广泛，处理原理主要是把垃圾焚烧所产生的飞灰和污泥一同烧制，然后形成高氯水泥。因水泥固化的处理技术在处理飞灰使，二恶英未直接从中完全脱除，且飞灰当中如果含有一些特殊的盐类，则会使得固化体破裂，导致有机物分解出现裂隙，进而加大渗透性，最终降低整个结构的强度，因此，该处理技术的使用也受到相应的局限。

2.2 熔融固化技术

垃圾焚烧苏产生的大量飞灰，经加热熔融之后，且在高温之下，能够把飞灰内的有机污染物完全分解，熔渣可以在短期内全部冷却，以便形成玻璃体，此种玻璃体比较稳定，从而避免重金属溢出。而且对飞灰进行熔断处理，能够较好地改善城市污染，熔融中会把灰渣变得非常紧密，若再考虑循环利用熔渣，这对减轻飞灰的填埋负担，可实现较好的减容效果[1]。

第一，烧结造粒法，此种方法主要是把需要处理的一些危险的垃圾废物、小玻璃质。例如，玻璃粉、玻璃屑完全混合处理，在混合和造粒成型以后，把它放置在1 000～1 200 ℃下，可烧结成玻璃固化体，并借助玻璃体中一些结晶结构，保证固体化能够长时间稳定。

第二，飞灰烧结轻骨料处理方法。它可以对垃圾焚烧飞灰进行无害化的处理，并对资源进行有效应用，可有效控制重度污染，分解二恶英类的污染物。在煅烧过程中，因其高强型轻骨料优势，能应用到浇注混凝土以及铺设路基的垫层中。

第三，熔融法，这种方法是在燃料炉内使用燃料，将飞灰一直加热到1 400 ℃作用，使飞灰在熔融一段时间后，再经相应的流程冷却之后形成熔渣。这种熔渣可以当做建筑材料，实现资源有效利用。

此外，熔融固化的处理方法会将物料持续加温到熔点，无论应用哪种燃料，能源和费用非常高，但熔融法最大的优势是，能够较好地提升建筑材料的质量。

2.3 地聚物固化处理技术

地聚物主要指应用水玻璃及氢氧化钠，通过相应的工艺不断激发一些高岭土以及工业废渣等物质，所制成的新型材料。地聚物主要包括三种结构，分别是：单硅铝、三硅铝及双硅铝等结构，其特殊的结构能够将飞灰内的金属及其他的毒性物质完全分割且包围于环状的分子间，这些分子进行紧密结合之后，最终完全被吸附在聚合体内，进而实现固化的效果。而且地聚物的原材料非常丰富，价格较，污染物的排放量非常低，在欧洲、美国以及日本等国家受到很高的重视及关注。

田书磊[3]等对于使用地聚物的固化处理方法，来处理垃圾焚烧后产生的大量飞灰，对其进行实验研究，同时和水泥固化处理技术进行对比，结果显示，在其他条件完全一致的情况下，地聚物的固化处理技术对飞灰进行处理后，其抗压的强度明显高于水泥固化处理效果，而且还表现出初期抗压强度较高的优势，且固化体内的重金属的浸出毒性非常低。

2.4 稳定化处理技术

2.4.1 化学药剂螯合稳定方法

该方法使用化学药剂，再经过一段时间的化学反应以后，将重金属离子直接变成无机矿物质，且此种矿物质并不溶于水。而在垃圾焚烧飞灰进行无害化处理的过程中，还能实现少增容或是不增容，且使用成本非常低，能够大大地提升飞灰处理的经济性及实效性。

此外，化学药剂处理方法的对象是一些重金属，部分有机药类药物主要为螯合型药剂，在处理过程中，使用水溶性螯合高分子与部分重金属离子反应，最终形成高分子络合物，这些高分子络合物不溶于水，这样能够较好地固定飞灰中存在的重金属危险物质[4]。

2.4.2 凝石稳定化方法

凝石主要是在仿地成岩的原理上，所配制形成的一种硅铝基胶凝的材料。当前的凝石处理技术渐渐成熟，处理原理是经过生产之后产生的凝石成岩剂和飞灰进行混合，且搅拌均匀后，加入适量或是不加任何水泥熟料，最终形成凝石胶凝的材料。凝石的成岩剂一般加量控制在2%～5%之间最佳，且处理的效果非常好，所检测出的结果和相关的废弃物毒性鉴定标注相符，当浸出液内的飞灰掺加量在2%～5% 的时候，凝石内各个重金属的浓度均低于污水排放所规定的标准。

2.5 水泥窑协同处理方法

因在焚烧垃圾飞灰过程中，可以使用水泥制作的原料取代，同时应用水泥窑回转窑处理该种危险垃圾物，且操作方法、操作步骤比较容易掌握和控制，在处理一些污染物的时候，能够有效应用资源。

据相关研究结果显示，在使用水泥窑协同处理方法时，要先对飞灰做适当处理，以减少可溶盐含量，进而较好的满足水泥生产各项需求，以免重金属完全挥发影响环境。

3 结 语

总而言之，垃圾焚烧后会产生大量的飞灰，这些飞灰中含有较多易熔盐类的物质、 重金属以及二恶英等物质，飞灰的稳定化无害化处理方法，需要耗费大量的人力、物力、财力等，且部分垃圾焚烧飞灰内含有含量较高的重金属，处理起来非常困难，所以飞灰的处理问题也是环境工程领域需要不断探索研究的一个热点问题。

鉴于此，本文主要分析当前垃圾焚烧飞灰无害化的处理技术，所研究的处理技术均与环境安全要求相符，如结合项目的实际情况综合考虑应用便能够较好地处理飞灰中的重金属，较好地实现对大量飞灰的资源化、无害化以及减量化等处理。虽然文中所提到的各项技术现阶段有着其技术优势但也存在着不同程度的缺陷，所以不断研究新型的垃圾焚烧飞灰无害化处理技术，对提升城市的生活质量具有非常重要的意义。

参考文献：

[1] 金晶，杜松，刘力奇，等.垃圾焚烧飞灰热分离处理后灰渣的特性研究[J].

新疆环境保护，2014，（4）.

[2] 周建国，张曙光，李萍，等.城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的固化/稳 定化处理[J].天津城建大学学报，2015，（2）.

[3] 关健，田书磊，郭斌.焚烧飞灰熔融特性与熔渣利用技术研究进展[J].河 北工业科技，2013，（6）.

[4] 施惠生，程鹏，郭晓潞.水洗城市生活垃圾焚烧飞灰在水泥生产中资源 化利用的研究现状[J].粉煤灰综合利用，2013，（6）.