垃圾焚燒飛灰的無害化處理技術

李娟

摘 要：近年來，隨著我國垃圾焚燒處理技術的廣泛應用，垃圾焚燒過程中會產生飛灰，由于垃圾焚燒飛灰中含有較高濃度的二惡英和重金屬，所以屬于危險固體廢棄物，直接填埋會對周邊環境造成嚴重二次污染，文章主要針對垃圾焚燒飛灰產生的問題進行分析，進一步探討飛灰的無害化處理技術，以期減少垃圾焚燒飛灰對環境的影響。

關鍵詞：垃圾；焚燒飛灰；無害化處理

中圖分類號：TK16；411+.51 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）20-0004-02

改革開放以來，在飛速發展的推動之下，人們生活水平不斷提升，使得城市垃圾產量越來越多。城市在處理垃圾方面，主要應用填埋法、堆肥法、焚燒法等，其中，焚燒能夠大大地減少垃圾的容量，能將殺垃圾中的病原微生物、寄生蟲卵全部殺死，且產生很多熱能能夠被回收循環使用，能夠對城市生活垃圾進行無害化處理。焚燒處理方法對于消耗垃圾較多的城市垃圾，以及改善人們的生活環境，確保城市化的飛速發展等起到非常重要的作用。但是，垃圾在焚燒的過程中，會產生大量的飛灰，而飛灰中有很多有毒的重金屬，如Cr、Pb、Cu等，在進到危險廢物的填埋場前，需要對其實行無害化處理。

1 垃圾焚燒中飛灰的產生

焚燒爐在焚燒垃圾的過程中，會出現大量灰渣，且灰渣總量通常是垃圾燃燒之前總量的10%～25%。而隨著近年來垃圾數量漸漸加大，垃圾在焚燒過程當中所產生的飛灰量不斷增多，根據相關研究結果表明，每年的飛速數量不斷增加，呈現出5%～10%的趨勢持續增長。垃圾在焚燒時，除了產生較多的飛灰之外，還有很多飛灰殘渣，殘渣內含有較多的重金屬，而且因垃圾在焚燒當中所產生的重金屬，如Pb、Cd、Sb以及Se等慢慢遷移至飛灰內，是國家規定的危險廢棄物，不可以將其進行填埋處理。

2 垃圾焚燒飛灰的無害化處理方法

2.1 水泥固化處理技術

對垃圾焚燒飛灰采用水泥固化的處理技術，該項技術的施工工藝較為成熟，操作方法較為簡便，且處理的成本非常低，反應機理主要是在水泥水化的過程中進行，而且金屬能經吸附、沉降、化學吸收、離子交換以及鈍化等各種方式，促進水泥發生相應的反應，進而利用氫氧化物或是絡合物的形式，一直停留至水泥進行水化，最后水化在硅酸鹽膠體的表面上，而且水泥持續不斷融入為一些重金屬提供了一個堿性的環境，較好地抑制重金屬的不斷滲濾。

國內外針對垃圾焚燒飛灰的水泥固化處理技術，已經有了一段時間的研究以及實踐報道，充分應用飛灰所燒制的生態水泥、硅酸鹽水泥、其他水泥等進行處理。其中，燒制的生態水泥在日本的應用非常廣泛，處理原理主要是把垃圾焚燒所產生的飛灰和污泥一同燒制，然后形成高氯水泥。因水泥固化的處理技術在處理飛灰使，二惡英未直接從中完全脫除，且飛灰當中如果含有一些特殊的鹽類，則會使得固化體破裂，導致有機物分解出現裂隙，進而加大滲透性，最終降低整個結構的強度，因此，該處理技術的使用也受到相應的局限。

2.2 熔融固化技術

垃圾焚燒蘇產生的大量飛灰，經加熱熔融之后，且在高溫之下，能夠把飛灰內的有機污染物完全分解，熔渣可以在短期內全部冷卻，以便形成玻璃體，此種玻璃體比較穩定，從而避免重金屬溢出。而且對飛灰進行熔斷處理，能夠較好地改善城市污染，熔融中會把灰渣變得非常緊密，若再考慮循環利用熔渣，這對減輕飛灰的填埋負擔，可實現較好的減容效果[1]。

第一，燒結造粒法，此種方法主要是把需要處理的一些危險的垃圾廢物、小玻璃質。例如，玻璃粉、玻璃屑完全混合處理，在混合和造粒成型以后，把它放置在1 000～1 200 ℃下，可燒結成玻璃固化體，并借助玻璃體中一些結晶結構，保證固體化能夠長時間穩定。

第二，飛灰燒結輕骨料處理方法。它可以對垃圾焚燒飛灰進行無害化的處理，并對資源進行有效應用，可有效控制重度污染，分解二惡英類的污染物。在煅燒過程中，因其高強型輕骨料優勢，能應用到澆注混凝土以及鋪設路基的墊層中。

第三，熔融法，這種方法是在燃料爐內使用燃料，將飛灰一直加熱到1 400 ℃作用，使飛灰在熔融一段時間后，再經相應的流程冷卻之后形成熔渣。這種熔渣可以當做建筑材料，實現資源有效利用。

此外，熔融固化的處理方法會將物料持續加溫到熔點，無論應用哪種燃料，能源和費用非常高，但熔融法最大的優勢是，能夠較好地提升建筑材料的質量。

2.3 地聚物固化處理技術

地聚物主要指應用水玻璃及氫氧化鈉，通過相應的工藝不斷激發一些高嶺土以及工業廢渣等物質，所制成的新型材料。地聚物主要包括三種結構，分別是：單硅鋁、三硅鋁及雙硅鋁等結構，其特殊的結構能夠將飛灰內的金屬及其他的毒性物質完全分割且包圍于環狀的分子間，這些分子進行緊密結合之后，最終完全被吸附在聚合體內，進而實現固化的效果。而且地聚物的原材料非常豐富，價格較，污染物的排放量非常低，在歐洲、美國以及日本等國家受到很高的重視及關注。

田書磊[3]等對于使用地聚物的固化處理方法，來處理垃圾焚燒后產生的大量飛灰，對其進行實驗研究，同時和水泥固化處理技術進行對比，結果顯示，在其他條件完全一致的情況下，地聚物的固化處理技術對飛灰進行處理后，其抗壓的強度明顯高于水泥固化處理效果，而且還表現出初期抗壓強度較高的優勢，且固化體內的重金屬的浸出毒性非常低。

2.4 穩定化處理技術

2.4.1 化學藥劑螯合穩定方法

該方法使用化學藥劑，再經過一段時間的化學反應以后，將重金屬離子直接變成無機礦物質，且此種礦物質并不溶于水。而在垃圾焚燒飛灰進行無害化處理的過程中，還能實現少增容或是不增容，且使用成本非常低，能夠大大地提升飛灰處理的經濟性及實效性。

此外，化學藥劑處理方法的對象是一些重金屬，部分有機藥類藥物主要為螯合型藥劑，在處理過程中，使用水溶性螯合高分子與部分重金屬離子反應，最終形成高分子絡合物，這些高分子絡合物不溶于水，這樣能夠較好地固定飛灰中存在的重金屬危險物質[4]。

2.4.2 凝石穩定化方法

凝石主要是在仿地成巖的原理上，所配制形成的一種硅鋁基膠凝的材料。當前的凝石處理技術漸漸成熟，處理原理是經過生產之后產生的凝石成巖劑和飛灰進行混合，且攪拌均勻后，加入適量或是不加任何水泥熟料，最終形成凝石膠凝的材料。凝石的成巖劑一般加量控制在2%～5%之間最佳，且處理的效果非常好，所檢測出的結果和相關的廢棄物毒性鑒定標注相符，當浸出液內的飛灰摻加量在2%～5% 的時候，凝石內各個重金屬的濃度均低于污水排放所規定的標準。

2.5 水泥窯協同處理方法

因在焚燒垃圾飛灰過程中，可以使用水泥制作的原料取代，同時應用水泥窯回轉窯處理該種危險垃圾物，且操作方法、操作步驟比較容易掌握和控制，在處理一些污染物的時候，能夠有效應用資源。

據相關研究結果顯示，在使用水泥窯協同處理方法時，要先對飛灰做適當處理，以減少可溶鹽含量，進而較好的滿足水泥生產各項需求，以免重金屬完全揮發影響環境。

3 結 語

總而言之，垃圾焚燒后會產生大量的飛灰，這些飛灰中含有較多易熔鹽類的物質、 重金屬以及二惡英等物質，飛灰的穩定化無害化處理方法，需要耗費大量的人力、物力、財力等，且部分垃圾焚燒飛灰內含有含量較高的重金屬，處理起來非常困難，所以飛灰的處理問題也是環境工程領域需要不斷探索研究的一個熱點問題。

鑒于此，本文主要分析當前垃圾焚燒飛灰無害化的處理技術，所研究的處理技術均與環境安全要求相符，如結合項目的實際情況綜合考慮應用便能夠較好地處理飛灰中的重金屬，較好地實現對大量飛灰的資源化、無害化以及減量化等處理。雖然文中所提到的各項技術現階段有著其技術優勢但也存在著不同程度的缺陷，所以不斷研究新型的垃圾焚燒飛灰無害化處理技術，對提升城市的生活質量具有非常重要的意義。

參考文獻：

[1] 金晶，杜松，劉力奇，等.垃圾焚燒飛灰熱分離處理后灰渣的特性研究[J].

新疆環境保護，2014，（4）.

[2] 周建國，張曙光，李萍，等.城市生活垃圾焚燒飛灰中重金屬的固化/穩 定化處理[J].天津城建大學學報，2015，（2）.

[3] 關健，田書磊，郭斌.焚燒飛灰熔融特性與熔渣利用技術研究進展[J].河 北工業科技，2013，（6）.

[4] 施惠生，程鵬，郭曉潞.水洗城市生活垃圾焚燒飛灰在水泥生產中資源 化利用的研究現狀[J].粉煤灰綜合利用，2013，（6）.