垃圾焚烧厂飞灰处置的研究

钟卉卉 郑莹莹 戴春

摘 要：在生活垃圾的焚烧处理过程中，会产生大量的焚烧飞灰。焚烧飞灰中含有大量的有毒有害物质，如果不进行有效的处理，则会对生态环境造成很大破坏，甚至影响到人们的身体健康。本文首先阐述瑞安市飞灰产生和处置的现状，介绍飞灰的危害性，综合分析国内飞灰处置的各类技术的优缺点，最后结合瑞安实际，对瑞安市飞灰的资源利用进行探讨，以供参考。

关键词：垃圾焚烧；飞灰处置；固话处理；资源利用

1引言

随着社会的不断进步与发展，人们的生活水平不断提升，在日常生活中也产生了大量的生活垃圾。当前阶段，我国对这些生活垃圾的处置方法主要采用焚烧或者卫生填埋的方式，其中垃圾焚烧不仅可以有效的较少生活垃圾占用的空间，而且可以对垃圾焚烧过程中产生的热量进行有效的利用。但是，在垃圾的焚烧处理过程中，会产生大量焚烧飞灰。这些焚烧飞灰中含有大量的有毒有害物质，如重金属、二噁英和呋喃等致癌物质。这些物质如扩散到环境中，会对生态环境中的土壤与水体造成很大的污染，严重破坏生态环境。我国已经明确将焚烧飞灰列入危险废物，焚烧飞灰的处置已成为社会发展必须面对的问题。

2焚烧飞灰的产生与特性

垃圾焚烧厂在进行垃圾焚烧的过程中，有机物会转化为气体，而无机物则会转化为固体颗粒物。其中质量较大的固体颗粒物会在重力的作用下沉积在焚烧炉的底部，我们将其称为底灰。而质量较小的固体颗粒物则会随着烟气进入烟气净化系统，而烟气净化系统中使用了石灰石和活性炭，这部分固体颗粒物、石灰石和活性炭在除尘器中共同被捕集，构成了焚烧飞灰。

焚烧飞灰呈粉末状，颗粒直径较小，含水率较低，具有较大的比表面和较高的孔隙率，并具有一定的腐蚀性。其组成成分较为复杂，既包括氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁等，还包含大量的高浓度的重金属（汞、鉛、铬、铜、锌等）及二噁英、呋喃等致癌物质。其中，重金属物质、溶解盐以及二噁英和呋喃等是对环境造成污染的主要物质，同时也是飞灰处置需要重点考虑的因素。重金属物质在酸性环境下容易浸出，在生态环境中不会被降解，具有生物累积性，对土壤的污染具有不可逆性。溶解盐在焚烧飞灰中所占的比例较大，会对飞灰的固化造成影响。二噁英和呋喃是剧毒物质，会影响到人们的身体健康。因此，对焚烧飞灰进行有效的处置，不仅关系着人类赖以生存的环境，而且与人类自身的身体健康息息相关。

3瑞安目前飞灰处置现状

据统计瑞安市每天产生生活垃圾约1200吨，目前由瑞安市垃圾焚烧发电厂进行焚烧处置，垃圾焚烧厂日飞灰产生量约50吨，现状为添加水泥制作成飞灰固化块进入飞灰固化块填埋场，重量大约为70吨，体积约为50立方米，按填埋场堆高8米计算，一年大约消耗土地3.5亩。

4垃圾焚烧厂飞灰处置的技术

焚烧飞灰的资源化利用是飞灰处置未来的发展趋势和技术研究的重点。目前国内垃圾焚烧厂对飞灰处置的方法主要有水泥固化技术、玻璃化/熔融固化技术、化学药剂稳定法、水泥窑协同处置飞灰技术等。下面，我们对这几种飞灰处置方法进行对比分析。

4.1水泥固化技术

水泥固化技术是将焚烧飞灰和水泥混合，形成坚硬的水泥固化体，以减少废物中危险成分浸出。这种方法所使用的材料来源广泛、成本较低，在危险物的处置中得到广泛应用。但是，这种处置方法不仅使处理后固化体增容50%，且易受到酸性物质的腐蚀。此外，焚烧飞灰中溶解盐的存在会对固化效果造成很大程度的影响，甚至会导致固化体的破裂以及结构强度的降低。最为重要的一点是水泥固化技术并不能去除焚烧飞灰中的二噁英和呋喃等剧毒物质。

4.2玻璃化/熔融固化技术

熔融固化技术通过高温环境，将焚烧飞灰中有机物进一步分解与气化，而焚烧飞灰无机物则熔融形成玻璃态熔渣。玻璃化就是在熔融过程中加入其他添加剂，形成了均一的玻璃体。经熔融处理后，飞灰中二噁英和呋喃等剧毒有机物物质的结构在高温环境下被破坏而分解，所含沸点较低的重金属盐类转移到气体中并以熔融飞灰的形式捕集下来。其余的金属则转移到玻璃熔渣中，在很大程度上降低了重金属物质浸出的可能性。但是，玻璃化/熔融固化技术需要消耗大量的资源。另外，焚烧飞灰中的重金属元素在高温环境下容易挥发，在处置时对烟气处理较为严格。这些缺点的存在使得玻璃化/熔融固化技术处理的成本较高，这也是玻璃化/熔融固化技术在焚烧飞灰处置中得不到广泛应用的主要原因。

4.3化学药剂稳定法

化学药剂稳定法是利用化学药剂将重金属离子变成不溶于水的高分子络合物或者是无机矿物质，把飞灰中的有毒物质转变成低毒性、低迁移性物质的过程。化学药剂稳定法具有无害化、成本较为低廉的特点。但是，焚烧飞灰中的成分较为复杂，而且重金属的形态种类也较多，故很难找到一种普遍适用的化学稳定剂，导致该技术很难进行规模化应用。该技术对二噁英的稳定作用也很小，而且飞灰处理后的脱水滤液中含溶解性盐类及悬浮状重金属盐类，需要进行二次处理，不然会造成二次污染。

4.4水泥窑协同处置飞灰技术

水泥窑协同处置飞灰技术为湿法处置飞灰技术。按照水灰比3：1的比例对飞灰中的可溶性氯盐进行洗脱，经水洗后的飞灰中Cl-由原来的20 %多下降至1%以下，离心机脱水处理；根据水泥回转窑对生料含氯量不超过0.015 %要求，含Cl-低于1%以下的飞灰，按一定比例可作为水泥原料进入水泥窑煅烧生产水泥；水泥窑内温度高于1200℃，且为碱性环境，通过窑内高温作用下使飞灰中高毒性的二噁英彻底分解，飞灰中的重金属完全固化水泥晶格中；飞灰水洗废水中含可溶性盐，可通过蒸发结晶制盐，做为工业盐使用。水泥窑协同处置飞灰具有技术成熟、零污染、资源化、无害化等优点，为水泥企业环保转型和可持续发展提供坚实的保障，使企业与环保协调发展。

5对瑞安飞灰处置技术选择的建议

以上几种技术对焚烧飞灰进行处置，在实际的应用中都取得了一定的效果。但是，前3种方式都会占用大量的土地资源，同时对生态环境长期影响未得到消除，随着国家对环境保护标准的不断提高，势必要对原先填埋的飞灰进行处置。因此，从对焚烧飞灰进行资源利用，有效解决垃圾焚烧飞灰产量持续增长与日益紧张的土地资源之间矛盾的角度考虑，我们建议采用水泥窑协同处置飞灰技术。以瑞安市为例，瑞安市每年产生的飞灰固化块约2万方，一期飞灰填埋场已饱和，即将建成的飞灰填埋场二期工程占地10亩，可填埋飞灰固化块约5.5万方，也就说二至三年内飞灰填埋场二期也将饱和。若采用水泥窑协同处置飞灰技术，虽然此方法处置成本相对较高（处置费用约3000元/吨，年费用5000余万元），但对飞灰的处置更环保更彻底。

5结束语

焚烧飞灰中含有大量的有毒有害物质，如果得不到有效的处置，则会对生态环境与人们的身体健康造成很大的影响。本文对垃圾焚烧厂飞灰处置的几种常用技术进行了分析对比，结合瑞安市当前飞灰产生和处置的现状，综合考量我国环境保护发展趋势，提出了采用水泥窑协同处置飞灰技术来处置垃圾焚烧飞灰的建议，以供当地政府决策参考。

参考文献：

[1]纪涛，陈阳，徐岗.新形势下生活垃圾焚烧飞灰处置技术现状及建议[J].环境卫生工程，2018，26（05）：34-37.

[2]廖宗盛.生活垃圾焚烧飞灰的处置及应用研究[J].中国资源综合利用，2018，36（08）：89-90+93.

[3]李琛.关于京津冀地区处置垃圾焚烧飞灰的调研[J].中国水泥，2017（12）：44-47.

[4]刘晶，汪澜.生活垃圾焚烧飞灰处理处置政策及发展分析[J].中国环保产业，2017（05）：66-69.

[5]季玉玄.浅谈城市生活垃圾焚烧飞灰的处置与资源化利用[J ].当c代化工研究，2017（01）：55-56.

[6]厉惠良， 苑辉 ，水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰技术研究进展[J]，水泥， 2014（11）.