垃圾焚烧飞灰的经济环保处置途径分析

谢长振 兰溪自立环保科技有限公司

当前，城市垃圾处理以填埋法和焚烧法为主。垃圾焚烧不仅可以缩小垃圾体积，减少填埋量，还可以将焚烧过程中产生的热能用于热电供应。但是垃圾焚烧产生的飞灰处理不到位，极易造成二次污染。为此，下文将围绕垃圾焚烧飞灰的经济环保处置途径展开详细探究。

一、垃圾焚烧飞灰的来源与成分

通常情况下，飞灰都是在垃圾焚烧过程中产生的。这些飞灰由烟气净化系统收集或直接沉积在烟道底部，需要相关人员实施定期清理。随着可持续发展理念的深化落实，以及公众节能环保意识的增强，针对垃圾焚烧炉配置飞灰收集净化处理装置逐步成为主流趋势。据相关社会调查研究报告显示，自2008 年至2018 年的十年间，我国全年垃圾无害化焚烧处理率从15.2%提高到40.2%。

飞灰中含有大量的铅、镉、汞等重金属元素，同时，盐离子含量也相对较高。尤为关键的是垃圾焚烧飞灰中还含有大量的致癌物质二噁英。如果飞灰储存、运输与处理不到位，不仅会对生态环境造成不可逆损害，还会对居民的身体健康构成威胁。

二、垃圾焚烧飞灰的理化性质

综合分析垃圾焚烧飞灰的物理性质可知，飞灰多呈深灰色或灰白色，这与垃圾焚烧的充分度存在直接关联。且飞灰粒径多在1—150μm 之间。飞灰主要由氧化钙、氧化硫、氧化碳以及一些重金属氧化物组成。如果飞灰处理不及时，极易造成二次环境污染。

为此，在垃圾焚烧处理过程中，要尽量降低有毒害物质的排放量，减轻飞灰对生态环境的污染。客观地说，垃圾焚烧飞灰的处理工序较为复杂，相关人员必须严格遵照国家规章条例与技术规范进行集中无害化处理。现阶段，较为常见的飞灰处理方法包括固化稳定法、分离萃取法和热处理法。各类处理方法的核心原理、适用条件与标准要求各不相同。

三、垃圾焚烧飞灰的循环利用途径

（一）垃圾焚烧飞灰替代部分水泥生产原料

分析垃圾焚烧飞灰特性可知，其中含有大量的二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化亚铁等物质。飞灰与水泥生产原料成分十分接近，完全可以替代部分水泥生产原料。传统的水泥生产过程往往需要消耗大量的石灰石和能量，且释放出大量的二氧化碳。采用飞灰替代部分石灰石，不仅可以降低二氧化碳排放量，还可以有效降解二噁英等致癌物质，减轻毒害作用。需要格外强调的是，飞灰中含有大量的氯离子，能够在很大程度上影响水泥品质。为此，从水泥性能与环保角度来说，必须对飞灰实施预处理。就焚烧飞灰物料的处置而言，处置工艺为多级逆流水洗；飞灰调浆，调浆完成后的浆液进入多级逆流水洗系统进行水洗，水洗结束滤饼可制砖，水洗液采用蒸发浓缩结晶方式处理得到结晶盐。飞灰经多级逆流洗涤-水洗液净化-净化盐液蒸发结晶工艺处理后，所得水洗渣含卤素元素的量，可符合入冶金炉窑或者水泥窑协同处置的要求，飞灰水洗液经除杂净化后蒸发结晶可得杂质含量极低的混合盐。

国内知名学者施惠生通过对垃圾焚烧飞灰的化学特性展开研究可知，在烧制水泥熟料的过程中，加入适量的飞灰，这可以有效改善水泥生料的易燃性，溶固毒害性物质。国外知名学者赛基亚、加藤等人利用垃圾焚烧飞灰制备水泥熟料，并对熟料在熟化过程中的浸出性能，以及在水化过程中的微量元素挥发性能展开分析。

（二）垃圾焚烧飞灰替代部分陶粒细集料

陶粒的主要成分包括二氧化硅、氧化铝和氧化亚铁，而垃圾焚烧飞灰中含有大量的氧化钙、二氧化硅、氧化铝与氧化亚铁。由此可知，垃圾焚烧飞灰完全可以替代部分粘土烧制陶瓷。

对花岗岩的矿物成分与垃圾焚烧飞灰的化学成分研究可知，利用垃圾焚烧飞灰与花岗岩可以制备新型陶瓷材料。据相关实验研究结果显示，新型陶瓷材料与传统陶瓷材料的组成成分相近，且力学性能甚至优于传统陶瓷材料。

国内知名学者高亮，邵德洲等将垃圾焚烧飞灰、粉煤灰和膨润土混合成型后，在马弗炉中焙烧，焙烧温度控制在1150℃左右。实验结果表明，焙烧制作的含有飞灰的陶粒能够有效固化飞灰中的有毒害性物质，降解二噁英等致癌物质。经国内外专家学者研究证实，垃圾焚烧飞灰中含有大量的氧化钙、二氧化硅与氧化铝等物质，将其作为生产陶砖的原材料，严格控制飞灰掺入量、焙烧温度，可以有效提升陶砖吸水率与抗压强度，减轻生态环境污染。

（三）垃圾焚烧飞灰替代部分路面基层施工原料

结合上述内容可知，垃圾焚烧飞灰可以替代部分水泥原材料与陶粒原材料，节省建筑原料，降低投资成本。位于美国中北部地区的衣阿华州早在1957 年就开始使用石灰稳定处理后的飞灰作为路基材料；西佛吉尼亚州也于1975 年采用水泥稳定飞灰作为路基材料修筑了一条停车场道路。参照西方国家的实践应用成果可知，采用垃圾焚烧飞灰替代部分细集料，可以减轻飞灰造成的环境污染，所铺筑的道路路面结构的承载负荷力也可达到标准要求。

国外知名学者吉诺奥马尔与米歇尔达尔，对城市垃圾焚烧飞灰在路面基层中的适用性进行实验研究可知，在原料中加入适量的飞灰，可以降低粘土的膨胀性，增加承载比与弹性模具量，延长路面结构的使用寿命。

国外知名学者查姆、法奥齐对垃圾焚烧飞灰工程性能展开实验研究，结果表明，经压实处理的飞灰密度明显小于常规填充材料，将其应用到对承载负荷强度要求较低的道路工程中，可以有效降低材料损耗量。

四、结语

如今，垃圾焚烧飞灰排放量逐渐增加。据相关社会调查报告显示，全国范围内的垃圾填埋场与危险废弃物填埋场容量接近饱和状态，高效回收利用垃圾焚烧飞灰逐步成为主流趋势。这对于创建能源集约型、环境友好型社会具有深远价值，需要相关部门的大力关注。