垃圾焚烧飞灰处理的挑战与机遇：技术与实例分析

垃圾焚烧飞灰处理的挑战与机遇：技术与实例分析

一、飞灰成分和危害

在燃烧过程中或固废在焚烧处置时，会排出微小的灰粒，这些灰粒的粒径通常介于1至100微米之间，它们被归类为危险废物。特别是在生活垃圾焚烧后，会产生一定量的飞灰，大约占垃圾处理量的3-5%。这些飞灰呈现为含水率极低的灰色粉末，其成分复杂，主要包括二氧化硅、氯化钠、氯化钾、钙铝硅酸盐、碳酸钙和硫酸钙等矿物。此外，飞灰中还含有高达17.9%的溶解盐，以及能被水浸出的高浓度重金属，如镉、铅、铜、锌、汞和铬等，这些重金属对环境pH变化的抵抗力相当强。值得注意的是，焚烧过程中产生的二噁英，有超过50%的比例会附着在飞灰上。因此，在我国《国家危险废物名录》中明确指出，生活垃圾焚烧飞灰被归类为危险废物。在将其送入填埋场进行安全填埋或进一步利用之前，必须经过适当处理以降低其危险性。

 

二、主要处理方法

1.水泥固化

水泥固化技术设备简单、操作便捷，且处理费用相对较低。然而，这种技术也存在一定的局限性，主要包括固化后的飞灰体积增大，以及在飞灰中含有影响水泥凝结的物质时，可能会出现固化体强度不足、有害物质浸出率高等问题。

 

2.化学药剂稳定化

化学药剂稳定化技术通过化学反应，将有毒有害物质转化为低溶解性、低迁移性和低毒性的物质。这一过程旨在实现废物的无害化处理，同时减少废物的体积。处理后的物质可进行卫生填埋，但需注意，填埋场的环境条件与飞灰稳定化时的条件存在显著差异。因此，该技术的长期环境效应尚需进一步的监测和研究来确认。

 

3.酸溶剂提取

通过酸溶剂提取，可以从飞灰中提取出部分金属，从而使其符合普通填埋场的要求。然而，由于飞灰的成分和生活垃圾的焚烧条件等因素的差异，飞灰中重金属的存在形式和含量会有显著不同。因此，在相同的处理条件下，不同的飞灰其处理效果可能会产生显著差异。

 

4.熔融固化

熔融技术涉及将飞灰与细小玻璃质混合，经过造粒成型后，在1000-1400°C的高温环境下进行熔融。在飞灰的物理和化学状态发生改变后，通过降温使其固化，最终形成玻璃固化体。这种技术利用玻璃体的致密结晶结构来确保重金属的稳定性。然而，该技术也存在明显的缺点，即所需能源和费用相对较高。但另一方面，经过熔融固化后的灰渣可以被资源化利用，如用于填坑、造田或作为垃圾填埋场的覆土材料等。

 

正因如此，美国、德国和日本等发达国家的环保部门对熔融固化处理技术给予了高度评价。这种技术不仅能显著减少灰渣的体积，降低填埋用地的压力，还能回收灰渣中的有价值金属，并分解二噁英等有害物质。因此，垃圾焚烧飞灰的熔融固化处理技术已成为当前的研究热点之一。经过熔融处理后的飞灰，若经检测其中有毒有害物质的浓度控制在可接受范围内，便可进行豁免管理。

 

三、国内外处理实例与现状

国内生活垃圾焚烧场普遍采用水泥固化稳定和化学药剂稳定化的方法进行飞灰预处理。例如，上海御桥和上海江桥生活垃圾热能电厂的飞灰，在专用的密闭槽车运送下，被送至嘉定危险废弃物填埋场。那里，飞灰中的重金属等有害物通过水泥固化得到稳定处理后，再进行填埋，处置费用高达1300元/吨。此外，深圳市的焚烧飞灰处理示范工程也值得一提，该项目位于深圳下坪固体废弃物填埋场内，占地150平方米，日处理规模达36吨。这里采用高分子螯合剂药剂稳定化技术，确保飞灰的无害化填埋。

福州市红庙岭垃圾焚烧发电厂的飞灰稳定化预处理项目，总投资1888万元，占地面积约1.1万平方米，日处理焚烧飞灰50吨。该项目结合了有机高分子螯合剂稳定化和水泥固化工艺，对飞灰进行高效稳定化处理。中山飞灰处理中心也值得一提，其投资近1000万元，处理规模可达100吨/日。中心分两期建设，一期采用水泥固化方法处理养护成型后进行填埋，二期则采用无机药剂使重金属稳定，无需成型即可进填埋场摊铺处理。

经过深入分析，当前我国飞灰处理尚处于初步探索阶段，各地普遍采用水泥固化作为主要手段，同时辅以无机药剂稳定化来处理焚烧飞灰。值得注意的是，熔融固化技术因其高昂的处理成本，目前在国内尚未得到广泛应用。然而，随着该技术的不断成熟以及对环境保护要求的日益提高，熔融固化有望成为未来飞灰综合处置的重要发展方向。