飞灰固化设备：创新技术让危险废物安全“重生”

飞灰固化设备：创新技术让危险废物安全“重生”

随着我国城市化进程加快和垃圾焚烧发电产业的快速发展，垃圾焚烧飞灰产生量急剧增加。据统计，2020年全国飞灰产生量预计已达到1000万吨，且随着垃圾焚烧率的提升，这一数字还在持续增长。飞灰中含有汞、铬、镉、铅等重金属以及二噁英类持久性有机污染物，被列为《国家危险废物名录》中的HW18类危险废物。如何安全、高效、经济地处理飞灰，成为环保领域的重要课题。

1.飞灰处理技术概览

飞灰处理技术主要分为两大方向：固化稳定化填埋和资源化利用。

固化稳定化填埋是目前国内外主流的飞灰处置技术，包括水泥固化、药剂稳定化以及两者联合使用的方法。

而资源化利用技术则包括水泥窑协同处置、熔融固化、烧结处理等，这些方法能将飞灰转化为有用建材，实现废物资源化。

近年来，随着技术进步，水洗、低温热分解等新技术也逐渐应用于飞灰处理领域。

2.水泥固化技术：经典而广泛的应用

水泥固化技术是最成熟、应用最广泛的飞灰处理方式之一。该技术以水泥为固化剂，与飞灰混合搅拌，添加适量水分溶解，凝结成混凝土块，从而将重金属等污染物固定在水泥基质中。

水泥固化法的优点明显：工艺成熟、系统简单、易于操作，且处理成本相对较低。

这一技术特别适合技术基础薄弱、预算有限的垃圾处理项目。

但水泥固化法也有局限性，飞灰中较高的氯离子会影响固化体性能，必须进行前处理。且固化体的长期稳定性存在不足，重金属可能在长期仍有浸出风险。

3.药剂稳定化技术：精准打击重金属

药剂稳定化技术是另一种常用飞灰处理方法，它以处理重金属废物为主，通过多种技术手段实现重金属的稳定化。目前已发展的技术包括：pH值控制技术、氧化/还原电势控制技术、沉淀技术、吸附技术和离子交换技术等。

螯合型有机重金属稳定化药剂是发展较快的技术路线，与无机稳定化药剂相比，螯合剂的使用量少得多，且稳定化产物在填埋场环境下的稳定性不受微生物活动的影响。

常用的稳定化药剂包括：石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物（硫代硫酸钠、硫化钠）、高分子有机稳定剂、铁酸盐、粘土矿物等。

4.熔融固化技术：高温下的彻底净化

熔融固化技术代表了飞灰处理的高端技术路线，包括烧结法和熔融法两种。熔融法需要在1400℃左右的高温下将飞灰熔融，冷却后形成熔渣。这种方法的最大优点是可以得到高质量的建筑材料，且重金属被有效固定，二噁英被彻底分解。

熔融处理的减容效果显著，体积可减少至原来的1/2～1/3。

但其缺点在于能源消耗大，处理成本高，且处理过程中产生的含重金属挥发份的废气需要设置复杂的烟气处理装置。

5.水泥窑协同处置：变废为宝的创新路径

水泥窑协同处置技术充分利用了水泥生产过程中的高温、强湍流和碱性环境特点，能有效分解飞灰中的有机污染物并固定重金属。

水泥窑内温度高，窑内湍流强烈，且为碱性气氛，这些条件有利于彻底处理飞灰中的污染物。

飞灰的成分与水泥原料接近，可替代部分原料，实现资源化利用。

但水泥生产对入窑物料成分要求极高，特别是氯元素含量要求严格，飞灰必须进行预处理降低可溶盐含量，以满足水泥生产的要求。

6.前沿技术与系统集成

飞灰处理技术不断发展，低温热分解、水热处理等新技术展现出应用潜力。

低温热分解技术温度控制在350℃~450℃，在低氧环境下分解二噁英等有机污染物。

水热处理技术反应条件较为温和，无害化程度高，反应产物可以再利用，被认为是未来具有较大应用潜力的飞灰处理方法。

现代飞灰处理系统已实现自动化控制，通过螺旋电子称计量、电磁流量计和专用控制软件，实现连续计量、自动配比等功能。自动化系统能根据飞灰成分，将飞灰、水泥、螯合剂和水按精确比例混合搅拌，确保稳定化效果。

随着技术不断发展，飞灰处理从单纯的固化填埋逐步转向资源化利用。水泥窑协同处置、高温熔融等技术不仅能消除飞灰污染，还能将其转化为建材、骨料等有用材料。

飞灰处理技术的选择需综合考虑技术成熟度、处理成本、场地条件及最终处置要求等多种因素。

无论是传统的固化稳定化技术，还是新兴的资源化利用工艺，都在推动飞灰处理向着更安全、更经济、更高效的方向发展。飞灰处理技术的进步，正让这一危险废物转变为可资源化利用的“城市矿产”，为城市可持续发展提供新的解决方案。

来源：中科世景环保科技