垃圾焚燒飛灰的無害化處理技術(shù)

李娟

摘 要：近年來，隨著我國垃圾焚燒處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用，垃圾焚燒過程中會(huì)產(chǎn)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(xiǎn)固體廢棄物，直接填埋會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重二次污染，文章主要針對(duì)垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析，進(jìn)一步探討飛灰的無害化處理技術(shù)，以期減少垃圾焚燒飛灰對(duì)環(huán)境的影響。

關(guān)鍵詞：垃圾；焚燒飛灰；無害化處理

中圖分類號(hào)：TK16；411+.51 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）20-0004-02

改革開放以來，在飛速發(fā)展的推動(dòng)之下，人們生活水平不斷提升，使得城市垃圾產(chǎn)量越來越多。城市在處理垃圾方面，主要應(yīng)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(chǎn)生很多熱能能夠被回收循環(huán)使用，能夠?qū)Τ鞘猩罾M(jìn)行無害化處理。焚燒處理方法對(duì)于消耗垃圾較多的城市垃圾，以及改善人們的生活環(huán)境，確保城市化的飛速發(fā)展等起到非常重要的作用。但是，垃圾在焚燒的過程中，會(huì)產(chǎn)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(jìn)到危險(xiǎn)廢物的填埋場前，需要對(duì)其實(shí)行無害化處理。

1 垃圾焚燒中飛灰的產(chǎn)生

焚燒爐在焚燒垃圾的過程中，會(huì)出現(xiàn)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(shù)量漸漸加大，垃圾在焚燒過程當(dāng)中所產(chǎn)生的飛灰量不斷增多，根據(jù)相關(guān)研究結(jié)果表明，每年的飛速數(shù)量不斷增加，呈現(xiàn)出5%～10%的趨勢持續(xù)增長。垃圾在焚燒時(shí)，除了產(chǎn)生較多的飛灰之外，還有很多飛灰殘?jiān)?，殘?jiān)鼉?nèi)含有較多的重金屬，而且因垃圾在焚燒當(dāng)中所產(chǎn)生的重金屬，如Pb、Cd、Sb以及Se等慢慢遷移至飛灰內(nèi)，是國家規(guī)定的危險(xiǎn)廢棄物，不可以將其進(jìn)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(shù)

對(duì)垃圾焚燒飛灰采用水泥固化的處理技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)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(yīng)機(jī)理主要是在水泥水化的過程中進(jìn)行，而且金屬能經(jīng)吸附、沉降、化學(xué)吸收、離子交換以及鈍化等各種方式，促進(jìn)水泥發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，進(jìn)而利用氫氧化物或是絡(luò)合物的形式，一直停留至水泥進(jìn)行水化，最后水化在硅酸鹽膠體的表面上，而且水泥持續(xù)不斷融入為一些重金屬提供了一個(gè)堿性的環(huán)境，較好地抑制重金屬的不斷滲濾。

國內(nèi)外針對(duì)垃圾焚燒飛灰的水泥固化處理技術(shù)，已經(jīng)有了一段時(shí)間的研究以及實(shí)踐報(bào)道，充分應(yīng)用飛灰所燒制的生態(tài)水泥、硅酸鹽水泥、其他水泥等進(jìn)行處理。其中，燒制的生態(tài)水泥在日本的應(yīng)用非常廣泛，處理原理主要是把垃圾焚燒所產(chǎn)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(shù)在處理飛灰使，二惡英未直接從中完全脫除，且飛灰當(dāng)中如果含有一些特殊的鹽類，則會(huì)使得固化體破裂，導(dǎo)致有機(jī)物分解出現(xiàn)裂隙，進(jìn)而加大滲透性，最終降低整個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，因此，該處理技術(shù)的使用也受到相應(yīng)的局限。

2.2 熔融固化技術(shù)

垃圾焚燒蘇產(chǎn)生的大量飛灰，經(jīng)加熱熔融之后，且在高溫之下，能夠把飛灰內(nèi)的有機(jī)污染物完全分解，熔渣可以在短期內(nèi)全部冷卻，以便形成玻璃體，此種玻璃體比較穩(wěn)定，從而避免重金屬溢出。而且對(duì)飛灰進(jìn)行熔斷處理，能夠較好地改善城市污染，熔融中會(huì)把灰渣變得非常緊密，若再考慮循環(huán)利用熔渣，這對(duì)減輕飛灰的填埋負(fù)擔(dān)，可實(shí)現(xiàn)較好的減容效果[1]。

第一，燒結(jié)造粒法，此種方法主要是把需要處理的一些危險(xiǎn)的垃圾廢物、小玻璃質(zhì)。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(jié)成玻璃固化體，并借助玻璃體中一些結(jié)晶結(jié)構(gòu)，保證固體化能夠長時(shí)間穩(wěn)定。

第二，飛灰燒結(jié)輕骨料處理方法。它可以對(duì)垃圾焚燒飛灰進(jìn)行無害化的處理，并對(duì)資源進(jìn)行有效應(yīng)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(qiáng)型輕骨料優(yōu)勢，能應(yīng)用到澆注混凝土以及鋪設(shè)路基的墊層中。

第三，熔融法，這種方法是在燃料爐內(nèi)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(shí)間后，再經(jīng)相應(yīng)的流程冷卻之后形成熔渣。這種熔渣可以當(dāng)做建筑材料，實(shí)現(xiàn)資源有效利用。

此外，熔融固化的處理方法會(huì)將物料持續(xù)加溫到熔點(diǎn)，無論應(yīng)用哪種燃料，能源和費(fèi)用非常高，但熔融法最大的優(yōu)勢是，能夠較好地提升建筑材料的質(zhì)量。

2.3 地聚物固化處理技術(shù)

地聚物主要指應(yīng)用水玻璃及氫氧化鈉，通過相應(yīng)的工藝不斷激發(fā)一些高嶺土以及工業(yè)廢渣等物質(zhì)，所制成的新型材料。地聚物主要包括三種結(jié)構(gòu)，分別是：單硅鋁、三硅鋁及雙硅鋁等結(jié)構(gòu)，其特殊的結(jié)構(gòu)能夠?qū)w灰內(nèi)的金屬及其他的毒性物質(zhì)完全分割且包圍于環(huán)狀的分子間，這些分子進(jìn)行緊密結(jié)合之后，最終完全被吸附在聚合體內(nèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)固化的效果。而且地聚物的原材料非常豐富，價(jià)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(guān)注。

田書磊[3]等對(duì)于使用地聚物的固化處理方法，來處理垃圾焚燒后產(chǎn)生的大量飛灰，對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)和水泥固化處理技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)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(shù)對(duì)飛灰進(jìn)行處理后，其抗壓的強(qiáng)度明顯高于水泥固化處理效果，而且還表現(xiàn)出初期抗壓強(qiáng)度較高的優(yōu)勢，且固化體內(nèi)的重金屬的浸出毒性非常低。

2.4 穩(wěn)定化處理技術(shù)

2.4.1 化學(xué)藥劑螯合穩(wěn)定方法

該方法使用化學(xué)藥劑，再經(jīng)過一段時(shí)間的化學(xué)反應(yīng)以后，將重金屬離子直接變成無機(jī)礦物質(zhì)，且此種礦物質(zhì)并不溶于水。而在垃圾焚燒飛灰進(jìn)行無害化處理的過程中，還能實(shí)現(xiàn)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(jīng)濟(jì)性及實(shí)效性。

此外，化學(xué)藥劑處理方法的對(duì)象是一些重金屬，部分有機(jī)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(yīng)，最終形成高分子絡(luò)合物，這些高分子絡(luò)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(xiǎn)物質(zhì)[4]。

2.4.2 凝石穩(wěn)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(dāng)前的凝石處理技術(shù)漸漸成熟，處理原理是經(jīng)過生產(chǎn)之后產(chǎn)生的凝石成巖劑和飛灰進(jìn)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(jié)果和相關(guān)的廢棄物毒性鑒定標(biāo)注相符，當(dāng)浸出液內(nèi)的飛灰摻加量在2%～5% 的時(shí)候，凝石內(nèi)各個(gè)重金屬的濃度均低于污水排放所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 水泥窯協(xié)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(shí)應(yīng)用水泥窯回轉(zhuǎn)窯處理該種危險(xiǎn)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(shí)候，能夠有效應(yīng)用資源。

據(jù)相關(guān)研究結(jié)果顯示，在使用水泥窯協(xié)同處理方法時(shí)，要先對(duì)飛灰做適當(dāng)處理，以減少可溶鹽含量，進(jìn)而較好的滿足水泥生產(chǎn)各項(xiàng)需求，以免重金屬完全揮發(fā)影響環(huán)境。

3 結(jié) 語

總而言之，垃圾焚燒后會(huì)產(chǎn)生大量的飛灰，這些飛灰中含有較多易熔鹽類的物質(zhì)、 重金屬以及二惡英等物質(zhì)，飛灰的穩(wěn)定化無害化處理方法，需要耗費(fèi)大量的人力、物力、財(cái)力等，且部分垃圾焚燒飛灰內(nèi)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(huán)境工程領(lǐng)域需要不斷探索研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。

鑒于此，本文主要分析當(dāng)前垃圾焚燒飛灰無害化的處理技術(shù)，所研究的處理技術(shù)均與環(huán)境安全要求相符，如結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況綜合考慮應(yīng)用便能夠較好地處理飛灰中的重金屬，較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)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(xiàng)技術(shù)現(xiàn)階段有著其技術(shù)優(yōu)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(shù)，對(duì)提升城市的生活質(zhì)量具有非常重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[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(huán)境保護(hù)，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(wěn) 定化處理[J].天津城建大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，（2）.

[3] 關(guān)健，田書磊，郭斌.焚燒飛灰熔融特性與熔渣利用技術(shù)研究進(jìn)展[J].河 北工業(yè)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(chǎn)中資源 化利用的研究現(xiàn)狀[J].粉煤灰綜合利用，2013，（6）.