垃圾焚燒飛灰的經(jīng)濟(jì)環(huán)保處置途徑分析

謝長振 蘭溪自立環(huán)?？萍加邢薰?/p>

當(dāng)前，城市垃圾處理以填埋法和焚燒法為主。垃圾焚燒不僅可以縮小垃圾體積，減少填埋量，還可以將焚燒過程中產(chǎn)生的熱能用于熱電供應(yīng)。但是垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰處理不到位，極易造成二次污染。為此，下文將圍繞垃圾焚燒飛灰的經(jīng)濟(jì)環(huán)保處置途徑展開詳細(xì)探究。

一、垃圾焚燒飛灰的來源與成分

通常情況下，飛灰都是在垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的。這些飛灰由煙氣凈化系統(tǒng)收集或直接沉積在煙道底部，需要相關(guān)人員實(shí)施定期清理。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的深化落實(shí)，以及公眾節(jié)能環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，針對垃圾焚燒爐配置飛灰收集凈化處理裝置逐步成為主流趨勢。據(jù)相關(guān)社會(huì)調(diào)查研究報(bào)告顯示，自2008 年至2018 年的十年間，我國全年垃圾無害化焚燒處理率從15.2%提高到40.2%。

飛灰中含有大量的鉛、鎘、汞等重金屬元素，同時(shí)，鹽離子含量也相對較高。尤為關(guān)鍵的是垃圾焚燒飛灰中還含有大量的致癌物質(zhì)二噁英。如果飛灰儲(chǔ)存、運(yùn)輸與處理不到位，不僅會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成不可逆損害，還會(huì)對居民的身體健康構(gòu)成威脅。

二、垃圾焚燒飛灰的理化性質(zhì)

綜合分析垃圾焚燒飛灰的物理性質(zhì)可知，飛灰多呈深灰色或灰白色，這與垃圾焚燒的充分度存在直接關(guān)聯(lián)。且飛灰粒徑多在1—150μm 之間。飛灰主要由氧化鈣、氧化硫、氧化碳以及一些重金屬氧化物組成。如果飛灰處理不及時(shí)，極易造成二次環(huán)境污染。

為此，在垃圾焚燒處理過程中，要盡量降低有毒害物質(zhì)的排放量，減輕飛灰對生態(tài)環(huán)境的污染?？陀^地說，垃圾焚燒飛灰的處理工序較為復(fù)雜，相關(guān)人員必須嚴(yán)格遵照國家規(guī)章條例與技術(shù)規(guī)范進(jìn)行集中無害化處理?，F(xiàn)階段，較為常見的飛灰處理方法包括固化穩(wěn)定法、分離萃取法和熱處理法。各類處理方法的核心原理、適用條件與標(biāo)準(zhǔn)要求各不相同。

三、垃圾焚燒飛灰的循環(huán)利用途徑

（一）垃圾焚燒飛灰替代部分水泥生產(chǎn)原料

分析垃圾焚燒飛灰特性可知，其中含有大量的二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化亞鐵等物質(zhì)。飛灰與水泥生產(chǎn)原料成分十分接近，完全可以替代部分水泥生產(chǎn)原料。傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)過程往往需要消耗大量的石灰石和能量，且釋放出大量的二氧化碳。采用飛灰替代部分石灰石，不僅可以降低二氧化碳排放量，還可以有效降解二噁英等致癌物質(zhì)，減輕毒害作用。需要格外強(qiáng)調(diào)的是，飛灰中含有大量的氯離子，能夠在很大程度上影響水泥品質(zhì)。為此，從水泥性能與環(huán)保角度來說，必須對飛灰實(shí)施預(yù)處理。就焚燒飛灰物料的處置而言，處置工藝為多級(jí)逆流水洗；飛灰調(diào)漿，調(diào)漿完成后的漿液進(jìn)入多級(jí)逆流水洗系統(tǒng)進(jìn)行水洗，水洗結(jié)束濾餅可制磚，水洗液采用蒸發(fā)濃縮結(jié)晶方式處理得到結(jié)晶鹽。飛灰經(jīng)多級(jí)逆流洗滌-水洗液凈化-凈化鹽液蒸發(fā)結(jié)晶工藝處理后，所得水洗渣含鹵素元素的量，可符合入冶金爐窯或者水泥窯協(xié)同處置的要求，飛灰水洗液經(jīng)除雜凈化后蒸發(fā)結(jié)晶可得雜質(zhì)含量極低的混合鹽。

國內(nèi)知名學(xué)者施惠生通過對垃圾焚燒飛灰的化學(xué)特性展開研究可知，在燒制水泥熟料的過程中，加入適量的飛灰，這可以有效改善水泥生料的易燃性，溶固毒害性物質(zhì)。國外知名學(xué)者賽基亞、加藤等人利用垃圾焚燒飛灰制備水泥熟料，并對熟料在熟化過程中的浸出性能，以及在水化過程中的微量元素?fù)]發(fā)性能展開分析。

（二）垃圾焚燒飛灰替代部分陶粒細(xì)集料

陶粒的主要成分包括二氧化硅、氧化鋁和氧化亞鐵，而垃圾焚燒飛灰中含有大量的氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁與氧化亞鐵。由此可知，垃圾焚燒飛灰完全可以替代部分粘土燒制陶瓷。

對花崗巖的礦物成分與垃圾焚燒飛灰的化學(xué)成分研究可知，利用垃圾焚燒飛灰與花崗巖可以制備新型陶瓷材料。據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，新型陶瓷材料與傳統(tǒng)陶瓷材料的組成成分相近，且力學(xué)性能甚至優(yōu)于傳統(tǒng)陶瓷材料。

國內(nèi)知名學(xué)者高亮，邵德洲等將垃圾焚燒飛灰、粉煤灰和膨潤土混合成型后，在馬弗爐中焙燒，焙燒溫度控制在1150℃左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焙燒制作的含有飛灰的陶粒能夠有效固化飛灰中的有毒害性物質(zhì)，降解二噁英等致癌物質(zhì)。經(jīng)國內(nèi)外專家學(xué)者研究證實(shí)，垃圾焚燒飛灰中含有大量的氧化鈣、二氧化硅與氧化鋁等物質(zhì)，將其作為生產(chǎn)陶磚的原材料，嚴(yán)格控制飛灰摻入量、焙燒溫度，可以有效提升陶磚吸水率與抗壓強(qiáng)度，減輕生態(tài)環(huán)境污染。

（三）垃圾焚燒飛灰替代部分路面基層施工原料

結(jié)合上述內(nèi)容可知，垃圾焚燒飛灰可以替代部分水泥原材料與陶粒原材料，節(jié)省建筑原料，降低投資成本。位于美國中北部地區(qū)的衣阿華州早在1957 年就開始使用石灰穩(wěn)定處理后的飛灰作為路基材料；西佛吉尼亞州也于1975 年采用水泥穩(wěn)定飛灰作為路基材料修筑了一條停車場道路。參照西方國家的實(shí)踐應(yīng)用成果可知，采用垃圾焚燒飛灰替代部分細(xì)集料，可以減輕飛灰造成的環(huán)境污染，所鋪筑的道路路面結(jié)構(gòu)的承載負(fù)荷力也可達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

國外知名學(xué)者吉諾奧馬爾與米歇爾達(dá)爾，對城市垃圾焚燒飛灰在路面基層中的適用性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究可知，在原料中加入適量的飛灰，可以降低粘土的膨脹性，增加承載比與彈性模具量，延長路面結(jié)構(gòu)的使用壽命。

國外知名學(xué)者查姆、法奧齊對垃圾焚燒飛灰工程性能展開實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，經(jīng)壓實(shí)處理的飛灰密度明顯小于常規(guī)填充材料，將其應(yīng)用到對承載負(fù)荷強(qiáng)度要求較低的道路工程中，可以有效降低材料損耗量。

四、結(jié)語

如今，垃圾焚燒飛灰排放量逐漸增加。據(jù)相關(guān)社會(huì)調(diào)查報(bào)告顯示，全國范圍內(nèi)的垃圾填埋場與危險(xiǎn)廢棄物填埋場容量接近飽和狀態(tài)，高效回收利用垃圾焚燒飛灰逐步成為主流趨勢。這對于創(chuàng)建能源集約型、環(huán)境友好型社會(huì)具有深遠(yuǎn)價(jià)值，需要相關(guān)部門的大力關(guān)注。