文章導讀：目前針對垃圾焚燒飛灰有多種處理技術，但是不是所有的處理技術都能實現(xiàn)飛灰的減量化、資源化、無害化的處置要求。對于“綠水青山”的生態(tài)文明政策，環(huán)境污染物質(zhì)的“三化”處理是最優(yōu)選擇，垃圾焚燒飛灰的處置也不例外。
垃圾焚燒飛灰是日常生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的，在垃圾焚燒的過程中，垃圾中有機物主要以氣態(tài)物質(zhì)的形式排放；無機物質(zhì)則主要形成固體顆粒物，其中顆粒較大固體沉積在焚燒爐底部及爐排上，被稱為底灰，而那些細小的顆粒物則漂浮在煙氣中，隨煙氣一同進入煙氣凈化系統(tǒng)，這些顆粒物構成了焚燒飛灰50%的比例，剩余的焚燒飛灰則源自于煙氣凈化過程中投加的石灰石或活性炭，它們共同在除塵器（靜電除塵器、布袋除塵器等）中被捕集，同時也有一部分細小的顆粒物在煙道及煙囪的底部沉降下來，這些被捕獲和沉降下來的細小顆粒物則被稱作焚燒飛灰。
圖1垃圾焚燒飛灰
焚燒飛灰同時具有重金屬危害特性和持久有機污染物危害特性。在焚燒飛灰中含有較高濃度且容易被水浸出的Pb、Cd、Cu、Cr及Zn等重金屬，以及具有很強危害性的二噁英和呋喃，這些污染物質(zhì)可以通過污染水體、土壤，進而危害到動植物和人體的健康。根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014）規(guī)定：“生活垃圾焚燒飛灰應按危險廢物管理”。
隨著垃圾焚燒事業(yè)在國內(nèi)的推廣，垃圾飛灰的處理及資源化利用問題越來越受到普遍關注，對飛灰處置技術的研究也在不斷深入。
國內(nèi)目前常見的飛灰處理技術
水泥固化法
水泥固化法是目前應用最廣泛的焚燒飛灰固化技術。該方法是將水泥和焚燒飛灰用水按一定比例混合均勻,通過水合反應使重金屬等有害成分固定在穩(wěn)定的礦物結構中,防止其溶出,以達到穩(wěn)定化、無害化的目的。為了提高固定效果,保證水泥能有效地完成水硬性膠凝反應,有時需根據(jù)飛灰的種類向混合物中加入適當?shù)奶砑觿?br />
水泥固化法所需材料費和運行費用較低，但存在以下問題：①處理后廢物體積增加；②新的填埋場有限；③存在長期穩(wěn)定性問題，飛灰中特殊的鹽類和有機物的分解容易造成固化體破裂，從而造成再次污染。
熔融燒結法
熔融法是將飛灰在燃料爐內(nèi)利用燃料或電力加熱到1400℃以上的高溫,飛灰中二噁英等有機污染物發(fā)生熱分解、燃燒及氣化,而無機物則熔融形成玻璃質(zhì)熔渣,同時一部分低熔點重金屬元素蒸發(fā)而被收集,殘留在飛灰中重金屬元素可以包圍在燒結熔融的玻璃態(tài)網(wǎng)絡中甚至形成玻璃的網(wǎng)絡結構,從而有效地控制重金屬的浸出。燒結法是將待處理的危險廢物與細小的玻璃質(zhì),如玻璃屑、玻璃粉混合,經(jīng)混合造粒成型后,在1000-1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體,借助玻璃體的致密結晶結構,確保固化體的永久穩(wěn)定。
熔融燒結技術具有減容率高、熔渣性質(zhì)穩(wěn)定、無重金屬溶出等優(yōu)點,且玻璃化后的焚燒飛灰可以用作建筑或鋪路材料,實現(xiàn)灰渣的資源化利用。但其制約因素與其優(yōu)點同樣明顯,該技術需要消耗大量的能源,設備投資高，高含鹽二次灰處理難度大。
化學藥劑穩(wěn)定后填埋
藥劑穩(wěn)定化是利用化學藥劑通過化學反應使有毒有害物質(zhì)轉化為低溶解性、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過程。藥劑穩(wěn)定化技術以處理重金屬廢物為主,目前在飛灰穩(wěn)定化處理方面應用較多。
水泥窯協(xié)同處置技術
水泥窯協(xié)同處置焚燒飛灰技術是通過對飛灰進行水洗脫氯，烘干后作為替代原料生產(chǎn)水泥,一方面利用水泥窯獨特的高溫環(huán)境將飛灰穩(wěn)定脫毒,另一方面同時節(jié)約了部分水泥生產(chǎn)原料,實現(xiàn)了資源化利用，水經(jīng)過處理和蒸發(fā)后回用洗灰。該技術脫氯效果好，對水泥窯影響小，煙氣排放達標，飛灰中的重金屬固熔于水泥晶格中，二噁英去除徹底，同時回收大量珍貴鉀鹽資源。
水泥窯協(xié)同處置飛灰技術，即“脫鹽預處理和脫鹽飛灰的水泥窯資源化處置”技術，實際是“飛灰洗脫預處理”+“高溫煅燒”技術，只不過把后半部分將能耗大、容積相對小的熔爐，替換成容積大、不需要為處理飛灰另提供熱量的水泥窯。該技術已經(jīng)成為我國飛灰處理最有發(fā)展前景的一項新技術。
圖2水泥窯協(xié)同處置飛灰
飛灰處置技術“三化”情況
減量化
水泥固化法，水泥加入量約為飛灰質(zhì)量的10%-20%，未能做到減量；化學藥劑穩(wěn)定后填埋，加入藥劑沒有達到減量的效果；水泥窯協(xié)同處置和熔融燒結法利用高溫分解二噁英固化重金屬，達到了危險物減量的效果。
資源化
水泥固化法與化學藥劑穩(wěn)定化后的飛灰不能作為他用，只能按廢棄物填埋；熔融燒結后的玻璃固化提可以做為路面材料等；水泥窯協(xié)同技術，將飛灰分解成工業(yè)鹽、與水泥原料最大限度地將飛灰資源化。
無害化
水泥固化在酸雨等環(huán)境作用下,固化體中的大部分重金屬及無機鹽將隨時間推移被逐漸溶出,對環(huán)境存在著長期的、潛在的威脅。
熔融燒結技術很難控制Pb、Cd、Zn等易揮發(fā)重金屬元素與氯化氫氣體逸出的二次污染,需進行嚴格的后續(xù)煙氣處理,故處理成本很高，與我國國情現(xiàn)狀不符，且二次飛灰污染問題難以得到有效解決。
飛灰的藥劑穩(wěn)定化只控制重金屬污染，不能對二嗯英等有機污染物以及鹽類進行穩(wěn)定化，需要結合其他處理來完成飛灰的無害化過程。由于各類焚燒飛灰組分差異大,因此很難找到一種價格適中、效果穩(wěn)定、普便適用的焚燒飛灰穩(wěn)定化藥劑，最關鍵的是化學藥劑處理后的飛灰在環(huán)境中的長期穩(wěn)定性尚不明確。
水泥窯協(xié)同處置飛灰，使得部分飛灰與水泥生產(chǎn)的結合,部分生成工業(yè)用鹽，既節(jié)約了飛灰處理能耗,又減少了水泥原料消耗最大程度地實現(xiàn)了飛灰的無害化。
以上分析可知，目前飛灰各種處理方法，水泥窯協(xié)同處置飛灰技術，即“脫鹽預處理和脫鹽飛灰的水泥窯資源化處置”技術較好地實現(xiàn)了飛灰的“三化”處理，該技術將有望成為我國飛灰處理最具有推廣性，且長期有效可行的方法。
垃圾焚燒飛灰是日常生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的，在垃圾焚燒的過程中，垃圾中有機物主要以氣態(tài)物質(zhì)的形式排放；無機物質(zhì)則主要形成固體顆粒物，其中顆粒較大固體沉積在焚燒爐底部及爐排上，被稱為底灰，而那些細小的顆粒物則漂浮在煙氣中，隨煙氣一同進入煙氣凈化系統(tǒng)，這些顆粒物構成了焚燒飛灰50%的比例，剩余的焚燒飛灰則源自于煙氣凈化過程中投加的石灰石或活性炭，它們共同在除塵器（靜電除塵器、布袋除塵器等）中被捕集，同時也有一部分細小的顆粒物在煙道及煙囪的底部沉降下來，這些被捕獲和沉降下來的細小顆粒物則被稱作焚燒飛灰。
圖1垃圾焚燒飛灰
焚燒飛灰同時具有重金屬危害特性和持久有機污染物危害特性。在焚燒飛灰中含有較高濃度且容易被水浸出的Pb、Cd、Cu、Cr及Zn等重金屬，以及具有很強危害性的二噁英和呋喃，這些污染物質(zhì)可以通過污染水體、土壤，進而危害到動植物和人體的健康。根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB18485-2014）規(guī)定：“生活垃圾焚燒飛灰應按危險廢物管理”。
隨著垃圾焚燒事業(yè)在國內(nèi)的推廣，垃圾飛灰的處理及資源化利用問題越來越受到普遍關注，對飛灰處置技術的研究也在不斷深入。
國內(nèi)目前常見的飛灰處理技術
水泥固化法
水泥固化法是目前應用最廣泛的焚燒飛灰固化技術。該方法是將水泥和焚燒飛灰用水按一定比例混合均勻,通過水合反應使重金屬等有害成分固定在穩(wěn)定的礦物結構中,防止其溶出,以達到穩(wěn)定化、無害化的目的。為了提高固定效果,保證水泥能有效地完成水硬性膠凝反應,有時需根據(jù)飛灰的種類向混合物中加入適當?shù)奶砑觿?br />
水泥固化法所需材料費和運行費用較低，但存在以下問題：①處理后廢物體積增加；②新的填埋場有限；③存在長期穩(wěn)定性問題，飛灰中特殊的鹽類和有機物的分解容易造成固化體破裂，從而造成再次污染。
熔融燒結法
熔融法是將飛灰在燃料爐內(nèi)利用燃料或電力加熱到1400℃以上的高溫,飛灰中二噁英等有機污染物發(fā)生熱分解、燃燒及氣化,而無機物則熔融形成玻璃質(zhì)熔渣,同時一部分低熔點重金屬元素蒸發(fā)而被收集,殘留在飛灰中重金屬元素可以包圍在燒結熔融的玻璃態(tài)網(wǎng)絡中甚至形成玻璃的網(wǎng)絡結構,從而有效地控制重金屬的浸出。燒結法是將待處理的危險廢物與細小的玻璃質(zhì),如玻璃屑、玻璃粉混合,經(jīng)混合造粒成型后,在1000-1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體,借助玻璃體的致密結晶結構,確保固化體的永久穩(wěn)定。
熔融燒結技術具有減容率高、熔渣性質(zhì)穩(wěn)定、無重金屬溶出等優(yōu)點,且玻璃化后的焚燒飛灰可以用作建筑或鋪路材料,實現(xiàn)灰渣的資源化利用。但其制約因素與其優(yōu)點同樣明顯,該技術需要消耗大量的能源,設備投資高，高含鹽二次灰處理難度大。
化學藥劑穩(wěn)定后填埋
藥劑穩(wěn)定化是利用化學藥劑通過化學反應使有毒有害物質(zhì)轉化為低溶解性、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過程。藥劑穩(wěn)定化技術以處理重金屬廢物為主,目前在飛灰穩(wěn)定化處理方面應用較多。
水泥窯協(xié)同處置技術
水泥窯協(xié)同處置焚燒飛灰技術是通過對飛灰進行水洗脫氯，烘干后作為替代原料生產(chǎn)水泥,一方面利用水泥窯獨特的高溫環(huán)境將飛灰穩(wěn)定脫毒,另一方面同時節(jié)約了部分水泥生產(chǎn)原料,實現(xiàn)了資源化利用，水經(jīng)過處理和蒸發(fā)后回用洗灰。該技術脫氯效果好，對水泥窯影響小，煙氣排放達標，飛灰中的重金屬固熔于水泥晶格中，二噁英去除徹底，同時回收大量珍貴鉀鹽資源。
水泥窯協(xié)同處置飛灰技術，即“脫鹽預處理和脫鹽飛灰的水泥窯資源化處置”技術，實際是“飛灰洗脫預處理”+“高溫煅燒”技術，只不過把后半部分將能耗大、容積相對小的熔爐，替換成容積大、不需要為處理飛灰另提供熱量的水泥窯。該技術已經(jīng)成為我國飛灰處理最有發(fā)展前景的一項新技術。
圖2水泥窯協(xié)同處置飛灰
飛灰處置技術“三化”情況
減量化
水泥固化法，水泥加入量約為飛灰質(zhì)量的10%-20%，未能做到減量；化學藥劑穩(wěn)定后填埋，加入藥劑沒有達到減量的效果；水泥窯協(xié)同處置和熔融燒結法利用高溫分解二噁英固化重金屬，達到了危險物減量的效果。
資源化
水泥固化法與化學藥劑穩(wěn)定化后的飛灰不能作為他用，只能按廢棄物填埋；熔融燒結后的玻璃固化提可以做為路面材料等；水泥窯協(xié)同技術，將飛灰分解成工業(yè)鹽、與水泥原料最大限度地將飛灰資源化。
無害化
水泥固化在酸雨等環(huán)境作用下,固化體中的大部分重金屬及無機鹽將隨時間推移被逐漸溶出,對環(huán)境存在著長期的、潛在的威脅。
熔融燒結技術很難控制Pb、Cd、Zn等易揮發(fā)重金屬元素與氯化氫氣體逸出的二次污染,需進行嚴格的后續(xù)煙氣處理,故處理成本很高，與我國國情現(xiàn)狀不符，且二次飛灰污染問題難以得到有效解決。
飛灰的藥劑穩(wěn)定化只控制重金屬污染，不能對二嗯英等有機污染物以及鹽類進行穩(wěn)定化，需要結合其他處理來完成飛灰的無害化過程。由于各類焚燒飛灰組分差異大,因此很難找到一種價格適中、效果穩(wěn)定、普便適用的焚燒飛灰穩(wěn)定化藥劑，最關鍵的是化學藥劑處理后的飛灰在環(huán)境中的長期穩(wěn)定性尚不明確。
水泥窯協(xié)同處置飛灰，使得部分飛灰與水泥生產(chǎn)的結合,部分生成工業(yè)用鹽，既節(jié)約了飛灰處理能耗,又減少了水泥原料消耗最大程度地實現(xiàn)了飛灰的無害化。
以上分析可知，目前飛灰各種處理方法，水泥窯協(xié)同處置飛灰技術，即“脫鹽預處理和脫鹽飛灰的水泥窯資源化處置”技術較好地實現(xiàn)了飛灰的“三化”處理，該技術將有望成為我國飛灰處理最具有推廣性，且長期有效可行的方法。
