摘要: 针对作为危险废物的垃圾焚烧飞灰, 介绍了近年来国内外对其进行处理处置的研究情
况。飞灰的固化/稳定化处理主要从水泥 (沥青) 固化、 熔融固化及化学药剂固化几方面进
行论述, 飞灰中重金属的提取主要从酸碱浸提、 生物浸提、 螯合剂浸提及电渗析法提取几方
面进行论述。
关键词:垃圾焚烧飞灰;固化/稳定化;浸提
垃圾焚烧技术以其有效减容、 易于资源化利用、 节约土地资源等优势逐渐成为各国争相采用
的一种城市固体废物处理方法。 然而, 垃圾焚烧飞灰因其含有大量重金属及二恶英、 呋喃类
物质, 被各国环保部门高度关注。 目前, 垃圾焚烧飞灰的处理处置方法有: ①经适当处理按
危险废物填埋; ②经过固化/稳定化处理, 满足浸出毒性标准再按普通废物填埋; ③将重金
属从飞灰中分离提取出来, 再分别资源化利用。 其中第 1 种方法, 处理成本高, 且没有进行
资源化利用。 当前的研究更着重于低成本的处理处置和资源化应用方面, 本文就目前国内外
垃圾焚烧飞灰的固定化/稳定化技术及资源化技术研究进行综述。
1 垃圾焚烧飞灰的固化/稳定化
固化/稳定化即是通过某种技术或方法使飞灰中的重金属及其他污染组分呈化学惰性或被
包覆起来, 以便运输和处置, 以降低废物毒性, 减小污染物到生态圈的迁移率。 目前常用的
固化方法主要有:水泥及沥青固化、熔融固化、化学药剂固化等。经过固化的飞灰,若满足
浸出毒性要求,可按普通废物填埋处理。
1.1 水泥及沥青固化
水泥固化成本低, 设备及操作要求简单, 从而得到广泛应用。 但废物中若含有某些盐类 (如
高浓度的 Cl-),会使固化体强度低, 易发生破裂, 从而使重金属渗出。 同时飞灰中所含的有
机物分解也会造成裂缝, 增加渗透性, 降低结构强度。 水泥固化的另一个重要问题是大大增
加了需要最终处置的废物的体积。 众多研究表明, 为了使固化体在浸出毒性及机械强度方面
都达到较好的效果,应对飞灰进行预处理再用水泥固化,其飞灰掺和比可达到 75%~ 90%,
有效抑制了固化后体积成倍增长的问题,且固化产品不会渗出重金属。
沥青固化是借助沥青的不透水性, 将飞灰表面包覆固定, 以防止有害物质溶出, 其中并不涉
及化学变化。 在处理过程中, 必须将飞灰的粒径大小及水分加以适当调整, 同时尽量去除杂
质,以便使沥青的包覆层能完全覆盖处理物。
1.2 熔融固化
飞灰的高温热处理是一种既可以固定重金属、 又能减少废物体积的可能性技术。 经过热处理
的飞灰, 可以作为进一步利用的材料, 使飞灰实现资源化的目的。 飞灰的高温热处理通常分
为烧结和熔融。
烧结是将待处理的危险废物与细小的玻璃质混合造粒成型,在 1000~ 1100℃左右高温熔融
下形成玻璃固化体, 其致密的结晶结构, 可有效防止重金属的浸出, 确保固化体的长期稳定。
烧结温度( 1100~1140℃)及烧结时间( 10~60min)的改变会引起烧结产物表观密度、压
强、吸湿性及重金属浸出等性质的改变。 T. Mangidlandi 在此基础上进一步研究了利用水洗
飞灰的烧结物作为混凝土骨料的可能性, 结果表明, 飞灰中存在的硫酸盐、 氯盐的影响使烧
结物不适于作为建筑原料, 而经过水洗预处理的飞灰大大提高了烧结产品的化学性能和机械
性能。水洗飞灰烧结产品作为混凝土骨料,理想的操作条件是:压力 28N/mm2 ,烧结温度
1140℃,烧结时间 60min。
熔融固化是将飞灰加热到 1400℃左右高温,使飞灰熔融,并经一定的程序冷却变成熔渣的
过程。熔融处理后的飞灰减容可达 1/2~2/3,且飞灰中 99.9%以上的二恶英被分解。熔融法
处理后的玻璃态物质经重金属浸出毒性检验, 符合日本标准, 其机械强度达到日本同类建筑
材料要求, 具备了资源化利用的潜力。 熔融处理最主要的缺点是需要较高的能源和费用, 同
时由于高温条件下飞灰中所含的 Pb、Cd、Zn 等低沸点重金属盐类物质挥发,使烟气中重金
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