生活垃圾焚烧飞灰处理技术研究进展.pdf

生活垃圾焚烧飞灰处理技术研究进展

摘要：飞灰是生活垃圾焚烧过程中产生的，是一种工业副产物，被认为是

一种环境污染物。由于飞灰带来的环境问题以及危害性，全世界已对飞灰进行

了大量研究。本文讨论了飞灰目前无害化处理应用的技术，介绍了未投入使用

的新兴前沿技术，分析了可以回收利用飞灰的资源化技术。

关键词：生活垃圾焚烧飞灰；飞灰处理技术；研究进展

科技水平逐渐提升，人民的生活越来越丰富，产生的生活垃圾数量和种类

都在增长。我国生活垃圾大部分采用焚烧处理，为了处理这些生活垃圾，垃圾

焚烧厂产生的飞灰也越来越多，目前，我国城市的生活垃圾焚烧产出1000万

吨左右的飞灰。垃圾焚烧产生的飞灰含有重金属、二噁英类可致癌物质，对人

体产生极大危害，对环境也有巨大的破坏性，所以垃圾焚烧飞灰属于危险废

物，必须安全处理回收。

城市生活垃圾构成复杂，焚烧后产生大量氯元素、硅元素或钾元素。以含

氯元素的焚烧飞灰为例，由于垃圾中存在含氯塑料，焚烧后形成氯化氢等一系

列含氯酸性气体，或者在后续的烟道处理过程在净化时发生反应，和碱性物质

生成含氯产物，再者，就是厨余垃圾中残留的食盐等无机氯盐，无机氯盐对飞

灰回收利用做建材资源产生阻碍和限制。同时，飞灰中附着大量的重金属元

素，比如，铅元素、锌元素、铬元素等，重金属元素容易浸出，会对处理飞灰

的土壤环境造成二次污染。此外，飞灰中的二噁英等成分是毒性较强、难以分

解的有机致癌物，属于我国的HW18类危险废弃物，在世界很多国家也在危险

废物之列。所以，科学有效的处理垃圾焚烧飞灰，保障环境安全，并充分回收

利用，是我们探索的方向。

逐渐增长的生活垃圾数量，造成飞灰产出增加，对飞灰处理技术和难度都

提出了要求。本文针对我国目前现有的生活垃圾焚烧飞灰处理技术和无害化做

出综述，并提出了未来的展望。

1飞灰无害化以及填埋处置技术

1.1飞灰固化处理技术

水泥固化处理技术是一种常用于危险固体废弃物的处理技术，也是目前最

廉价、应用最广的焚烧飞灰处理技术之一。其主要通过将飞灰与水泥混合成

型，使飞灰中重金属以氢氧化物或络合物的形式被包裹在经水化反应生成的硬

化水泥块中，降低焚烧飞灰中有害物质的可渗透性，以达到无害化的目的。

化学固化是基于垃圾焚烧飞灰中的重金属与化学试剂发生化学反应，减少

重金属离子的浸出，从而实现重金属的稳定化。

图1焚烧飞灰无害化流程示意

1.2填埋处理技术

根据《危险废物填埋污染控制标准》，飞灰满足稳定化控制限值后可进入

危险废物填埋场填埋；飞灰经过预处理满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》

入场要求后，可以进入垃圾填埋场的独立单元进行填埋。由于飞灰产生量巨

大，即使将我国已建成的危险废物安全填埋场的所有库容都用来处置新增飞

灰，仍然不能满足需要。同时，由于危险废物填埋场投资成本较高，考虑生活

垃圾场填埋的情况较多。

2飞灰的资源回收技术

2.1热处理技术

处理垃圾焚烧飞灰的热法包括将飞灰暴露在高温下，将其转化为稳定的环

保物质。在热处理过程中，有机物被分解、燃烧和汽化，而无机物则转化为稳

定的玻璃渣。经过热处理后，飞灰中的二恶英等有机污染物被破坏，而不挥发

的无机重金属则被密封在玻璃渣中，可以安全地投入垃圾填埋场。挥发性无机

重金属最终形成二次飞灰并被收集再利用。如热等离子体产生的大量辐射和热

量可以将飞灰加热到足以将其熔化的高温。采用热等离子体技术，飞灰的体积

可减少49%~70%。通过电流稳定热等离子体可以获得超高温（3000°C-

5000°C）。热等离子体的特点之一是其输出能量可以通过电流大小和环境条件

精确控制。

近年来，微波水热处理的研究逐渐深入，被认为是最有发展前景的固废回

收方法之一，也是一种制备建材的新技术。作为一种热解毒方法，水热处理可

以初步固定和重新分配重金属（Pb、Cr、Ni）等有害元素。水热处理对垃圾焚

烧中的二恶英具有显着的降解作用。研究表明，温度对二恶英的影响最为显

着。它可以通过影响分子扩散速率来减少二恶英的降解时间，促进重金属的稳

定性。

2.2微波解毒制免烧陶粒

20世纪40年代以来，微波加热技术取得了很大发展，它能快速有效地加

热物体，主要应用于食品加工、木材干燥、塑料、橡胶处理、陶瓷的固化和预

处理。微波是一种高频电磁波，其频率范围为0.3～300GHz。近年来，微波技