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垃圾焚燒發電技術作為垃圾減量化處理的有效方法之一，是將垃圾放在焚燒爐中進行燃燒，釋放出熱能，余熱回收可供熱或發電。煙氣凈化后排出，少量剩余殘渣排出填埋或作其他用途。焚燒處理技術特點是處理量大、減容性好、無害化徹底，且有熱能回收作用。因此，對生活垃圾實行焚燒處理是無害化、減量化和資源化的有效處理方式。世界各國普遍采用這種垃圾處理技術。隨著我國垃圾焚燒處理的迅猛發展，焚燒飛灰產量巨大，開發焚燒飛灰處理技術將成為近年來環保領域研究的熱點之一。垃圾焚燒飛灰是指在垃圾焚燒廠的煙氣凈化系統（APC）中收集而得的殘余物，一般包括除塵器飛灰和吸收塔飛灰。飛灰中含有煙道灰、加入的化學藥劑及化學反應產物。焚燒飛灰作為一種高比表面積物質，它不但富集大量的汞、鉛和鎘等有毒重金屬，而且也富集了大量的二噁英類物質，是一種同時具有重金屬危害特性和環境持久性有機毒性無危害特性的雙料危險廢物，對人體健康和生態環境具有極大的危害性
但由于垃圾焚燒飛灰中含有較高濃度的二噁英和重金屬，屬于危險固體廢棄物，直接填埋會對周邊環境造成嚴重二次污染，因此，需要對垃圾焚燒飛灰進行無害化處理處置。
目前飛灰處理處置方法主要有：固化/穩定化，包括水泥固化、瀝青固化、熔融固化、化學藥劑固化/穩定化，固化體達到浸出標準后填埋或資源化利用；將重金屬提取，包括酸提取、堿提取、生物及生物制劑提取、高溫提取，提取后對重金屬可以進行資源化利用。本文研究了城市生活垃圾焚燒飛灰的成型特性及可加工機理，對利用擠壓設備對固化后飛灰成型工藝和設備進行了試用研究，形成了系列飛灰成型設備
1飛灰的物理、化學性質
飛灰是含水率很低的細小塵粒，呈淺灰色粉末狀。一般所取灰樣的含水率為10%~23%，熱灼減率為34%~51%。飛灰的粒徑大小不均，是由顆粒物、反應產物、未反應產物和冷凝產物聚集而成的不規則物體，但總的來說，粒徑較小，基本在100μm以下，表面粗糙，呈多角質狀（irregular angularity），孔隙率較高，比表面積較大，使Pb和Cd等易揮發性金屬易在其表面凝結富集。焚燒飛灰的主要化學成分如下：SiO224.5%，Fe2O34.01%，Al2O37.42%，TiO20.62%，CaO33.37%，MgO2.72%，SO312.03%，CaO0.5%，Cl10.56%。從中可以看出，焚燒飛灰中的主要化學成分是CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3。
2飛灰的重金屬含量及浸出毒性
固體廢物的浸出毒性是判別廢物是否有害的重要依據。我國某垃圾焚燒廠重金屬浸出毒性見表1，從表1中可以看出焚燒飛灰浸出液中Zn、Pb、Cd和Cr的濃度高于固體廢物浸出毒性鑒別標準。正是因為這一點使焚燒飛灰被普遍認為是一種危險廢物，必須對此進行穩定化處理。
從表1中可以看出，焚燒飛灰中各種重金屬的含量大不相同，其中Zn、Pb、Cu、Cr和Cd等有害物質濃度較高。這與焚燒溫度和各種重金屬物質的蒸發點有關，蒸發點低于焚燒溫度的重金屬物質全部能蒸發出來，進入煙氣。煙氣中的重金屬物質，隨煙氣溫度的降低凝結成均勻的小顆粒并凝結于煙氣中的煙塵上，最后一起被煙氣除塵設備捕集下來形成焚燒飛灰。
表1垃圾焚燒飛灰的浸出毒性與重金屬含量3垃圾焚燒飛灰的處理技術現狀
隨著我國經濟的高速發展，城市化水平和人民生活水平的不斷提高，城市垃圾產生量與日俱增。城市生活垃圾的基本處理方式有填埋、焚燒和堆肥。其中，焚燒法可使垃圾減容90%，減量75%，可以殺死所有的病原微生物和寄生蟲卵，產生的熱能可以回收利用，能夠最大限度地實現生活垃圾的減量化、無害化、資源化，而且占用土地資源最少。焚燒法對于持續、穩定、安全、可靠地消納大量的城市生活垃圾，改善城市人的居住環境，保障經濟可持續發展，無疑起著重要作用。
然而，垃圾焚燒產生的飛灰中含有大量的有毒重金屬（Cr，Pb，Cu等），屬于國家規定的危險廢物，在進入危險廢物填埋場之前必須經過穩定化/固化處理。目前國內垃圾焚燒飛灰處理技術普遍采用加螯合劑固化后進入填埋場分區填埋。
目前，國內垃圾焚燒飛灰的處理技術是采用主要依賴有機或無機螯合劑固定重金屬，檢測合格后進入填埋場分區填埋。使用的設備及處置流程是強力攪拌、轉運、暫存等。在上述環節中，均存在少量的飛灰二次污染，尤其是飛灰的暫存、轉運等工作，由于飛灰中的水分丟失，到達填埋廠后不能隨時覆蓋，又會造成風吹擴散。為了實現垃圾焚燒全過程環境風險控制，研發和推廣飛灰成型技術與設備非常必要。
針對飛灰固化后成型，國內規模較大的垃圾焚燒處理廠也在進行一些有益的嘗試。比如采用的噸袋包裝、大砌塊等方式。見下圖：
飛灰造粒技術與設備鮮有報道，我們在充分市場調研技術上確定研發飛灰成型的造粒技術與系列設備。
幾種成型技術與設備優缺點對比表：
在研發造粒設備過程中，我們分別通過使用成型設備結構、飛灰中水分及螯合劑摻比、擠壓力、擠壓速度等方面入手，收集成型率和連續運行不堵塞試驗數據，通過實驗對比數據，以成型60*30mm扁圓形顆粒成功率最高，且方便堆放與運輸。飛灰螯合劑加入不能超過3%，水分30%最佳；擠壓力與球的硬度相關，為了提高成球率，壓縮比60∽70%。成型模具表面采用特殊高分子不沾灰材料處理，確保在連續生產過程中不沾灰、不堵塞。
為了實現飛灰運輸過程中的安全，要求球團具有一定的強度，經過對比和測試，球團經過24小時后，由于水分的散失和擠壓力的原因，變得異常堅硬，不會產生破碎。
成型后堆放以前的堆放狀態
4結束語
我國現有垃圾焚燒廠含有重金屬、二噁英等的垃圾焚燒灰，堆存或簡單處理極易造成嚴重的環境污染，應發展適宜的焚燒灰成型處理配套設施。
由于中國的生活垃圾未進行分類收集的，垃圾焚燒灰與國外有一定的區別，不能直接引進外國技術，應結合垃圾焚燒灰的組成、生活垃圾處理規模、能量來源、建設投資費、運行費用、操作復雜性等方面來綜合考慮，使用符合中國國情的飛灰處置技術與裝備，做到安全、經濟、實用、可靠。（作者單位：光大國際環保能源濰坊有限公司，262737）
