《表1 垃圾焚烧飞灰元素成分特性》

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《固化材料在生活垃圾焚烧飞灰处置中的应用概况及前景》

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生活垃圾燃烧后所产生的残渣占垃圾固体质量的30%～35%，其中飞灰占3%～5%[3]。一般来说，炉型不同导致飞灰量的不同，炉排炉飞灰质量占燃烧垃圾的3%～5%，流化床飞灰占所燃烧垃圾质量的15%～20%。我国2017年的生活垃圾焚烧无害化处理能力为8463.3万吨，根据估算，2017年的炉排炉飞灰约为253.9万吨，流化床飞灰约为370.3万吨。飞灰一般呈灰白或深灰色，颗粒粒径一般小于300μm，大小不均一，含有二英以及重金属等有害物质，若未得到安全处理，会对自然环境、食品安全和人类健康产生有害且不可逆的影响。二英是一类剧毒物质，其毒性相当于氰化物的130倍，具有刺激性、致突变性和致癌性。对于飞灰中的有机污染物最有效的处理技术是烧结、玻璃化和熔化等热处理技术，其主要原理是利用二英等有机污染物在高温条件下的分解。该技术还能够将重金属固定在所得产物的致密结构内，在日本因其核能发电技术的发展优势，热处理技术得到了广泛应用，但是这并不适合我国主要以煤炭为主的能源结构。随着国家进一步限制垃圾焚烧发电厂的污染物排放，通过对焚烧炉的设计改进能够有效降低有机污染物的排放，因此我国在未来一段时间内飞灰无害化处理将关注在更将高效、安全的重金属固化技术。飞灰中的重金属和类金属主要有Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、As和Hg等元素，极易从土壤中转移到生物体内，进而通过食物链进入到人体内，对人体身体健康造成极大的威胁。国内不同炉型的元素成分特性、重金属含量及其浸出毒性见表1、表2[1]。由表1可知，炉排炉飞灰中的Cl含量是流化床飞灰的4倍左右，其Ca含量也是流化床飞灰的2倍以上，这主要是我国炉排炉烟气处理采用半干法，喷入石灰浆所导致的。对于流化床飞灰，由于流化床的炉型设计，底灰中的灰分被流速高的烟气带入飞灰中，这不仅导致了流化床飞灰中的Si O2、Al2O3、Fe2O3含量提高，还使得流化床飞灰量高于炉排炉。由表2可知，炉排炉飞灰的重金属浸出浓度仅有Pb、Cd未达标，而流化床飞灰只有Cr、Zn、Se达标，其他均未达标。因此，不管是炉排炉飞灰还是流化床飞灰，在进入安全填埋场之前都应进行无害化处理。