垃圾焚燒飛灰的經濟環保處置途徑分析

謝長振 蘭溪自立環保科技有限公司

當前，城市垃圾處理以填埋法和焚燒法為主。垃圾焚燒不僅可以縮小垃圾體積，減少填埋量，還可以將焚燒過程中產生的熱能用于熱電供應。但是垃圾焚燒產生的飛灰處理不到位，極易造成二次污染。為此，下文將圍繞垃圾焚燒飛灰的經濟環保處置途徑展開詳細探究。

一、垃圾焚燒飛灰的來源與成分

通常情況下，飛灰都是在垃圾焚燒過程中產生的。這些飛灰由煙氣凈化系統收集或直接沉積在煙道底部，需要相關人員實施定期清理。隨著可持續發展理念的深化落實，以及公眾節能環保意識的增強，針對垃圾焚燒爐配置飛灰收集凈化處理裝置逐步成為主流趨勢。據相關社會調查研究報告顯示，自2008 年至2018 年的十年間，我國全年垃圾無害化焚燒處理率從15.2%提高到40.2%。

飛灰中含有大量的鉛、鎘、汞等重金屬元素，同時，鹽離子含量也相對較高。尤為關鍵的是垃圾焚燒飛灰中還含有大量的致癌物質二噁英。如果飛灰儲存、運輸與處理不到位，不僅會對生態環境造成不可逆損害，還會對居民的身體健康構成威脅。

二、垃圾焚燒飛灰的理化性質

綜合分析垃圾焚燒飛灰的物理性質可知，飛灰多呈深灰色或灰白色，這與垃圾焚燒的充分度存在直接關聯。且飛灰粒徑多在1—150μm 之間。飛灰主要由氧化鈣、氧化硫、氧化碳以及一些重金屬氧化物組成。如果飛灰處理不及時，極易造成二次環境污染。

為此，在垃圾焚燒處理過程中，要盡量降低有毒害物質的排放量，減輕飛灰對生態環境的污染。客觀地說，垃圾焚燒飛灰的處理工序較為復雜，相關人員必須嚴格遵照國家規章條例與技術規范進行集中無害化處理。現階段，較為常見的飛灰處理方法包括固化穩定法、分離萃取法和熱處理法。各類處理方法的核心原理、適用條件與標準要求各不相同。

三、垃圾焚燒飛灰的循環利用途徑

（一）垃圾焚燒飛灰替代部分水泥生產原料

分析垃圾焚燒飛灰特性可知，其中含有大量的二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化亞鐵等物質。飛灰與水泥生產原料成分十分接近，完全可以替代部分水泥生產原料。傳統的水泥生產過程往往需要消耗大量的石灰石和能量，且釋放出大量的二氧化碳。采用飛灰替代部分石灰石，不僅可以降低二氧化碳排放量，還可以有效降解二噁英等致癌物質，減輕毒害作用。需要格外強調的是，飛灰中含有大量的氯離子，能夠在很大程度上影響水泥品質。為此，從水泥性能與環保角度來說，必須對飛灰實施預處理。就焚燒飛灰物料的處置而言，處置工藝為多級逆流水洗；飛灰調漿，調漿完成后的漿液進入多級逆流水洗系統進行水洗，水洗結束濾餅可制磚，水洗液采用蒸發濃縮結晶方式處理得到結晶鹽。飛灰經多級逆流洗滌-水洗液凈化-凈化鹽液蒸發結晶工藝處理后，所得水洗渣含鹵素元素的量，可符合入冶金爐窯或者水泥窯協同處置的要求，飛灰水洗液經除雜凈化后蒸發結晶可得雜質含量極低的混合鹽。

國內知名學者施惠生通過對垃圾焚燒飛灰的化學特性展開研究可知，在燒制水泥熟料的過程中，加入適量的飛灰，這可以有效改善水泥生料的易燃性，溶固毒害性物質。國外知名學者賽基亞、加藤等人利用垃圾焚燒飛灰制備水泥熟料，并對熟料在熟化過程中的浸出性能，以及在水化過程中的微量元素揮發性能展開分析。

（二）垃圾焚燒飛灰替代部分陶粒細集料

陶粒的主要成分包括二氧化硅、氧化鋁和氧化亞鐵，而垃圾焚燒飛灰中含有大量的氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁與氧化亞鐵。由此可知，垃圾焚燒飛灰完全可以替代部分粘土燒制陶瓷。

對花崗巖的礦物成分與垃圾焚燒飛灰的化學成分研究可知，利用垃圾焚燒飛灰與花崗巖可以制備新型陶瓷材料。據相關實驗研究結果顯示，新型陶瓷材料與傳統陶瓷材料的組成成分相近，且力學性能甚至優于傳統陶瓷材料。

國內知名學者高亮，邵德洲等將垃圾焚燒飛灰、粉煤灰和膨潤土混合成型后，在馬弗爐中焙燒，焙燒溫度控制在1150℃左右。實驗結果表明，焙燒制作的含有飛灰的陶粒能夠有效固化飛灰中的有毒害性物質，降解二噁英等致癌物質。經國內外專家學者研究證實，垃圾焚燒飛灰中含有大量的氧化鈣、二氧化硅與氧化鋁等物質，將其作為生產陶磚的原材料，嚴格控制飛灰摻入量、焙燒溫度，可以有效提升陶磚吸水率與抗壓強度，減輕生態環境污染。

（三）垃圾焚燒飛灰替代部分路面基層施工原料

結合上述內容可知，垃圾焚燒飛灰可以替代部分水泥原材料與陶粒原材料，節省建筑原料，降低投資成本。位于美國中北部地區的衣阿華州早在1957 年就開始使用石灰穩定處理后的飛灰作為路基材料；西佛吉尼亞州也于1975 年采用水泥穩定飛灰作為路基材料修筑了一條停車場道路。參照西方國家的實踐應用成果可知，采用垃圾焚燒飛灰替代部分細集料，可以減輕飛灰造成的環境污染，所鋪筑的道路路面結構的承載負荷力也可達到標準要求。

國外知名學者吉諾奧馬爾與米歇爾達爾，對城市垃圾焚燒飛灰在路面基層中的適用性進行實驗研究可知，在原料中加入適量的飛灰，可以降低粘土的膨脹性，增加承載比與彈性模具量，延長路面結構的使用壽命。

國外知名學者查姆、法奧齊對垃圾焚燒飛灰工程性能展開實驗研究，結果表明，經壓實處理的飛灰密度明顯小于常規填充材料，將其應用到對承載負荷強度要求較低的道路工程中，可以有效降低材料損耗量。

四、結語

如今，垃圾焚燒飛灰排放量逐漸增加。據相關社會調查報告顯示，全國范圍內的垃圾填埋場與危險廢棄物填埋場容量接近飽和狀態，高效回收利用垃圾焚燒飛灰逐步成為主流趨勢。這對于創建能源集約型、環境友好型社會具有深遠價值，需要相關部門的大力關注。