城市生活垃圾焚烧灰渣的资源化利用

由于填埋场地自身的有利卫生条件：含环境保护设施如防渗层及渗滤液回收系统等，灰渣因重金属浸出而对人类健康和环境的不利影响可以得到很好的控制；灰渣若用作填埋场覆盖材料，可不必进行筛选、磁选、粒径分配等预处理工艺。因此在经济上、环境上和技术上，灰渣用作填埋场覆盖材料均是一种非常好的选择。
通过对专用混合灰渣填埋场渗滤液的分析[15]表明，渗滤液中的重金属浓度均低于毒性浸出测试（TCLP）最大允许浓度，灰渣样品中的2, 3, 7, 8-TCDD毒性当量低于美国疾病控制中心（CDC）推荐的居住区土壤限值（1ppb），且土样中的dioxin浓度也低于此限值（1ppb），土样中重金属浓度不超过背景值。但需引起注意的是，灰渣填埋场渗滤液中的溶解盐浓度较高，常高出饮用水标准值几个数量级以上。因此，在将底灰用作填埋场覆盖材料（因为底灰中的溶解盐含量较低，而飞灰则高出许多）时，需监测其渗滤液中的溶解盐情况。
灰渣运输、装载、卸载和覆盖时，易产生飘尘。因此研究者也对其做了分析测试和评估。他们认为，灰渣在运输、处理、贮存、装载和卸载过程中产生的飘尘不会危害操作工人的健康[16]。
3. 4 路基、路堤等的建筑填料
由于目前填埋库容的紧张、重新选址的困难和填埋费用的昂贵，以及天然骨料缺乏的压力，底灰用作停车场、道路等的建筑填料，成为欧洲目前灰渣资源化利用的主要途径之一，在美国也有一些示范工程应用。
底灰的稳定性好，密度低，其物理和工程性质与轻质的天然骨料相似，并且焚烧灰渣容易进行粒径分配，易制成商业化应用的产品，因此使之成为一种适宜的建筑填料。欧洲多年的工程实践经验表明，这种灰渣资源化利用方式是成功的[5]。
3. 5 飞灰的资源化利用
上述几种灰渣资源化利用方式基本上是针对底灰或是混合灰渣的。飞灰一般经稳定化处理后，送至填埋场填埋。但目前也有一些飞灰利用的尝试。如在荷兰，处理后ESP飞灰被用作沥青的细填料；已有大约50000吨的APC飞灰在中试规模的试验中，被用于采矿业，用作矿坑填料和密封材料[5]。飞灰利用后可能造成的环境影响，尚有待进一步研究与证实。
4 灰渣利用的规定及相应的处理措施
灰渣的资源化利用已被证实是可行的，但由于灰渣中也含有一些有毒有害的污染物，如重金属（主要来自生活垃圾。通过焚烧，家庭垃圾中33%的Pb、92%的Cd和45%的Sb迁移至飞灰中[17]）、dioxin、呋喃等，直接利用可能会对人类健康和环境造成不利影响；并且未经处理的灰渣不一定能满足建筑材料所规定的技术要求，因此，灰渣在利用前，需进行预处理，有时还需进行固化/稳定化处理（主要为飞灰），满足一定要求后方可利用。表2 ~ 表5列出了国外灰渣资源化利用前需满足的部分环境和技术要求。
表 2 欧洲国家、美国和日本的灰渣利用规定的重金属限值[7，15]

* mg/kg干固体 ** 自左至右为：Landfill class I, Landfill class II, LAGA (a German state ministers) 的限值
表3 德国底灰资源化利用需满足的条件[5]

表4 美国弗罗里达州底灰资源化利用需满足的条件[5]

表5 丹麦底灰资源化利用需满足的条件[5，7]

目前的灰渣预处理技术主要有：筛选（调整粒径范围），磁选（去除黑色金属，主要为铁），涡流分选（去除有色金属），老化/风化一至三个月[18]（降低溶解盐浸出浓度，改善其物理化学性质）。处理技术有：提取/回收，玻璃化、熔融等热处理法，固化/稳定化（水泥固化、沥青固化、石灰稳定、化学药剂稳定法等）和蒸发结晶（去除Hg）等[5，19]。
除对灰渣进行处理以改善其利用可能外，对其利用的环境条件也有所限制。如丹麦，灰渣用于铺装路面或广场时，就要求利用地距离饮用水源大于20米以上并高于最高地下水位，灰渣层最大平均厚度不超过1米，最大厚度不得超过2米。
此外，通过改进焚烧设施，优化焚烧控制条件，提高完全燃烧条件，也可降低底灰中的有机污染物的含量，并提高有害元素在焚烧炉不同物流中的分离程度；通过将飞灰、底灰分类收集和炉排渣与炉排间掉落灰分开收集以回收利用炉排渣等方式，也可有利于灰渣的资源化利用。

5 结语
目前国际上灰渣的资源化利用途径主要有：① 石油沥青路面的替代骨料；② 水泥/混凝土的替代骨料；③ 填埋场覆盖材料；④ 路堤、路基等的填充材料等。已有的研究和工程实践表明，灰渣的资源化利用是可行的，并且只要管理得当，可以做到不对环境造成危害。当然，灰渣在资源化利用前，需满足一定的环境要求和技术要求。