生活垃圾焚烧飞灰的处理处置方法

摘要：随着生活垃圾焚烧技术在中国城市生活垃圾处理中的推广，对生活垃圾焚烧残余物，主要是飞灰的处理、处置已成为困扰人们生产生活的重要问题之一。介绍了飞灰处理的固化方法、药剂稳定化、飞灰中重金属的提取及最终处置。
关键词：生活垃圾；焚烧：填埋；固化稳定化；熔融固化：重金属提取
由于生活垃圾焚烧处理速度快，占地面积少，减量化和无害化效果显著，因此，在我国用地紧张、生活垃圾处理压力大的城市，如上海、北京、深圳、常州等地率先得到了应用。就上海地区而言，生活垃圾焚烧技术发展很快，城市生活垃圾处理、处置中该技术所占的比重也越来越大。上海2002年建成浦东新区御桥生活垃圾焚烧厂，日处理能力1000t;2003年即将建成的浦西江桥生活垃圾焚烧厂的日处理能力1500t，这两座焚烧厂每年将会产生飞灰约3万t。由于飞灰中含有可被水浸出的较高浓度的Cd、Pb、Cu、Zn和Cr等多种有害重金属物质和盐类，《国家危险废物名录》已经明确规定生活垃圾焚烧飞灰为危险废物，即编号为HW18，飞灰的处置必须严格按照危险废物的标准进行。如日本的固体废物管理法规“The Waste Disposaland Public Cleansing Law”中就明确规定，飞灰必须经过下述四种处理方法之一：熔融固化、水泥固化、化学稳定化和酸浸提Dl，才能进入填埋场。对于每天产生的如此大量的飞灰，如何借鉴国外的经验，探索适合我国国情的飞灰处理处置方法至关重要。
1生活垃圾焚烧飞灰处置常用的方法及其分类
目前，飞灰处置的常用方法有：（1)经过适当处置后进入危险废物填埋场进行最终处置；(2)固化稳定化。水泥固化、沥青固化、熔融固化技术、化学药剂固化稳定化等，经过固化稳定化处理后的产物，如满足浸出毒性标准或者资源化利用标准，可以进入普通填埋场进行填埋处置或进行资源化利用；（3)将飞灰中的重金属提取。酸提取、碱提取、生物及生物制剂提取等，经过重金属提取后的飞灰和重金属可以分别进行资源化利用。上述飞灰处理方法中的大部分已经实际应用于生活垃圾焚烧厂，并取得一定的效果。
1．1进入填埋场进行最终处置
我国的《危险废物污染防治技术政策》（国家环境保护总局，2001）中第9条对飞灰的规定：生活垃圾焚烧产生的飞灰必须单独收集，不得与生活垃圾、焚烧残渣等其它废物混合；不得与其它危险废物混合；不得在产生地长期贮存；不得进行简易处置及排放。生活垃圾焚烧飞灰在产生地必须进行必要的固化和稳定化处理之后方可运输。生活垃圾焚烧飞灰须进行安全填埋处置。另外，国家危险废物浸出毒性鉴别标准值见表1，而允许进入危险废物填埋场的废物的浸出毒性的最高限值见表2。
进行资源化利用时，除需满足浸出毒性标准，还需满足材料应用的其他物理化学性质要求，如：抗压强度、长期化学浸出行为和物理完整性等。填埋是废物的一种最终处置方式。经过处理但短期之内又没有合适的资源化利用方法时，废物只有进入填埋场进行最终处置。
表1浸出毒性鉴别标准值

注：表中数据摘自GB5085.3中的有关规定。
表2允许进入危险废物填埋区的控制限值

注:l.表中数据摘自GB18598-2001中浸出毒性的有关规定;2.除浸出毒性外，废物浸出液pH值小于7.0和大于12.0的废物，本身具有反应性、易燃性的废物，含水率高于85%的废物，液体废物也不能直接进入危险废物填埋场。
1.2固化稳定化
1.2.1水泥、石灰固化
水泥固化因其设备、操作要求简单和固化费用相对较低而得到广泛应用。但水泥固化处理后增容量大，而且如果飞灰中含有阻碍水泥正常凝结的成分时，常会发生固化体强度低、有害物质浸出率高等问题。研究表明，水泥固化前将飞灰进行预洗，会大大增强固化体强度，降低固化体的浸出毒性。在水泥固化时加入EDTA对固化体的浸出毒性几乎没有任何影响。
石灰固化是指以石灰、粉煤灰、水泥窑灰以及熔矿炉炉渣等具有波索来反应（PozzolanicReaction）的物质为固化基材而进行的危险废物固化／稳定化的操作。在适当的催化环境下进行波索来反应，将废物中的重金属成分吸附于所产生的胶体结晶中。石灰固化处理所能提供的结构强度不如水泥固化，因此很少单独使用。此外还有沥青固化、塑性材料固化技术、自胶结固化技术、大型包胶技术等，但由于技术和经济原因，很少应用于生活垃圾焚烧飞灰的处理。
1.2.2化学药剂固化
化学药剂稳定化是利用化学药剂通过化学反应使有毒有害物质转变为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。用药剂稳定化技术处理危险废物，可以在实现废物无害化的同时，达到废物少增容或不增容，从而提高危险废物处理处置系统的总体效率和经济性。同时，可以通过改进鳌合剂的结构和性能使其与废物中危险成分之间的化学赘和作用得到强化，进而提高稳定化产物的长期稳定性，减少最终处置过程中稳定化产物对环境的影响。
药剂固化稳定化的研究很多，但填埋场或经处理后飞灰的再利用的环境条件与飞灰固化稳定化时的条件相差很大，因此，一些长期的环境效应还有待于长期的监测数据和研究结果的验证。用药剂稳定化来处理危险废物，根据废物中所含重金属种类可以采用的稳定化药剂有：石膏、磷酸盐、漂白粉、硫化物（硫代硫酸钠、硫化钠）和高分子有机稳定剂等。另外，还有采用铁酸盐处理飞灰的研究报道。