生活垃圾焚烧飞灰的处理处置方法

采用硫化钠、硫代硫酸钠和硫脲等对生活垃圾焚烧厂的飞灰进行处理时，主要是利用它们与重金属生成硫化物沉淀从而稳定飞灰中重金属的。如常州市采用硫化钠和硫脲对生活垃圾焚烧厂飞灰进行稳定化处理时发现，在达到相同的稳定效果时硫化钠的最佳用量为硫脲的两倍。但目前硫脲的市场价格很高，因此，在实际应用时还要考虑到经济性的问题。
磷酸盐处理方法基于不溶性金属磷酸盐的生成，如Pb5(PO4)3Cl、Cd3(PO4)2等。从而解决生活垃圾焚烧飞灰稳定化的一种方法。亚铁盐处理方法的主要原理是利用Fe203晶体的生成将重金属稳定在晶格之内，处理过程将FeSO4、水和飞灰混合后，用NaOH将混合物的pH值调整为9.5-10.5。混合物加热到70℃左右后，就会生成Fe2O3晶体，从而达到稳定飞灰中的重金属的作用。
从同种飞灰的重金属鳌合剂、磷酸盐和铁酸盐三种不同方法的处理效果来看，重金属鳌合剂处理后的飞灰有很强的抗酸、碱性冲击的能力。磷酸盐处理后的飞灰重金属的浸出率很小，尤其是Pb，在pH=4-13的范围内Pb的浸出量都很小。铁酸盐处理后的飞灰在pH=5-12的范围内都有很好的抗浸出能力。
1.2.3熔融固化
熔融固化技术主要是将飞灰和细小的玻璃质混和，经混合造粒成型后，在1000-1400℃高温下熔融一段时间，通常为30min左右（熔融时间视飞灰性质的不同而定），待飞灰的物理和化学状态改变后，降温使其固化，形成玻璃固化体，借助玻璃体的致密结晶结构，确保重金属的稳定。缺点在于所需能源和费用很高。熔融固化后的灰渣可以进行资源化利用。
熔融处理有较好的减重和减容的效果，1500℃时，氯化物基本上都挥发出来，因此飞灰一般可以减重2/3左右。同时熔融后重金属的浸出率很低，可以满足目前的浸出毒性标准。在1400℃左右，飞灰中的PCDDs/PCDFs可以被降解。
在飞灰中添加5%(wt.)SiO2后在1500℃下熔融30min后，所得的飞灰熔融体的性质如下：
维氏强度4000～5000MPa;抗折强度60～90MPa;断裂韧性0.9MPal/2。当在飞灰中加入不同量的SiO2和MgO做对比试验后发现，SiO2含量的增加可以降低熔融产物重金属的浸出量，而MgO含量的增加则会增加熔融产物的重金属的浸出量。这个现象产生的主要原因为SiO2可以增强飞灰熔融产物中的玻璃网状结构，而MgO则起到了削弱的作用。
2生活垃圾焚烧飞灰中重金属的提取方法
飞灰中重金属的提取方法主要有：酸提取、碱提取、高温提取、生物浸提和其他药剂提取等。目前国际上对于酸提取的研究比较多。
2.1酸提取和碱提取
酸提取可以将飞灰中的部分金属提出从而使飞灰进入普通填埋场或者作为建筑资源进行回收利用。不同的飞灰由于生活垃圾成分焚烧条件等不同，飞灰中重金属的存在形式和含量有很大差异，因此，即使在同样的处理条件之下，处理效果会有很大的不同。另外，由于不同酸溶剂性质，飞灰中不同的金属的溶解曲线有很大差异。
飞灰的产生过程为好氧过程，因此飞灰中存在很多碱性的金属氧化物。飞灰的捕集过程中一般均要用到氧化钙(CaO)、氢氧化钙（Ca(OH)2)或者氢氧化钠（NaOH)，因此，飞灰中会含有大量的含Ca、Na、K的可溶解盐类。因此，对于飞灰的酸碱性的测定结果一般均为碱性，视所投加吸附剂的种类和量的不同，碱性会有细微差别。
当直接用酸进行浸提时，上述盐类会消耗大量的酸，因此在酸浸提之前要加入一个水洗的预处理步骤。在采用液固比为2mL/g的飞灰的水洗过程中，一般可以将飞灰中65%的Cl，超过50%的Na、K、Ca和超过30%的Cr洗除，同时可以增强洗后飞灰中重金属的热稳定性。对日本某焚烧厂的飞灰进行化学分析（见图1），并通过水洗和酸、碱提取（见图2），可以看出水洗、酸洗和碱洗的不同的处理效果（见表3、4）。
图11#、2#飞灰化学分析结果

图2浸出试验步骤
表3对于0.5g飞灰的水洗实验结果 

注：该表格仅列出飞灰中主要成分和重金属元素。
表4不同酸浸和碱浸的试验条件

注：1.硫酸、盐酸和醋酸溶液的浓度为以体积分数表示，而氢氧化钠溶液的浓度为以摩尔浓度表示；2．液固比为浸取剂体积和飞灰质量的比值，如液固比7:1表明每克飞灰中需要加入7mL浸取剂进行浸提。
表5不同试剂对1#和2#飞灰的摄出结果

注：表中不同提取溶剂的提取条件如表3所示。
从表5的数据可知，三种酸对于金属的浸出效率都很高，硫酸浸出的缺点是不能将Pb浸出，而飞灰中Pb含量过高是飞灰毒性的一个主要根源，因此必须在硫酸浸出步骤后增加其他的酸或者碱浸出。飞灰中含有大量的Fe、Al、Ca、Mg、Si，这些金属的含量为有毒重金属含量的几倍甚至几十倍。在酸浸提时，这些金属被大量溶解，消耗大量的酸。因此可采用碱（NaOH）浸出与酸浸出有机结合的工艺（见图3），能取得很好的效果。