城市垃圾焚烧飞灰处理技术及其在水泥生产中资源化利用

我国在20世纪90年代初也已开展了利用水泥窑处理危险废物的研究。上海金山水泥厂已连续多年成功利用水泥窑焚烧危险废物；上海建材集团和同济大学合作已在其下属几个水泥厂成功地进行了利用污泥等废物煅烧水泥熟料的工业性试验；北京水泥厂利用水泥窑处理有毒有害废物也取得了一定成果；北京金隅集团红树林环保技术公司正在筹建利用垃圾焚烧飞灰生产水泥项目。
发达国家利用水泥窑焚烧废物已经积累了丰富经验。随着水泥窑焚烧废物的理论与实践的发展以及各国相关环保法规的健全，该项技术在经济和环保两方面显示出了巨大优势，已逐渐形成产业规模，并在危险废物处理中发挥着重要作用。
4在水泥生产中资源化利用前景及技术关键
4.1在水泥生产中资源化利用前景
由于垃圾焚烧技术会产生大量的灰渣，并存在二次处理的必要性和二次污染的可能性，因此利用水泥厂协同处置城市垃圾势在必行，而且已引起不少有识之士的重视。但是，由于我国现阶段正在大力发展垃圾焚烧处理技术，在今后相当长一个时期内都会有大量的焚烧飞灰产生。因此，垃圾焚烧飞灰作为一种大量存在的潜在资源，其在水泥生产中的资源化利用正在引起国内外多方人士的重视，具有广阔的前景。
4.2在水泥生产中资源化利用的技术关键
与其他固体废物一样，垃圾焚烧飞灰在水泥生产中的资源化利用，一是作为水泥生产原料；二是作为混合材。但是，由于垃圾焚烧飞灰中存在大量有害成分，会带来一系列的问题，有可能影响水泥生产的正常进行和水泥的质量，严重时甚至危及设备和工程安全。因此，我们应从工艺、生产技术、设备、环境保护等各方面加强研究，协力攻关。目前至少尚有下列关键技术需要突破：
1)直接作为水泥原料进入水泥窑时，氯、硫、碱等有可能会造成水泥窑预热系统结皮、堵塞；水泥熟料中这些有害物质含量过高，会导致水泥质量下降。
2)直接利用作为水泥混合材时，工艺简单，但氯将引起水泥混凝土中钢筋锈蚀；碱、硫等也会导致水泥混凝土性能的劣化；二恶英和重金属等的渗出会引起环境污染等。
3)环境保护方面除技术上需要解决环境污染的控制以外，最大问题是现有危险废物管理法规要求的障碍，必须解决重金属的稳定化问题和二恶英的污染控制问题。
4)我国垃圾焚烧飞灰在水泥生产中资源化利用时，其氯、硫、碱和重金属等的处理目前主要是采用水洗和化学方法消除或稳定，必须研究有效的、低成本的前期预处理技术。
5)二恶英的污染控制最有效的技术手段还需借助高温处理，这也是制约垃圾焚烧飞灰直接作为水泥混合材的技术障碍；直接利用垃圾焚烧飞灰作为原料生产水泥时，虽然水泥窑的高温煅烧环境为二恶英的分解无害化提供了技术可能，但仍须解决高温下重金属的挥发和稳定化问题、二恶英的分解与降温逆生成以及环境污染控制等问题。
6)微量重金属会影响水泥熟料的烧成，其进入水泥熟料后又会影响水泥的水化、硬化，而且还存在着从硬化水泥浆体或混凝土中渗出的可能性，必须控制其渗出和确保生产水泥的安全性。
7)垃圾焚烧飞灰做水泥原料或混合材，如何优化水泥熟料矿物相和水化产物的合理匹配设计。
8)垃圾焚烧飞灰在无害化、资源化预处理过程中所产生的二次污染物如何减量化与无害化安全处置
5结束语
目前，垃圾焚烧飞灰在水泥生产中的资源化利用技术尚处在发展阶段，尤其是在我国，仍尚处于起步阶段。除了必须转变观念，把垃圾焚烧飞灰作为一种潜在资源对待，修改一些阻碍循环经济发展的法规以外，还有很多工艺、技术、设备和环保问题需要研究和解决。
垃圾焚烧飞灰由于废物的来源及垃圾焚烧炉构造和工艺等不同而重金属和二恶英等有害物质的类型和含量各异，使其对水泥生产中资源化利用技术的要求和影响十分复杂。因此，迫切需要加强投入，进行重点研究，探索多种处置利用途径，根据具体情况研究采用合理的技术措施，确保利用垃圾焚烧灰制备的水泥的安全生产和使用，为在我国大力发展循环经济，建立有自主知识产权的水泥生产资源化利用垃圾焚烧飞灰技术奠定理论和实践基础，这对我国这样一个垃圾焚烧飞灰排放量日益剧增且资源短缺的大国具有特别重要的意义。
我国城市垃圾处理已经作为一项重要目标纳入国家“十一五”计划。同样，垃圾焚烧飞灰在水泥生产中的资源化利用也已引起各级政府的高度重视，同济大学关于《处置利用垃圾焚烧飞灰共研制新型节能水泥》的研究已经得到“十一五”《国家高技术研究发展计划(863)》的资助。相信在近几年内，垃圾焚烧飞灰在水泥生产中的资源化利用必将有飞跃发展。在全社会倡导节能、降耗、环保的新的历史时期，水泥工业完全可以为发展循环经济作出更大的贡献。