垃圾焚烧飞灰资源化处置技术

时间：2021-05-24

我国城市生活垃圾清运量为逐年上升的趋势，2019年生活垃圾清运量达到2.04亿吨。焚烧作为生活垃圾的处理方式之一，发展较其快速。2020年垃圾焚烧量约2亿吨，飞灰400万吨（按2%计）。且飞灰中重金属种类多、含量高，二恶英严重**标，属于HW18危险固废。

对于垃圾焚烧飞灰的处理，国内外发展进度区别很大，欧美日等发达国家由于健全的法律法规实现了垃圾焚烧飞灰无害、高效循环利用；而国内的处理方式较为传统，绝大部分填埋处理，资源化、高值化利用率低。
①填埋法：填埋处理方式不仅占用了大量土地，容易造成土壤和地下水资源污染， 而且二恶英会大量逸出造成空气污染。
②水泥固化法：二恶英在水泥生产过程中从飞灰中解析出来后经水泥窑烟气净化系统又富存于除尘灰中。
③熔融固化法：垃圾焚烧飞灰进行玻璃化，实现了重金属玻璃固化、二恶英裂解，因烟气冷却过程中部分重新合成二恶英，无法消除二恶英污染。
④微晶玻璃法：利用垃圾焚烧飞灰自有特点，重金属作为微晶玻璃的形核剂，经后续形核、晶化和热处理得到微晶玻璃。
目前，垃圾焚烧飞灰资源化高值化利用率低。红色陶瓷粘土，长石和刚砂生产砖的较佳配方中，其较佳配方仅为20% ；在生产环保陶瓷工艺中，垃圾焚烧飞灰的利用率也低于25％；在高温熔融制备的玻璃制品中，垃圾焚烧飞灰的利用率仅为10%，重金属才能被稳定地固化；未经处理的垃圾焚烧飞灰的可行添加量限制在10%以下，但如果能够控制有害物质（氯化物，碱金属，痕量金属），可能使可行添加量增加到约30%~50%。
当前对垃圾焚烧飞灰资源化利用的研究热点之一是多固废协同制备微晶玻璃，且能达到重金属固化的要求。
以垃圾焚烧灰渣为主要原料，以酸洗污泥为形核剂，采用高温熔融获得基础玻璃，通过一步热处理获得微晶玻璃。本发明实现了垃圾焚烧灰渣和酸洗污泥的无害化处置与高值化利用，通过熔融‑一步热处理方法制备微晶玻璃，具有工艺流程短、节能降耗、易于产业化的优点。所制备的微晶玻璃性能良好，符合JC/T 2097-2011《工业微晶玻璃板材性能要求》。

垃圾焚烧飞灰中重金属固化原理主要是物理包覆和化学稳定化。物理包覆即重金属被低渗透率的固化体包裹与环境隔离的过程；化学稳定化是重金属由容易溶出的形态转变为较难溶出的的形态的过程，或重金属毒性降低的过程。产品中的重金属低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》( GB5085.3-2007)限值。

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