城市生活垃圾焚烧飞灰物化性质研究

垃圾焚烧发电厂飞灰处理与重金属分离技术垃圾焚烧发电作为一种高效的固废处理方式，不仅能够显著减少垃圾体积，还能转化产出电能，是解决城市垃圾问题的重要途径之一。

然而，这一过程中产生的副产品——飞灰，因含有大量重金属和其他有害物质而成为处理难题。

本文将围绕垃圾焚烧发电厂飞灰处理与重金属分离技术，从六个方面进行深入探讨。

一、飞灰的生成与特性垃圾焚烧过程中，燃烧不完全的残留物随烟气一同排出，经过除尘设备捕捉后形成飞灰。

飞灰成分复杂，主要包含硅、铝、铁等矿物质以及镉、铅、汞等重金属。

这些重金属具有毒性，若未经妥善处理直接排放，会对土壤、水源造成严重污染，影响生态安全和人类健康。

因此，飞灰的无害化处理与重金属的有效分离至关重要。

二、飞灰稳定化/固化技术稳定化/固化技术是将飞灰与特定化学药剂混合，通过物理或化学反应，使飞灰中的有害物质转化为不易溶解或迁移的形态，从而减少其对环境的潜在危害。

常见的稳定化方法包括水泥固化、石灰稳定、熔融固化等。

水泥固化是最广泛应用的一种，通过水泥的碱性环境与重金属反应生成不溶性沉淀，增加飞灰的稳定性，便于安全填埋。

三、热处理技术热处理技术，如高温烧结和熔融，可有效破坏飞灰中的有机污染物，并促使重金属固化或挥发去除。

高温烧结通过加热飞灰，使其部分熔融形成玻璃态物质，包裹住重金属，减少其生物可利用性。

熔融技术则是在更高温度下将飞灰完全熔化，金属与其他物质彻底分离，之后通过冷却回收得到的金属和无害化的玻璃体。

这些技术虽然处理效果好，但能耗高，成本相对较大。

四、化学淋洗技术化学淋洗技术利用特定化学溶液与飞灰中的重金属发生反应，将其溶解出来，再通过后续处理步骤回收或固化。

该技术的关键在于选择合适的淋洗剂和优化淋洗条件，以提高重金属的提取效率并减少化学试剂的使用量。

常见的淋洗剂有酸性溶液、碱性溶液及螯合剂等，选择时需考虑经济性、安全性及对环境的影响。

五、吸附/解吸技术吸附技术利用吸附剂（如活性炭、沸石、改性粘土等）表面的物理化学性质，捕获飞灰溶液中的重金属离子。

1、生活垃圾焚烧炉渣性质(1)炉渣的物理性能生活垃圾焚烧炉渣是生活垃圾焚烧的副产物，包括炉排上残留的焚烧残渣和从炉排间掉落的颗粒物，呈黑褐色，原炉渣有刺激性气味，经过处理后气味减弱。

未经处理的焚烧炉渣主要由灰渣、碎玻璃和砖块、陶瓷碎片、木屑，以及少量碎布条、塑料、金属制品等物质组成。

碎玻璃、陶瓷碎片等主要来自于工程中的建筑垃圾，但只要其粒径大小不超过5mm，就不会影响炉渣多孔砖的整体性能。

金属制品主要来自于人们的生活用品，如易拉罐、钉子、铁罐等，并且其中的单质铁会氧化，产生锈蚀，影响砖的性能。

布条、塑料等物质是由于生活垃圾在焚烧过程中燃烧不够充分而未能去除。

炉渣中还含有极少量的有色金属，在公路基层应用过程中可能会由于和碱反应产生H2而破坏路面，大颗粒金属可能会损坏施工设备，对施工的危害较大，应尽可能地除去；炉渣中的可燃物含量较低，5mm以上颗粒中的可燃物含量在0.06~1.34%。

可燃物的存在不利于资源化利用，如影响应用时路面的长期稳定性，影响无机结合料与炉渣的结合，而降低材料强度。

因此，该将这些物质尽量去除。

经过预处理的炉渣只含有少量的碎玻璃、砖块和陶瓷碎片，布条、塑料等有机物几乎全部去除。

由于炉渣主要物理组分质地坚硬，因而作为集料使用时能保证一定的强度。

(2)炉渣的含水率、热灼减率、堆积密度、吸水率由于水淬降温排渣作用，炉渣的含水率约为12.0%~18.9%，随着堆积时间、天气等因素上下波动；炉渣热灼减率反映垃圾的焚烧效果，一般较低，为1.57%~3.16%；炉渣堆积密度在1150kg/m3～1350kg/m3之间，吸水率为37%左右。

说明炉渣是一种多孔的轻质材料，强度不高。

(3)炉渣的粒径分布炉渣粒径分布较均匀，主要集中在2~50mm的范围内(占60.8%~7.68%)，小于0.074mm的颗粒含量在0.06%~1.36%。

基本符合道路建材中集料的级配要求。

(4)炉渣化学成分预处理后的炉渣主要化学成分及含量为：硅35%～50%、钙7%～15%、铝3.5%～7.0%、铁3.0%～6.0%、钠2.5%～8.0%、钾1.3%～3.0%、磷0.7%～3.0%，不同地点、不同批次的炉渣主要化学组成接近，由此可认为预处理后的炉渣的化学成分相对比较稳定。

垃圾焚烧飞灰水洗-酸浸稳定化技术研究于昕;薛军【摘要】垃圾焚烧飞灰中富集了浓度较高的重金属,对环境存在潜在威胁,但同时具有一定的回收价值.对水洗-酸浸稳定化技术处理城市垃圾焚烧飞灰的效果进行了实验室研究,分析了垃圾焚烧飞灰的主要化学组成,考察了水洗过程对于飞灰中主要元素和重金属去除的影响、水洗过程中的化学组成变化和飞灰重金属酸浸的效果,评价了水洗飞灰酸浸残渣的稳定性.结果表明:L/S ＝20时,水洗过程可以浸出60%以上的Cl,47%以上的Na、K、Ca,18%以上的Pb.水洗后,重金属Zn、Pb、Cu含量分别增加76.37%、21.91%和46.16%.与原灰相比,水洗飞灰酸浸过程中的Zn浸出量也有很大提高,而Pb浸出量的增加很小.当HCl 浓度<1M时, Pb和Zn的浸出量随着HCl浓度增加迅速增大,这主要是因为重金属的可交换态和碳酸盐结合态对溶液中离子强度和pH变化敏感.对水洗飞灰酸浸残渣进行的连续提取实验表明,重金属以残留态存在为主,其稳定性显著提高.本文的结果表明,水洗-酸浸工艺能够通过增加飞灰的稳定性和减少重金属的浸出性来提高飞灰的环境安全.%Fly ash from municipal waste incinerators form a major environmental problem as they are polluted with heavy metals. But the metal value can be partly removed and recovered by extracting with acid solution. Experiments have been performed to investigate the effect of water washingacid extraction process (WWAF process) for treatment of MSWI fly ash. The chemical composition of fly ash has been analyzed. The effects of waterwashing process on the removal of the major elements and on heavy metals, their speci ation in the washing process, the effects of acid extraction have been elucidated and heavy metals stability in the extracted washed ash residualshave been evaluated. The results indicate that more than 60％ of the C1, and more than 47％ of the major elements of Na, K, and Ca, as well as more than 18％ of the Pb, were found to be leached at L/S=20. The washing process resulted in more concentrated heavy metal content in the washed fly ash. A comparison of the results of acid extraction of raw ash and washed fly ash demonstra ted that increment of extracted amount of Zn improved evidently after washing, while Pb improved indistinctively. Leaching with more concentrated acid yielded greater heavy metal content from washed fly ash. The removal of most of the exchangeable and carbonate fractions from the ash, which were sensitive to the change of ion intensity and pH, was thought to be contributing to the rapid extraction of Pb and Zn as the L/S increased within 1M. The results of sequential extraction procedure reveal that the zinc and lead fractions in the extracted washed ash shifted from being mostly bound to the Fe-Mn oxides and carbonate, to being mostly bound to residual form, which is stable in the environment. Results from this work showed WWAF process can increase the environmental safety of fly ash by increasing its stability and decreasing heavy metal leachability.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2011(020)002【总页数】6页(P118-123)【关键词】垃圾焚烧;飞灰;重金属;连续提取【作者】于昕;薛军【作者单位】北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083;环境保护部固体废物管理中心,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】X705近年来，随着我国社会经济的发展和城市化进程的加快，城市垃圾焚烧处理技术得到迅速普及。

烧飞灰的无害化处理与资源化利用摘要：随着垃圾焚烧产业的快速发展，其排放的垃圾、渗筛水、灰渣等污染物料的排放量将不断上升。

烧飞灰是垃圾焚烧烟气净化后形成的残渣、富含铅、镉、锰、镉等重金属，同时还存在多环芳烃等毒性成分，是我国规定的危害化学物质。

生活垃圾焚烧飞灰因其粒径小、污染严重，若不进行有效处理，将会对人们及生态安全带来严重威胁。

关键词：生活垃圾焚烧；飞灰；无害化处理；资源化利用前言：由于我国城市固体垃圾的产生量不断增加，再加上焚烧发电工业的快速发展，使得垃圾焚烧工程已成为环境基础设施建设的重要一环。

因为在焚烧垃圾和工业危废的过程中，都会产生大量的飞灰，并且飞灰中还含有大量的重金属元素，这是一种危险危废，如果不妥善处理的话，将会对生态环境造成极大的破坏，所以，有效对燃烧后的飞灰进行科学的再利用，已经成为当前一个重要的研究热点。

一、生活垃圾焚烧飞灰的无害化处理方法（一）水泥固化处理技术水泥固化处理生活垃圾焚烧飞灰，其施工技术比较成熟，操作比较简单、处理费用也很低，其工作机理主要是在水泥水化的过程中，并且金属物质可采用吸收、沉淀、化学吸附、离子交换、钝化作用等各种方法和水泥表面进行一定的化学反应后，以金属氢氧化物或络合物的形态出现，直到水泥表面完全水化，并在最后水化到金属及硅酸盐化合物的表面，同时随着水泥的进一步加入而给这些重金属创造了一种强碱式的状态，也因此更有效的控制了重金属的不断处理工艺。

国内关于生活垃圾中飞灰的水泥固化处置技术，已有相当一段时间的科学研究与实验报道，对飞灰中烧制的生态水泥、硅酸盐材料、其他水泥等材料加以处理。

其中，日本最常用的就是烧结生态水泥处理方法，将垃圾燃烧后的飞灰与水泥混合，再进行烧结，得到高含氯量的水泥。

由于水泥固化法在对飞灰进行处理时，并不能将二噁英彻底去除，而且，飞灰中还存在着一种特殊的盐，会引起固化法的破坏，引起有机质的分解，产生裂缝，增加渗透性，降低整体结构的强度，所以，这种方法的应用受到了一定的限制。

生活垃圾焚烧飞灰由于含有重金属等有毒物质被定义为危险废物“飞灰”是垃圾焚烧的主要产物之一，含有重金属和二噁英等污染物。

2008年《国家危险废物名录》修订时明确“生活垃圾焚烧飞灰”属于危险废物，具有毒性，危废类别为HW18。

“飞灰”是危险废物吗？《国家危险废物名录》（2016修订）（节选）废物类别行业来源废物代码危险废物危险特性HW18772-002-18生活垃圾焚烧飞灰T772-003-18危险废物焚烧、热解等处置过程产生的底渣、飞灰和废水处理污泥（医疗废物焚烧处置产生的底渣除外）T772-004-18危险废物等离子体、高温熔融等处置过程产生的非玻璃态物质和飞灰T772-005-18固体废物焚烧过程中废气处理产生的废活性炭T注：危险特性，包括腐蚀性（Corrosivity，C）、毒性（Toxicity，T）、易燃性（Ignitability，I）、反应性（Reactivity，R）和感染性（Infectivity，In）。

“飞灰”的主要处置方式有哪些？关于“生活垃圾焚烧飞灰”的处置，目前我国主要采用以下两种方式：1.经螯合固化后，进入生活垃圾填埋场进行填埋处置；2.进入水泥窑协同处置。

注意：根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485-2014）的规定，“生活垃圾焚烧飞灰”如进入生活垃圾填埋场处置，应满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）的要求；如进入水泥窑处置，应满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485-2013）的要求。

《危险废物豁免管理清单》（节选）豁免条件豁免内容4772-002-18 生活垃圾焚烧飞灰处置满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889-2008）中6.3条要求。

进入生活垃圾填埋场填埋。

填埋过程不按危险废物管理。

4772-002-18 生活垃圾焚烧飞灰处置满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485-2013）的进入水泥窑协同处置。

生活垃圾焚烧飞灰处理存在哪些挑战随着城市化进程的加速和人们生活水平的提高，生活垃圾的产生量不断增加。

为了实现垃圾的减量化、无害化和资源化处理，焚烧成为了一种常用的方法。

然而，在生活垃圾焚烧过程中，会产生一种被称为飞灰的副产物。

飞灰中含有大量的有害物质，如重金属、二噁英等，如果处理不当，将会对环境和人体健康造成严重的危害。

因此，生活垃圾焚烧飞灰的处理成为了一个亟待解决的问题，同时也面临着诸多挑战。

首先，飞灰的成分复杂且不稳定，这是处理过程中的一大难题。

飞灰的组成受到垃圾成分、焚烧工艺、焚烧设备等多种因素的影响，导致其物理和化学性质存在较大的差异。

例如，不同地区的生活垃圾成分不同，焚烧后产生的飞灰中重金属的种类和含量也会有所不同。

这种成分的复杂性使得很难制定一种通用的、有效的处理方法，需要根据具体情况进行针对性的处理，这无疑增加了处理的难度和成本。

其次，飞灰中含有高浓度的重金属，如铅、镉、汞等，这些重金属具有毒性和生物蓄积性。

如果飞灰中的重金属没有得到妥善处理，进入土壤和水体后，会通过食物链在生物体内积累，最终对人体健康造成威胁。

目前，对于飞灰中重金属的处理方法主要有化学稳定化、固化/稳定化等，但这些方法在长期的稳定性和有效性方面仍存在一定的不确定性。

再者，二噁英是生活垃圾焚烧飞灰中另一种令人担忧的污染物。

二噁英具有极强的毒性和致癌性，其在飞灰中的含量虽然较低，但由于其毒性巨大，处理不当极易造成严重的环境污染。

目前，对于二噁英的处理主要采用高温分解、活性炭吸附等方法，但这些方法往往存在处理成本高、技术要求严格等问题。

除了污染物的问题，飞灰的处理还面临着严格的法律法规和标准的限制。

为了保护环境和公众健康，国家对飞灰的处理和处置制定了一系列严格的法律法规和标准。

例如，对于飞灰的填埋，要求必须满足一定的浸出毒性标准和工程技术规范。

这就要求处理企业必须具备较高的技术水平和管理能力，以确保飞灰的处理符合法律法规的要求。

生活垃圾焚烧飞灰在饰面砖中资源化应用技术
生活垃圾焚烧飞灰在饰面砖中资源化应用技术
分析了飞灰的性质,利用飞灰、红泥及缸砂研制饰面砖,研究了飞灰对饰面砖性能及微观结构的影响,并对其安全性进行了评价.结果表明:飞灰主要化学成分是CaO、SiO2、Al2O3,构成SiO2-Al2O2O3-金属氧化物体系,可用作饰面砖的原材料;当飞灰掺加量为20%时,饰面砖表现出良好的性能:抗压强度19.2 MPa,吸水率7.2%,表观质量达到一等品要求;与飞灰相比,饰面砖中重金属浸出能力大大降低:As、Pb、Ni、Cr、Cu、Hg、Cd水平振荡浸出毒性未检测出,Zn的水平振荡浸出值下降到飞灰中的0.014倍,Hg、Cd有效浸出毒性未检测出,As、Pb、Ni、Cr、Cu、Zn的有效浸出毒性分别下降到飞灰中的0.056、0.001、0.067、0.058、0.056、0.029倍.
作者：张海英赵由才祁景玉 Zhang Haiying Zhao Youcai Qi Jingyu 作者单位：张海英,Zhang Haiying(上海应用技术学院环境与能源工程系,上海,200235;同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)
赵由才,Zhao Youcai(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海,200092)
祁景玉,Qi Jingyu(同济大学海洋学院,上海,200092)
刊名：环境工程ISTIC PKU 英文刊名：ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)： 2006 24(5) 分类号： X7 关键词：生活垃圾焚烧飞灰饰面砖安全性评价性能微观结构。

生活垃圾焚烧飞灰处理
生活垃圾焚烧是一种常见的垃圾处理方式，它通过高温燃烧将垃圾转化为灰烬
和烟气。

然而，焚烧过程中产生的飞灰却是一个不容忽视的环境污染问题。

飞灰是指在焚烧过程中，垃圾中的有机物质和其他杂质在高温下燃烧后，产生
的微小颗粒物。

这些飞灰在燃烧炉中被排出，很容易随着烟气飘散到空气中，对周围的环境和人体健康造成潜在的危害。

首先，飞灰对环境造成污染。

大量的飞灰会随着风力扩散到周围的土地和水源中，影响土壤和水质的健康。

同时，飞灰中可能含有重金属等有害物质，会对生态系统造成长期的危害。

其次，飞灰对人体健康造成潜在威胁。

当人们长时间暴露在飞灰污染的环境中，会导致呼吸系统疾病、皮肤疾病等健康问题。

特别是对于儿童和老年人来说，他们的免疫系统较弱，更容易受到飞灰的危害。

针对生活垃圾焚烧飞灰处理这一问题，我们需要采取一系列的措施来减少其对
环境和人体健康的影响。

首先，应该加强对焚烧炉的监管和管理，确保燃烧过程中的温度和气流能够有效控制飞灰的排放。

其次，可以采用先进的过滤技术，将烟气中的颗粒物和有害物质有效地捕捉和清除，减少飞灰的排放。

另外，也可以通过提高焚烧垃圾的分类和处理效率，减少垃圾中有机物质的含量，从而减少飞灰的产生。

生活垃圾焚烧飞灰处理是一个复杂的环境保护问题，需要政府、企业和社会各
界的共同努力来解决。

只有通过科学合理的管理和技术手段，才能最大程度地减少飞灰对环境和人体健康的影响，实现垃圾处理的可持续发展。

生活垃圾焚烧飞灰二噁英控制技术介绍城市生活垃圾焚烧飞灰（以下简称飞灰）是指城市生活垃圾焚烧设施烟气净化系统收集的粉尘和沉降在烟道和烟囱底部的底灰。

粉煤灰含有二恶英等剧毒物质和Cr、Hg等微量重金属，被列入国家危险废物名录（代码：hw18）。

二恶英是持久性有机污染物(POPs)，包括多氯二苯并对二噁英(PCDD) 和多氯苯并呋喃(pcdes)。

近年来，随着生活垃圾的增加和垃圾焚烧发电行业的逐年增加，飞灰量迅速增加。

飞灰是二噁英污染的主要载体之一。

研究表明，飞灰中PCDD/Fs的浓度和毒性当量因焚烧垃圾的种类、焚烧炉类型、焚烧能力和除尘设备的不同而有很大差异，焚烧源产生的二噁英总量中约有一半来自飞灰.所以必须控制好二噁英等有害物质的排放，才可以保证人们的生活健康，实现人们生活的进步。

在应对当前二噁英德处理之中，主要有以下的集中方式。

1、高温熔融技术高温熔融技术是指将粉煤灰或其处理产物与其他铝硅酸盐组分和助熔剂混合，然后在1300℃以上的高温下完全熔融，包括在高温下分解二噁英，然后用水淬火成形成熔融玻璃制品，主要是等离子体中产生的电弧，加热空气和温度较高的气体等混合形成高温等离子体，实现二恶英的高效降解。

在这种方法中，主要使用方式是让二噁英等有害物质进入处理单元，然后通过燃烧、熔化的方式完成二噁英的处理。

熔炼技术具有减容率高、渣性稳定、无重金属浸出等优点，同时该技术能耗高、设备投资大，会产生二次飞灰。

一般而言，国内外粉煤灰中氯含量差异较大，技术趋于成熟，但在国内尚处于发展阶段。

除此之外，还有高温烧结技术。

高温烧结技术主要是将粉煤灰或其处理产品与其他铝硅酸盐组分和熔剂混合，在高温下部分熔化，冷却后形成烧结产品。

高温烧结与高温熔炼技术的区别主要体现在两个方面：一是高温烧结的温度范围一般在900℃～-1100℃之间，高温熔炼的温度范围一般在1300℃之间和1500℃；二是形成产物的差异。

玻璃化烧结体的最终产品是通过高温烧结形成的，致密玻璃体的最终产品是通过高温熔化形成的。

城市垃圾焚烧飞灰处理技术比较城市垃圾焚烧飞灰处理技术比较目前针对垃圾焚烧飞灰有多种处理技术，但是不是所有的处理技术都能实现飞灰的减量化、资源化、无害化的处置要求。

对于“绿水青山”的生态文明政策，环境污染物质的“三化”处理是最优选择，垃圾焚烧飞灰的处置也不例外。

垃圾焚烧飞灰是日常生活垃圾焚烧过程中产生的，在垃圾焚烧的过程中，垃圾中有机物主要以气态物质的形式排放；无机物质则主要形成固体颗粒物，其中颗粒较大固体沉积在焚烧炉底部及炉排上，被称为底灰，而那些细小的颗粒物则漂浮在烟气中，随烟气一同进入烟气净化系统，这些颗粒物构成了焚烧飞灰50%的比例，剩余的焚烧飞灰则源自于烟气净化过程中投加的石灰石或活性炭，它们共同在除尘器（静电除尘器、布袋除尘器等）中被捕集，同时也有一部分细小的颗粒物在烟道及烟囱的底部沉降下来，这些被捕获和沉降下来的细小颗粒物则被称作焚烧飞灰。

图1垃圾焚烧飞灰焚烧飞灰同时具有重金属危害特性和持久有机污染物危害特性。

在焚烧飞灰中含有较高浓度且容易被水浸出的Pb、Cd、Cu、Cr及Zn 等重金属，以及具有很强危害性的二噁英和呋喃，这些污染物质可以通过污染水体、土壤，进而危害到动植物和人体的健康。

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）规定：“生活垃圾焚烧飞灰应按危险废物管理”。

随着垃圾焚烧事业在国内的推广，垃圾飞灰的处理及资源化利用问题越来越受到普遍关注，对飞灰处置技术的研究也在不断深入。

国内目前常见的飞灰处理技术水泥固化法水泥固化法是目前应用最广泛的焚烧飞灰固化技术。

该方法是将水泥和焚烧飞灰用水按一定比例混合均匀,通过水合反应使重金属等有害成分固定在稳定的矿物结构中,防止其溶出,以达到稳定化、无害化的目的。

为了提高固定效果,保证水泥能有效地完成水硬性胶凝反应,有时需根据飞灰的种类向混合物中加入适当的添加剂。

水泥固化法所需材料费和运行费用较低，但存在以下问题：处理后废物体积增加；新的填埋场有限；存在长期稳定性问题，飞灰中特殊的盐类和有机物的分解容易造成固化体破裂，从而造成再次污染。