摘要：針對(duì)危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的來源和危害，對(duì)目前的處理處置技術(shù)進(jìn)行了介紹和比較，本文分析了各項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，就當(dāng)前技術(shù)存在的問題，提出了今后改進(jìn)和發(fā)展的方向。

1危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的來源及其危害

1.1飛灰的來源

危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰是焚燒爐尾氣處理過程中所產(chǎn)生的。飛灰的數(shù)量和特性因不同的焚燒廢物、焚燒工藝和焚燒設(shè)備而有所不同。圖1是典型回轉(zhuǎn)窯焚燒危險(xiǎn)廢物過程中所產(chǎn)生飛灰。根據(jù)工序可以分為鍋爐灰、急冷塔灰、布袋灰等，其中比較典型的為布袋灰。

典型回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝的焚燒飛灰一般占整個(gè)焚燒廢物的10 %左右，其鍋爐灰約占5 %，急冷塔飛灰約占15 %，布袋飛灰約占80 %。目前，危險(xiǎn)廢物焚燒所產(chǎn)生的飛灰并沒有官方統(tǒng)計(jì)。僅東江環(huán)保股份有限公司每年產(chǎn)生的飛灰量約為2萬。

圖1回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝尾氣處理原則工藝流程

1.2飛灰的危害危險(xiǎn)

廢物焚燒飛灰屬于危險(xiǎn)廢物，其危害主要來自三個(gè)方面：(1)水溶性鹽，(2)重金屬，(3)二噁英。

1.2.1水溶性鹽

飛灰中含有大量水溶性鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽，其本身雖然沒有毒性，但是水溶性鹽的存在，會(huì)對(duì)飛灰的無害化、資源化處理造成極大的危害。在無害化填埋處置后，固化體中的水溶性鹽會(huì)慢慢浸出，一方面造成固化體崩塌，致使重金屬也會(huì)浸出；另一方面，可溶性鹽進(jìn)入滲濾液中，會(huì)造成滲濾液處理難度增大，且得到雜鹽又無出路。在高溫固化過程中，雖然飛灰經(jīng)過玻璃化后可以作為建筑材料，但是水溶性鹽作為氯化揮發(fā)試劑，在高溫玻璃化過程中，不僅嚴(yán)重影響重金屬的固化，而且會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和侵蝕耐火材料。因此，在無害化、資源化之前，一般要將飛灰中的水溶性鹽分離出來。

1.3.2重金屬

飛灰中含有大量的重金屬及其化合物，主要有Cr6+、Pb2+、Zn2+、Cu2+等。重金屬不僅嚴(yán)重污染土壤、水源等，而且對(duì)人體也有極大的毒性。對(duì)人體的危害主要表現(xiàn)為慢性中毒、腦病變、貧血、慢性腎衰竭和致癌等。

1.3.3二噁英

飛灰中含有二噁英類物質(zhì)，主要包括多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)，是一種劇毒物質(zhì)，是氰化物的130倍，是砒霜的900倍，有“世紀(jì)之毒”之稱。

2危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的處理處置技術(shù)

目前飛灰的主要處理技術(shù)有：(1)常溫固化法，(2)水熱固化法，(3)高溫固化法。

2.1常溫固化法

常溫固化法就是在環(huán)境溫度下，利用穩(wěn)定劑/固化劑將重金屬穩(wěn)定化、固化后進(jìn)行填埋處置。常溫固化法是目前飛灰處理的主要方法，也是目前唯一工業(yè)化的方法。常溫固化法有水泥固化法、石灰固化法和瀝青固化法，其中以水泥固化法為主。

常溫固化法的優(yōu)點(diǎn)：

(1)成本較低，一般300~400元/噸；

(2)工藝簡單，易操作。

常溫固化法的缺點(diǎn)：

(1)增量較大，一般增量20 %~30 %；

(2)水溶性鹽會(huì)慢慢浸出，增加滲濾液處理難度和處理成本，且得到的雜鹽是危險(xiǎn)廢物；

(3)隨著水溶性鹽的浸出，不僅造成固化體存在崩裂可能，而且也造成重金屬浸出而進(jìn)入滲濾液中；

(4)二噁英只是固化，沒有焚毀，其危害依然存在。

2.2水熱固化法

水熱固化法是在高溫、高壓下對(duì)飛灰中的重金屬進(jìn)行固化、二噁英進(jìn)行氧化分解，最好進(jìn)行填埋處置。水熱固化重金屬的原理是在高溫、高壓下，將飛灰中常規(guī)化合物(CaO、SiO2、Al2O3、MgO)合成類沸石礦物，利用沸石的離子吸附、離子交換和物理包裹將重金屬穩(wěn)定和固化其中；在固化重金屬的同時(shí)，利用氧氣等氧化劑，在高溫、高壓下，將飛灰中二噁英氧化分解。該方法目前正處在實(shí)驗(yàn)室研究階段。

水熱固化法的優(yōu)點(diǎn)：

(1)重金屬固化率可以達(dá)到95 %；

(2)能夠分解大部分二噁英。

水熱固化法的缺點(diǎn)：

(1)需要高溫、高壓設(shè)備，且對(duì)設(shè)備材質(zhì)的耐腐蝕性要求非常高；

(2)處理成本高；

(3)二噁英分解不徹底，一般為75 %~85 %；

(4)水溶性鹽沒有得到利用。

2.3高溫固化法

高溫固化法是在1000~1500℃的高溫下，將飛灰中大部分重金屬固化在玻璃渣網(wǎng)格中，同時(shí)二噁英被徹底焚毀，高溫化后的熔渣可以作為建材用料。由于無害化非常徹底，減量化在50 %以上，因此高溫固化法是目前飛灰處理處置的熱門領(lǐng)域。

高溫固化法根據(jù)溫度又可以分為燒結(jié)法(1000~1200℃)和熔融法(1300~1500℃)。由于高溫熔融法比燒結(jié)法減量化更大(65 %以上)，且熔融渣可以作為高檔微晶板材、巖棉的原料，因此高溫熔融法是飛灰減量化、無害化、高價(jià)值化研究的重點(diǎn)。

熔融法的設(shè)備根據(jù)熱源又可分為兩大類：燃料式熔融爐和電熱式熔融爐。燃料式熔融爐主要有：表面熔融爐、內(nèi)部熔融爐、焦炭床熔融爐、旋流熔融爐等。電熱式熔爐主要有：電弧熔融爐、電阻熔融爐、電感熔融爐、等離子體熔融爐等。

在眾多熔融爐中，等離子體熔融爐的優(yōu)點(diǎn)較為突出：

(1)溫度高、能量密度高，熱量集中，傳熱效率高；

(2)啟動(dòng)速度快，反應(yīng)速度快，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)速度快；

(3)氣流量小，所產(chǎn)生煙氣量小，尾氣處理成本低；

(4)熔融氛圍(氧化、還原、惰性三種氛圍)可靈活調(diào)節(jié)。

當(dāng)然，等離子體熔融爐也有明顯的不足：

(1)電能耗高；(2)噴槍壽命短；(3)投資較大。

3危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰處理處置存在的主要問題

垃圾焚燒飛灰處理存在的問題主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)水溶性鹽的潛在危害仍未消除，并且未得到有效利用；(2)重金屬污染依舊存在，二次飛灰仍需填埋處理；(3)二噁英焚毀不徹底，劇毒性、致癌性危害依然存在；(4)資源化比例不高、價(jià)值化不高。

3.1水溶性鹽的潛在危害仍未消除

飛灰中的水溶性鹽主要為氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣等，目前的處理工藝都存在三個(gè)問題。(1)在固化填埋后，水溶性鹽會(huì)進(jìn)入滲濾液中，不僅增加滲濾液處理成本，且得到的鹽泥無出路，若鹽泥在進(jìn)行填埋處理，會(huì)造成惡性循環(huán)。(2)在高溫?zé)崽幚磉^程中水溶性鹽存在諸多危害：一是水溶性鹽本身會(huì)揮發(fā)，造成二次飛灰量大；二是水溶性鹽起到氯化揮發(fā)的作用，將重金屬帶入二次飛灰中；三是嚴(yán)重腐蝕設(shè)備和侵蝕耐火材料。

3.2重金屬的潛在污染依舊存在

目前飛灰的處理處置工藝，其重金屬污染依然存在。(1)在常溫穩(wěn)定化/固化填埋中，水溶性鹽會(huì)導(dǎo)致固化體開裂而導(dǎo)致重金屬會(huì)浸出。(2)在高溫?zé)崽幚磉^程中，煙氣量比較大，不僅二次飛灰量大而造成重金屬含量低，難以資源化綜合利用，只能填埋處置。

3.3二噁英的毒性依舊存在

飛灰中的二噁英種類繁多，其毒性當(dāng)量很大，一般在500~25000 ng I-TEQ/kg。飛灰中的二噁英除物理高溫能徹底焚毀處理之外，其它紫外光解法、濕熱氧化法、機(jī)械化學(xué)降解法等都不徹底。而高溫焚毀法目前還在實(shí)驗(yàn)室研究階段，并且在后續(xù)尾氣處理過程中，二噁英仍然會(huì)生成。

3.4資源化比例不高、價(jià)值化不高

資源化比例不高主要體現(xiàn)在：(1)水溶性鹽未有效回收利用，(2)飛灰仍然以填埋為主，(3)高溫固化過程中，二次飛灰中重金屬含量低，仍然需要填埋處置。資源化價(jià)值不高主要體現(xiàn)在飛灰玻璃化熔渣僅僅作為價(jià)值低的路基材料。

3.5現(xiàn)有的填埋處置不能滿足新的入場要求

目前，固化填埋是危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的唯一出路，但是由于飛灰中水溶性鹽一般在30 %左右，將不能滿足新版《危險(xiǎn)廢物填埋污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18598-2019)中水溶性鹽必須小于10 %的入場要求(該標(biāo)準(zhǔn)將于2020年6月1日起實(shí)施)。新標(biāo)標(biāo)的實(shí)施，飛灰中水溶性鹽的資源化綜合勢在必行，其研究也是刻不容緩。

4結(jié)語

固化填埋是目前危險(xiǎn)廢物焚燒飛灰的唯一出路，但是隨著新版的實(shí)施，將不能滿足新的入場要求；而現(xiàn)有的處理處置技術(shù)都不能全部解決目前飛灰存在的問題。從長遠(yuǎn)的角度看，同時(shí)實(shí)現(xiàn)飛灰的減量化、無害化和高價(jià)值化是其處理處置技術(shù)的發(fā)展方向。