城市生活垃圾焚燒飛灰資源化利用的條件分析
隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的加快以及人民生活水平的提高，城市生活垃圾產生量不斷增加，以年均8%-10%的速度遞增，垃圾處理已成為影響城市可持續發展的重要因素之一。
焚燒可使垃圾減量約90%，但垃圾焚燒會生占垃圾總質量5%左右的飛灰，現在對于飛灰處置的要求是，通過無害化、穩定化處置，使得飛灰中浸出液毒性符合國家標準后予以填埋。但是，焚燒飛灰仍采用填埋方式，占用大量土地資源，且其重金屬溶出和劇毒有機物二噁英對環境和人類健康的危害的長期效應需要考證研究，導致幾乎所有城市在安全填埋場的選址上具有很大阻礙。因此，固體廢棄物的資源化利用顯得尤為重要。為此，本文總結了目前國內外飛灰資源化利用的主要途徑進行綜述。
1 建筑材料制作
1.1 水泥及混凝土制作材料
水泥是CaCO3與黏土混合物與其他材料混合經高溫煅燒并研磨而成，傳統生產過程中會消耗大量原料和能量，并排放大量溫室氣體CO2，如果以飛灰替代CaCO3，可以大幅降低由于CaCO3煅燒時所消耗的能量，同時還可以減少CaCO3分解而釋放的CO2。同濟大學施惠生等[1]的研究表明，垃圾焚燒飛灰可以用作水泥原料從而有效地降低其處置成本，減少其對環境造成的二次污染。因為飛灰中含有較高的重金屬和氯化物，這將導致它們在水泥中的含量也增加。更嚴重的是飛灰中的氯化物在水泥回轉窯高溫段揮發，然后在低溫段冷凝而堵塞、腐蝕某些設備，引起設備停產。所以飛灰生產水泥產品時，對飛灰須進行水洗等預處理，降低重金屬和氯化物的含量，以滿足水泥生產的要求[3]。
由于飛灰中含有很多水泥類物質，因此可部分代替混凝土中的水泥。飛灰添加量適宜時，可以提高混凝土的抗壓強度，但同時會導致混凝土硬化時間延長，因此要通過加入速凝劑來加快硬化速度。飛灰也可制成球狀體，代替砂、石用作輕質混凝土的骨料，這種產品抗壓強度低，但隔音隔熱性能較好，一般適合于非結構件[2]。飛灰的摻入會影響混凝土的變異性、耐久性、堿骨料反應和水化熱，必須進行嚴格的質量控制。同時，飛灰作為危險廢物，用于混凝土必須滿足相關的環境標準[3]。
2 巖土工程應用
2.1 瀝青路面
飛灰成分類似于火山灰，因而可以替代瀝青混凝土中的部分細骨料。薛永杰等通過大量試驗證明，飛灰可以應用于瀝青混凝土中。關于摻加飛灰的瀝青混凝土路面對于生態環境的長期影響目前還不得而知。
2.2 路基
飛灰與水泥混合，不僅產生一定的硬度滿足路基材料的要求，同時水泥的水化產物及堿性環境還可以抑制重金屬的滲濾，利于滿足環保的要求，因此可以用垃圾飛灰作為路基材料。飛灰替代部分砂或水泥作為道路填充層或支撐層時，必須執行嚴格的操作控制和配料要求，使所得材料符合建筑原料的要求，否則可能對地表水、地下水和土壤造成二次污染。
2.3 堤壩
堤壩主要是由泥土和石頭類物質構筑而成的，加入石灰或水泥能降低泥土的可壓縮性，增強剪切強度，起到很好的穩定作用。基于飛灰的凝硬化特性，其可代替部分石灰和水泥用于構筑堤壩。由于飛灰的密度比堤壩中其它填充物質小，飛灰用于堤壩可以減小負荷，減輕地基沉降。通過對飛灰進行預水洗可以有效防止對土壤和地下水產生污染。
3 農業利用
由于垃圾飛灰中含有農作物生長所必需的K、P、Cu等元素，可以利用少量飛灰替代化肥來改善土壤。孫成等的研究表明，將飛灰應用于酸性土壤，可提高土壤的pH值，即用飛灰改良酸性土壤是可行的。飛灰的摻加量可根據所生長植物和土壤酸性適當增加或減少，飛灰作為肥料或改良劑的最大問題是植物重金屬富集作用和鹽的影響。
4 其它
4.1 吸附劑
生活垃圾焚燒飛灰和天然沸石、粉煤灰一樣，具有高比表面積，且含有SiO2和Al2O3等礦物質，因此可用于合成人工沸石，其產品可用于化學工業，如吸取不同溶解態的離子和分子，也可用于處理工業廢水吸附重金屬離子，以及吸附農業廢水中的氨離子。
4.2 污泥調理劑
生活垃圾焚燒飛灰作為污泥調理劑已有研究，結果顯示，飛灰降低了污泥的比阻和毛細管吸收時間，克服了污泥中油對脫水的負作用，從而推動污泥的過濾脫水過程。雖然濾出液中重金屬離子濃度增加，但仍符合排放標準，同時指出最佳飛灰使用量為3%-4%。這一做法的缺點是過濾后污泥中重金屬濃度將增加。
為了減少對于環境的污染和緩解填埋場地的緊張狀況，同時可以減少資源的浪費，應研究垃圾殘余物的資源化利用，力求在經濟成本與環境要求中找到最佳平衡點，開發出適宜的飛灰處理技術，并制定相應的飛灰用作路基材料的技術標準，進一步推進我國在飛灰資源化利用方面的技術開發。針對國內不同類型垃圾焚燒爐產生飛灰的理化特性，在飛灰的資源化利用時，應根據具體情況做出不同的處理措施。
參考文獻
[1]施惠生.利用城市垃圾焚燒飛灰煅燒水泥熟料初探[J]. 水泥， 2004， (11)： 1-4.
[2]倪靜，趙由才.城市生活垃圾焚燒飛灰的處理與綜合利用[J].環境衛生工程，2006，14(6)：20-23.
[3]朱永春，李亞增.飛灰在混凝土中的作用及影響[J].林業科技情報，1995(2)：42-43.
作者簡介：王威 (1980-)，男，工程師，現從事環境科研工作.
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