城市垃圾焚烧飞灰处理方法水泥固化.doc

《城市垃圾焚烧飞灰处理方法水泥固化.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、城市垃圾焚烧飞灰处理方法——水泥固化摘要：垃圾焚烧处理的广泛应用使得飞灰引起的污染问题成为焦点，水泥固化是一种行之有效的稳定化方法。介绍了近年来国内外水泥固化垃圾焚烧飞灰的研究进展，并总结了固化过程中需要注意的重金属和安定性等问题，最后指出了水泥固化技术的发展方向。关键词：垃圾焚烧；飞灰；水泥；固化焚烧是一种高温热处理技术，由于焚烧处理可以实现城市垃圾热能回收、减容、减重等目的，因而得到较快发展。焚烧处理后产生的灰渣分为飞灰和底渣，后者已经被广泛应用于筑路、制砖、玻璃制造以及混凝土生产等方面。然而产生的飞灰由于含

2、有Zn、Pb、Cu、Cr等重金属和二恶英等剧毒有机污染物，对人体健康和生态环境具有极大的危害性。故对于垃圾焚烧飞灰要求经过固化／稳定化之后进行安全填埋。Masashi[5]研究将飞灰和水泥混合，经水化作用形成坚硬的水泥固化体；Katsuno-ri采用高温熔融工艺固化垃圾焚烧飞灰；宋立杰还采用硫化钠和硫脉对垃圾焚烧飞灰进行了化学药剂稳定化处理。水泥固化与其他固化／稳定化方法相比，在技术和经济上更具可行性，具有操作管理简单、安全可靠、运行费用低廉等特点，国内外同行对此做出了许多卓有成效的工作。本文对国内外水泥固化垃圾

3、焚烧飞灰的研究进展进行了综述。1垃圾焚烧飞灰的物理化学性质1.1物理性质飞灰是由烟器净化系统(Airpollutioncontrolsystem，APC）收集的细颗粒物质，大约占灰渣总质量的1000～20％。刚捕集下来的飞灰通常是含水率较低的细小尘粒，颜色从白色到灰色和黑色不等，其形状有扁平和圆形的，也有球形的。1.2化学性质无机化学性质垃圾焚烧飞灰中的主要元素为O、Si、Ca、Al、Cl、Na、K、S、Fe。飞灰中可溶性盐含量较高，其总溶解盐浓度比饮用水标准高出几个数量级，因此飞灰在填埋时，需要注意其溶解盐问题

4、。另外，由于垃圾成分的不确定性，不同焚烧厂产生的飞灰化学组成不同，同一焚烧厂不同时间产生的飞灰，其化学组成的差别也较大。有机化学性质飞灰中含有少量的二恶英和呋喃，含量见表1。通过电镜观察发现，其中大部分飞灰中的有机物是未燃尽的城市固体废物。表1垃圾焚烧渣中痕量有机污染物(ng/g)重金属浸出特性飞灰中含有Zn、Pb、Cu、Cr等有害重金属，这些元素主要来自居民垃圾（如小型铅蓄电池、镍镉电池，含铜、镉、砷的木材以及含锑的防火产品等）。如Hg、Cd等蒸气压高、沸点低的易挥发元素，常常在飞灰中富集；Fe、Cu、Ni等难

5、挥发的元素则滞留于底渣中，它们在飞灰中的出现主要是靠飞灰颗粒的携带完成的。2水泥固化技术水泥固化是将垃圾焚烧飞灰和水泥按一定比例混合，加入适量的水，经水化反应后形成坚硬的水泥固化体的方法，可以达到降低飞灰中危险成分浸出毒性的目的。基本原理在于通过固化包容，减少飞灰的表面积和降低其可渗透性，达到稳定化、无害化的目的。根据国内外学者所做的研究工作，笔者大致将其分为两类。2.9处理与处置Line研究了3种不同的水泥对垃圾焚烧飞灰的固化作用。研究表明，飞灰掺量在10％～40％时，水泥的初凝和终凝时间会有不同程度的延长。另

6、外，飞灰的引入会使试样整体强度的增长放缓，飞灰掺量在10％～20％时，混合体的强度与相应的纯水泥的强度相比没有明显下降，TCLP的测试也符合美国环保署的标准。Jasmine设法使用尽可能少的水泥将焚烧飞灰固化，焚烧飞灰取自我国东部某城市，采用了飞灰比例分别为91％和77％的两组样品试验。在水灰比为0.5时，试块的重金属浸出浓度符合我国标准，强度值也符合垃圾填埋装卸和运输的标准。在水灰比为0.4时，77％飞灰掺量的水泥试块对于Pb的固化效果有了显著的提高，jasmine认为这是由于减少用水量以后，水泥浆的密度提高进

7、而使浆体结构更趋于紧密。水泥固化是对垃圾焚烧飞灰有效的处理处置方法之一，美国环保署已将水泥基材料固化列为处理有毒有害废物的最佳技术。目前国内外对垃圾焚烧飞灰的处置着重于无害化处理后作为废弃物进行填埋，但是这种处理处置方式存在如下问题：①处理后废物体积增加；②新的填埋场有限；③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。因此，根据循环经济的理念，寻找合适的垃圾焚烧飞灰资源化途径，已经成为解决飞灰污染问题的当务之急。2.2资源化利用垃圾焚烧飞灰的主要成分为SiO2、Al2O

8、3、Fe2O3和CaO等，与目前常用的高炉矿渣、粉煤灰等辅助性胶凝材料组成十分类似，而且飞灰颗粒微细，易与其他物质反应生成新的物相，因此有望将垃圾焚烧飞灰开发成一种辅助性胶凝材料与水泥共用，实现其资源化利用，减轻填埋场的负担。针对垃圾焚烧飞灰与水泥共用过程中出现的诸如力学强度不足、体积安定性不良、凝结时间增长等缺点，国内外学者在垃圾焚烧飞灰胶凝材料化方面做了很多研究，为垃