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垃圾焚烧发电技术作为垃圾减量化处理的有效方法之一，是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧，释放出热能，余热回收可供热或发电。烟气净化后排出，少量剩余残渣排出填埋或作其他用途。焚烧处理技术特点是处理量大、减容性好、无害化彻底，且有热能回收作用。因此，对生活垃圾实行焚烧处理是无害化、减量化和资源化的有效处理方式。世界各国普遍采用这种垃圾处理技术。随着我国垃圾焚烧处理的迅猛发展，焚烧飞灰产量巨大，开发焚烧飞灰处理技术将成为近年来环保领域研究的热点之一。垃圾焚烧飞灰是指在垃圾焚烧厂的烟气净化系统（APC）中收集而得的残余物，一般包括除尘器飞灰和吸收塔飞灰。飞灰中含有烟道灰、加入的化学药剂及化学反应产物。焚烧飞灰作为一种高比表面积物质，它不但富集大量的汞、铅和镉等有毒重金属，而且也富集了大量的二噁英类物质，是一种同时具有重金属危害特性和环境持久性有机毒性无危害特性的双料危险废物，对人体健康和生态环境具有极大的危害性
但由于垃圾焚烧飞灰中含有较高浓度的二噁英和重金属，属于危险固体废弃物，直接填埋会对周边环境造成严重二次污染，因此，需要对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理处置。
目前飞灰处理处置方法主要有：固化/稳定化，包括水泥固化、沥青固化、熔融固化、化学药剂固化/稳定化，固化体达到浸出标准后填埋或资源化利用；将重金属提取，包括酸提取、碱提取、生物及生物制剂提取、高温提取，提取后对重金属可以进行资源化利用。本文研究了城市生活垃圾焚烧飞灰的成型特性及可加工机理，对利用挤压设备对固化后飞灰成型工艺和设备进行了试用研究，形成了系列飞灰成型设备
1飞灰的物理、化学性质
飞灰是含水率很低的细小尘粒，呈浅灰色粉末状。一般所取灰样的含水率为10%~23%，热灼减率为34%~51%。飞灰的粒径大小不均，是由颗粒物、反应产物、未反应产物和冷凝产物聚集而成的不规则物体，但总的来说，粒径较小，基本在100μm以下，表面粗糙，呈多角质状（irregular angularity），孔隙率较高，比表面积较大，使Pb和Cd等易挥发性金属易在其表面凝结富集。焚烧飞灰的主要化学成分如下：SiO224.5%，Fe2O34.01%，Al2O37.42%，TiO20.62%，CaO33.37%，MgO2.72%，SO312.03%，CaO0.5%，Cl10.56%。从中可以看出，焚烧飞灰中的主要化学成分是CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3。
2飞灰的重金属含量及浸出毒性
固体废物的浸出毒性是判别废物是否有害的重要依据。我国某垃圾焚烧厂重金属浸出毒性见表1，从表1中可以看出焚烧飞灰浸出液中Zn、Pb、Cd和Cr的浓度高于固体废物浸出毒性鉴别标准。正是因为这一点使焚烧飞灰被普遍认为是一种危险废物，必须对此进行稳定化处理。
从表1中可以看出，焚烧飞灰中各种重金属的含量大不相同，其中Zn、Pb、Cu、Cr和Cd等有害物质浓度较高。这与焚烧温度和各种重金属物质的蒸发点有关，蒸发点低于焚烧温度的重金属物质全部能蒸发出来，进入烟气。烟气中的重金属物质，随烟气温度的降低凝结成均匀的小颗粒并凝结于烟气中的烟尘上，最后一起被烟气除尘设备捕集下来形成焚烧飞灰。3垃圾焚烧飞灰的处理技术现状
随着我国经济的高速发展，城市化水平和人民生活水平的不断提高，城市垃圾产生量与日俱增。城市生活垃圾的基本处理方式有填埋、焚烧和堆肥。其中，焚烧法可使垃圾减容90%，减量75%，可以杀死所有的病原微生物和寄生虫卵，产生的热能可以回收利用，能够最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化、资源化，而且占用土地资源最少。焚烧法对于持续、稳定、安全、可靠地消纳大量的城市生活垃圾，改善城市人的居住环境，保障经济可持续发展，无疑起着重要作用。
然而，垃圾焚烧产生的飞灰中含有大量的有毒重金属（Cr，Pb，Cu等），属于国家规定的危险废物，在进入危险废物填埋场之前必须经过稳定化/固化处理。目前国内垃圾焚烧飞灰处理技术普遍采用加螯合剂固化后进入填埋场分区填埋。
目前，国内垃圾焚烧飞灰的处理技术是采用主要依赖有机或无机螯合剂固定重金属，检测合格后进入填埋场分区填埋。使用的设备及处置流程是强力搅拌、转运、暂存等。在上述环节中，均存在少量的飞灰二次污染，尤其是飞灰的暂存、转运等工作，由于飞灰中的水分丢失，到达填埋厂后不能随时覆盖，又会造成风吹扩散。为了实现垃圾焚烧全过程环境风险控制，研发和推广飞灰成型技术与设备非常必要。
针对飞灰固化后成型，国内规模较大的垃圾焚烧处理厂也在进行一些有益的尝试。比如采用的吨袋包装、大砌块等方式。见下图：
飞灰造粒技术与设备鲜有报道，我们在充分市场调研技术上确定研发飞灰成型的造粒技术与系列设备。
几种成型技术与设备优缺点对比表：
在研发造粒设备过程中，我们分别通过使用成型设备结构、飞灰中水分及螯合剂掺比、挤压力、挤压速度等方面入手，收集成型率和连续运行不堵塞试验数据，通过实验对比数据，以成型60*30mm扁圆形颗粒成功率最高，且方便堆放与运输。飞灰螯合剂加入不能超过3%，水分30%最佳；挤压力与球的硬度相关，为了提高成球率，压缩比60∽70%。成型模具表面采用特殊高分子不沾灰材料处理，确保在连续生产过程中不沾灰、不堵塞。
为了实现飞灰运输过程中的安全，要求球团具有一定的强度，经过对比和测试，球团经过24小时后，由于水分的散失和挤压力的原因，变得异常坚硬，不会产生破碎。
成型后堆放以前的堆放状态
4结束语
我国现有垃圾焚烧厂含有重金属、二噁英等的垃圾焚烧灰，堆存或简单处理极易造成严重的环境污染，应发展适宜的焚烧灰成型处理配套设施。
由于中国的生活垃圾未进行分类收集的，垃圾焚烧灰与国外有一定的区别，不能直接引进外国技术，应结合垃圾焚烧灰的组成、生活垃圾处理规模、能量来源、建设投资费、运行费用、操作复杂性等方面来综合考虑，使用符合中国国情的飞灰处置技术与装备，做到安全、经济、实用、可靠。（作者单位：光大国际环保能源潍坊有限公司，262737）
