城市生活垃圾焚燒飛灰資源化利用的條件分析
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快以及人民生活水平的提高,，城市生活垃圾產(chǎn)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(xù)發(fā)展的重要因素之一,。
焚燒可使垃圾減量約90%,，但垃圾焚燒會(huì)生占垃圾總質(zhì)量5%左右的飛灰，現(xiàn)在對(duì)于飛灰處置的要求是,，通過(guò)無(wú)害化,、穩(wěn)定化處置，使得飛灰中浸出液毒性符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(jī)物二噁英對(duì)環(huán)境和人類健康的危害的長(zhǎng)期效應(yīng)需要考證研究,，導(dǎo)致幾乎所有城市在安全填埋場(chǎng)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(jié)了目前國(guó)內(nèi)外飛灰資源化利用的主要途徑進(jìn)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(jīng)高溫煅燒并研磨而成,，傳統(tǒng)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)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(shí)所消耗的能量，同時(shí)還可以減少CaCO3分解而釋放的CO2,。同濟(jì)大學(xué)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(duì)環(huán)境造成的二次污染,。因?yàn)轱w灰中含有較高的重金屬和氯化物，這將導(dǎo)致它們?cè)谒嘀械暮恳苍黾?。更?yán)重的是飛灰中的氯化物在水泥回轉(zhuǎn)窯高溫段揮發(fā),，然后在低溫段冷凝而堵塞、腐蝕某些設(shè)備,，引起設(shè)備停產(chǎn),。所以飛灰生產(chǎn)水泥產(chǎn)品時(shí)，對(duì)飛灰須進(jìn)行水洗等預(yù)處理,，降低重金屬和氯化物的含量,，以滿足水泥生產(chǎn)的要求[3],。
由于飛灰中含有很多水泥類物質(zhì)，因此可部分代替混凝土中的水泥,。飛灰添加量適宜時(shí),，可以提高混凝土的抗壓強(qiáng)度，但同時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土硬化時(shí)間延長(zhǎng),，因此要通過(guò)加入速凝劑來(lái)加快硬化速度,。飛灰也可制成球狀體，代替砂,、石用作輕質(zhì)混凝土的骨料,，這種產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度低，但隔音隔熱性能較好,，一般適合于非結(jié)構(gòu)件[2],。飛灰的摻入會(huì)影響混凝土的變異性、耐久性,、堿骨料反應(yīng)和水化熱,，必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。同時(shí),，飛灰作為危險(xiǎn)廢物,，用于混凝土必須滿足相關(guān)的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)[3]。
2 巖土工程應(yīng)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(xì)骨料,。薛永杰等通過(guò)大量試驗(yàn)證明，飛灰可以應(yīng)用于瀝青混凝土中,。關(guān)于摻加飛灰的瀝青混凝土路面對(duì)于生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)期影響目前還不得而知,。
2.2 路基
飛灰與水泥混合，不僅產(chǎn)生一定的硬度滿足路基材料的要求,，同時(shí)水泥的水化產(chǎn)物及堿性環(huán)境還可以抑制重金屬的滲濾,，利于滿足環(huán)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(shí),，必須執(zhí)行嚴(yán)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(duì)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(zhì)構(gòu)筑而成的,，加入石灰或水泥能降低泥土的可壓縮性,，增強(qiáng)剪切強(qiáng)度，起到很好的穩(wěn)定作用?；陲w灰的凝硬化特性,，其可代替部分石灰和水泥用于構(gòu)筑堤壩。由于飛灰的密度比堤壩中其它填充物質(zhì)小,，飛灰用于堤壩可以減小負(fù)荷,，減輕地基沉降。通過(guò)對(duì)飛灰進(jìn)行預(yù)水洗可以有效防止對(duì)土壤和地下水產(chǎn)生污染,。
3 農(nóng)業(yè)利用
由于垃圾飛灰中含有農(nóng)作物生長(zhǎng)所必需的K,、P、Cu等元素,，可以利用少量飛灰替代化肥來(lái)改善土壤,。孫成等的研究表明，將飛灰應(yīng)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(jù)所生長(zhǎng)植物和土壤酸性適當(dāng)增加或減少,，飛灰作為肥料或改良劑的最大問(wèn)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(zhì)，因此可用于合成人工沸石,，其產(chǎn)品可用于化學(xué)工業(yè),，如吸取不同溶解態(tài)的離子和分子，也可用于處理工業(yè)廢水吸附重金屬離子,，以及吸附農(nóng)業(yè)廢水中的氨離子,。
4.2 污泥調(diào)理劑
生活垃圾焚燒飛灰作為污泥調(diào)理劑已有研究，結(jié)果顯示,，飛灰降低了污泥的比阻和毛細(xì)管吸收時(shí)間,，克服了污泥中油對(duì)脫水的負(fù)作用，從而推動(dòng)污泥的過(guò)濾脫水過(guò)程,。雖然濾出液中重金屬離子濃度增加,，但仍符合排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)指出最佳飛灰使用量為3%-4%,。這一做法的缺點(diǎn)是過(guò)濾后污泥中重金屬濃度將增加,。
為了減少對(duì)于環(huán)境的污染和緩解填埋場(chǎng)地的緊張狀況，同時(shí)可以減少資源的浪費(fèi),，應(yīng)研究垃圾殘余物的資源化利用,，力求在經(jīng)濟(jì)成本與環(huán)境要求中找到最佳平衡點(diǎn)，開發(fā)出適宜的飛灰處理技術(shù),，并制定相應(yīng)的飛灰用作路基材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)在飛灰資源化利用方面的技術(shù)開發(fā)。針對(duì)國(guó)內(nèi)不同類型垃圾焚燒爐產(chǎn)生飛灰的理化特性,，在飛灰的資源化利用時(shí),，應(yīng)根據(jù)具體情況做出不同的處理措施。
參考文獻(xiàn)
[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(huán)境衛(wèi)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(yè)科技情報(bào),，1995(2)：42-43.
作者簡(jiǎn)介：王威 (1980-),，男，工程師,，現(xiàn)從事環(huán)境科研工作.
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