1 前言

随着经济的快速发展，城镇化现象越来越普遍，城市生活垃圾的产生量也越来越多，对于生活垃圾的处理处置就变得很重要，目前对于城市生活垃圾的处理方法主要有堆肥、填埋和焚烧，堆肥的投资较低，技术简单，有利于实现资源的循环利用和无害化^[1]，但是对于垃圾分类要求高，会产生臭气，而且经济成本较高；填埋法的技术成熟，灵活性强，运行操作简单，处理量大，但是选址困难，对土地面积依赖大，影响周边环境；焚烧处理可以实现减量化、资源化和无害化^[2]，又能解决环境污染问题，减少了空间容量，还可以消灭各种病原体，运行稳定，处理时间短，可以回收利用热能等优点，所以在处理垃圾方面发展迅速。但是，生活垃圾焚烧过程中产生大量的飞灰(约占焚烧垃圾总量的3%～5%)，飞灰中含有大量的有毒重金属，还有二噁英等剧毒有机物。因此，如何妥善处置垃圾焚烧飞灰受到各国环保部门的关注，成为环保领域的热点和难题。

2 飞灰的性质及危害

垃圾焚烧所产生的焚烧飞灰是在烟气净化系统(APC)和热回收利用系统（如节热器、锅炉等)中收集而得到的残余物，飞灰一般呈灰色的细小粉末，粒径小于300um，颗粒形态多样，飞灰的比表面积高，易富集大量的毒性重金属^[3]；飞灰的PH值最高达到12.8，一般为碱性；从飞灰的组成元素看，Si、Al、Ca为主要元素，除此之外，还含有Na、Fe、Cl等元素^[4]。

飞灰的危害主要有三个方面：一是溶解盐问题，城市垃圾焚烧厂焚烧的垃圾主要是由生活垃圾组成，这些生活垃圾大部分是餐厨垃圾和塑料垃圾，因此飞灰中的溶解盐质量分数较高，其中氯盐最高^[5]，大部分为Ca、K、Na的氯化物，高含量的氯化物在处置时产生水体污染，增加飞灰中毒性污染物浸出的危险，氯盐是飞灰资源化利用过程的难题，因此对于氯盐的处理处置不容忽视；二是二噁英污染，垃圾焚烧飞灰中二噁英含量较高，二噁英属于剧毒污染物会影响人类健康和环境^[6]；三是重金属污染，飞灰中含有Pb、Cd、Cr、Hg等重金属污染元素，因此飞灰表现出一定的毒性，易产生二次污染。

3 焚烧飞灰处置技术

3.1 水泥固化技术

对于无害化处理后的飞灰，在过去的几十年里，水泥固化法的应用最为广泛^[7]，飞灰和水泥在一定条件下发生水化反应，形成具有重金属浸出率低且长期稳定的水化硅酸钙产物，才可以进行填埋。飞灰中含有水泥类物质，可作为混凝土中水泥的替代品^[8]，水泥固化是通过固化的手段将飞灰中的重金属包裹在水化硅酸盐中，从而降低毒性重金属浸出，水泥固化减少了有毒固化废物的表面积和降低有毒化合物的可渗透性^[9]，水泥固化有工艺简单、操作方便等优点，但是固化效果不好，无法实现有机化合物的降解，容易导致产物体积增大，这就需要大量的填埋场地，而且处理后的飞灰的物化稳定性差，飞灰中的二噁英没有降解，飞灰还有特殊的盐类，会导致有毒物质浸出率高、难再利用等问题。

3.2化学药剂稳定法

化学药剂稳定法是利用化学药剂的化学反应，使飞灰中的有毒有害物质发生沉淀、絮凝和螯合等作用，从而降低飞灰重金属浸出毒性和迁移转换的可能性，化学药剂法在处置飞灰的同时，不仅实现了飞灰的无害化处理，而且有利于实现少增容或无增容，改进药剂的性能有助于提高处置产物的稳定性，减少二次污染，并且提高了飞灰处置效率和规模化处理^[10]。常用的化学稳定剂有无机类和有机类螯合剂，无机药剂有石膏、硅酸盐、磷酸盐、硅胶、漂白粉等，无机类药剂对环境酸度适应能力较差，所需添加量较大，固化效果一般，而且废弃物中的重金属会浸出，从而产生二次污染。有机类主要以螯合剂为主，包括多聚磷酸盐、柠檬酸盐、甲壳素衍生物等。垃圾焚烧飞灰组分及重金属形态的复杂性，使得很难选择到合适的化学稳定剂，所以化学稳定剂的应用并没有实现规模化，且化学药剂对二噁英及溶解盐的稳定作用较小^[11]。