城市生活垃圾焚烧法具有最大限度的实现减量化、无害化、资源化等优势，在我国城市中的应用日益递增，并逐渐成为优先推荐的生活垃圾处理方式。垃圾焚烧技术兴起所带来的焚烧残留物量也逐渐增大，焚烧后产生的灰渣约占原生垃圾质量的20%—30%。而垃圾焚烧的残留物根据在垃圾焚烧系统中收集的位置不同分为底灰与飞灰，其中飞灰约占垃圾焚烧残留物总量的10%—20%，同时焚烧飞灰中含有可浸出重金属以及二噁英类等难以自然降解的有毒物质，属于危险废物。因此，焚烧飞灰的无害化处理及资源化利用至关重要。

　　一、飞灰的基础特性

　　飞灰主要包括烟气净化系统飞灰和锅炉飞灰。垃圾焚烧飞灰呈灰白色或深灰色细小粉末，一般呈棒状、多角质状、棉絮状等不定形状态，具有含水率低、颗粒粒径大小不一、孔隙率高及比表面积大的特点。因烟气脱硫脱硝过程中喷射出大量消石灰等碱性物质导致飞灰具有很高的酸缓冲能力和腐蚀性。飞灰的理化性质随焚烧厂原料、焚烧方式以及烟气净化系统的不同而发生变化。

　　课题组对流化床飞灰和炉排炉飞灰主要成分进行了分析，从元素组成角度看，流化床飞灰主要含有Ca、Si、Al、Cl、Fe等成分，炉排炉飞灰主要成分以Ca、Cl、Na、K等为主，炉排炉飞灰的氯含量大约是流化床飞灰的4倍。从物质组成的角度分析，流化床飞灰主要以SiO₂、MgO、Fe₂O₃、氯盐（NaCl、KCl）等为主，而炉排炉飞灰则以氯盐、CaCO₃为主。

　　二、飞灰的处理方法

　　（一）化学处理

　　飞灰的稳定可以采用化学稳定的方式，将飞灰与某些化学药剂混合，使其溶解度低及毒性低。化学药剂可以降低飞灰中的重金属含量，抑制飞灰中的重金属溶解。其中常用的是有机和无机两类。有机药剂以乙二胺四醋酸为主，而无机药剂则以硫脲为主。在有机药剂的作用下，pH值会发生变化，金属会出现不同程度的沉淀，而且有些重金属还会与有机药剂中的某些元素相结合，从而降低飞灰中的重金属含量。无机药剂可以在飞灰的表面形成一层新的保护膜，防止飞灰中的重金属溶解，如果温度太高，飞灰中的重金属就会被分解。此时可以用硫脲等物质来控制可溶性的重金属，使其不溶于水，从而保证了重金属的不溶解。采用化学方法对飞灰进行处理，得到的飞灰中重金属的浸出率基本满足要求，但由于许多极端条件下飞灰的处理效果不能满足要求，因此在实际应用中要针对飞灰中的重金属含量，选用不同的化学药剂。

　　（二）高温处理

　　飞灰的高温处理，就是将飞灰烧成玻璃状，将其中的有毒物质熔化。由于温度过高，重金属会被束缚在硅片的网格中，使其处于一种稳定状态。在不同的加热速度和粒径情况下，熔化效果相差很大，在高温条件下，粒径越大，产生的机械性能越好。许多金属的蒸发量很大，而且二氧化硅的晶格对重金属有很大的束缚作用。目前我国对飞灰的熔化特性的研究较晚，没有足够的经验，所以目前的研究重点是飞灰的物理、化学性能。而对于飞灰熔渣的性质及飞灰熔化过程中所产生的废气，几乎没有太多的记载。

　　（三）水泥固化

　　飞灰可以通过水泥、砂等材料和水的混合，在一定的比例下进行搅拌，从而实现固化。由于飞灰中含有高含量的氯离子，会严重阻碍后期的水泥硬化，因此飞灰在进行水泥硬化时，必须先进行水洗，除去飞灰中的可溶性盐。由于水泥浆液具有较高的pH值，因此重金属极有可能与氢氧化物发生反应，从而形成钙盐。当水泥浆进行结构强化时，锌将代替钙，生成含锌、钙的氧化物，而铅主要出现在水泥熟料的表面。由于铅的化学成分多为非溶解物质，因而具有较低的表面能，对水泥的水化作用具有一定的抑制作用。飞灰中的重金属离子可以降低水泥的凝固速度，而氯离子又可以加速水泥的凝固，当二者结合在一起时，水泥的凝固时间不会发生太大改变。结果表明，将飞灰按一定比例加入水泥，固化后的泥浆中重金属的浸出量就不会对环境产生危害。同时，随着时间的推移，土壤中的重金属含量也逐渐降低。

　　三、飞灰资源利用措施

　　（一）运用于建筑材料

　　由于垃圾焚烧飞灰的主要成分与水泥生产所需的原料相近，因此可用于替代部分原料来烧制水泥熟料。将飞灰直接掺入水泥中替代部分水泥生成水泥固化体，在熟料煅烧过程中，将重金属固化在水泥熟料中，有效阻止了飞灰中重金属的溶出，整个过程无灰渣产生，避免了二次污染的产生。飞灰矿渣硅酸盐水泥是我国主要水泥品种，节能降耗，降低了处理费用，日益短缺的水泥生产原材料也因飞灰的加入实现了部分代替。在水泥回转窑的高温煅烧过程易引发堵塞腐蚀等问题。因此，在水泥制品的制造过程中，必须对飞灰进行水洗，有效减少金属和氯化物，保证混凝土品质，达到环保目的。

　　（二）岩土工程利用

　　飞灰是一种与火山灰相似的物质，可以用作沥青路面的一些细集料。大量试验证明飞灰在沥青混凝土中的应用，能有效降低能耗，减少物料浪费，节约土地资源。目前有关沥青路使用飞灰对环境的影响以及对人类健康的危害没有得到充分证实。

　　在路基物料中可以充分利用飞灰，掺水泥后达到地基强度要求，阻止金属渗入替代水泥沙子，起到填充层的支撑作用。在实际操作中，按照施工工艺的需要，确保不会对地下水和土壤造成二次污染。飞灰也可用于筑坝的建筑材料。堤坝的主体材料是黏土和岩石，如果添加了石灰，不但可以将垃圾焚烧后的废物进行再利用，还可以减少土壤的可塑性，增强大坝的强度和韧性，从而保证大坝的稳定性。在实际应用中要对飞灰进行预清洗，以达到防止土壤及地下水流失的目的。

　　（三）农业利用

　　飞灰含钾等元素，可用作肥料促进作物生长，在实际种植时可选用少量飞灰作为肥料，能有效改善土壤生态。同时根据不同作物种类和土壤的酸碱度合理地混合飞灰，有助于提高农业技术水平。使用时应注意其重金属含量和盐类的影响进行合理配比，深入研究以安全利用飞灰。

　　（四）用于吸附剂

　　生活垃圾燃烧后，会产生一种类似于粉煤灰和天然沸石的飞灰，它的表面含有大量的氧化铝、氧化硅等矿物，被称为人造沸石。

　　（五）污泥调理剂

　　通过对飞灰的具体分析，发现使用飞灰可有效减小淤泥的比阻力，经过这种转化可克服污泥脱水的负面影响加快污泥过滤和脱水的速度，虽然会增加滤池中的金属成分，但是也能达到相应的要求。

　　四、结束语

　　垃圾焚烧飞灰特性复杂，危害严重。飞灰处理方法的选择应在保证无害化的前提下，考虑资源的综合利用，从而达到将环境风险降至最低的目的。根据具体情况采取有针对性的处置措施是我国生活垃圾焚烧飞灰处置的现实选择。