垃圾焚烧飞灰特性及资源化利用研究.doc
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1、垃圾焚烧飞灰特性及资源化利用研究摘要:生活垃圾焚烧飞灰含有重金属等有毒物质属于危险废物,且其产生量约为垃圾焚烧量的3%5%,因此焚烧飞灰的资源化妥善处置利用成为亟待解决的问题。本文针对垃圾焚烧飞灰的组成特性进行归纳总结,同时综述了生活垃圾焚烧飞灰在道路工程中资源化利用的现状。引言城市生活垃圾焚烧法具有最大限度的减量化、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,同时由于垃圾焚烧技术兴起所带来的焚烧残留物的分量也逐渐增大,焚烧后产生的灰渣约占原生垃圾质量的20%30 %1。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,其中底灰主要
2、是垃圾经焚烧之后在炉床上收集到的残留物;飞灰主要是在垃圾焚烧炉中烟气净化系统中收集到的细颗粒粉末物质,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,焚烧飞灰的资源化妥善处置利用成为亟待解决的问题。1 生活垃圾焚烧飞灰特性研究城市生活垃圾焚烧飞灰是在烟气净化装置收集的细颗粒物质,一般呈灰色或深灰色,飞灰颗粒分布较均匀,粒径小于300m,主要范围在54m-74m之间。焚烧飞灰的表面粗糙,且多以不规则颗粒物形态存在,有球形状、针状、片状以及一些不规则凝聚状,同时飞灰凝聚力较大,大颗粒上吸附了粒径更小的颗粒物,大小颗粒物附
3、着结合较为紧密,堆积成团,颗粒性并不明显2。科研人员利用XRF和XRD分析检测飞灰的主要化学成分,结果表明,飞灰主要由CaO、MgO、SiO2、Fe2O3和Al2O3等重金属氧化物组成,属于SiO2-Al2O3-金属氧化物体系。为进一步分析飞灰中的元素成分,研究人员通过研究均发现,飞灰的主要组成元素为Si、Ca、Al、Mg,此外还含有少量Zn、 Pb、Cu、Cr、Ni 等重金属元素。而飞灰中各重金属含量差异很大,其中Zn、Pb、Cu、Cr 和 Cd等含量较高。同时研究发现对于不同重金属的主要化学形态相差较大,焚烧飞灰中的Cr、Ni、Zn、Mn相对比较稳定,其他元素如Cd、Cu和Pb的不稳定态所
4、占比例很高,尤其是Cd,其不稳定态占了绝大多数。2 生活垃圾焚烧飞灰资源化利用垃圾焚烧飞灰的主要组成成分是CaO、MgO、SiO2、Fe2O3和Al2O3等重金属氧化物组成,属于SiO2-Al2O3-金属氧化物体系,且飞灰年产量可观,具有资源化利用的巨大潜能。目前,很多国外学者研究飞灰资源化利用的可行性。2.1 焚烧飞灰在水泥中的应用起初科研人员将焚烧飞灰掺入水泥浆和砂浆中进行实验研究,研究表明焚烧飞灰增加了砂浆凝结时间,在水泥砂浆中掺入飞灰(相对于水泥质量而言,最高可达15),可在7、28和90天后提高其强度。超过15,焚烧飞灰会导致强度略有下降,这可能部分是由于水泥浆和焚烧飞灰之间的粘结力
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