郑仁栋，袁璐韫，唐素琴，黄知广

（杭州市环境集团有限公司，浙江杭州310022）

生活垃圾焚烧飞灰重金属稳定化技术研究*

郑仁栋，袁璐韫，唐素琴，黄知广

（杭州市环境集团有限公司，浙江杭州310022）

例举国内4种生活垃圾焚烧飞灰处理技术，并分析其优缺点；确定焚烧飞灰螯合稳定化卫生填埋技术作为本次研究工艺路径，取样分析检测炉排炉焚烧飞灰12项重金属浸出液浓度；选取超标重金属作为重点螯合对象，通过3种不同厂家螯合剂，在相同比例下，研究分析螯合剂最佳厂家及在不同比例添加量下，重金属符合标准限值的最佳添加量。

焚烧飞灰；重金属；卫生填埋；螯合剂

1　垃圾焚烧飞灰处理技术

1.1飞灰螯合稳定化——卫生填埋

该技术是通过添加螯合剂，稳定化飞灰中重金属，使其指标符合GB 16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准6.3项中表1限值。螯合后的飞灰重金属长期稳定性好、处理成本低。目前该技术已成为国内主流工艺［1-2］。

1.2水泥固化——危废填埋

通过填埋水泥，使飞灰中重金属固化，而后进入危废填埋场填埋处置。危废填埋场库容小、处置成本高，并且仅经水泥固化后飞灰重金属长期稳定性差，易发生超标现象。因此，该工艺仅作为飞灰处置应急措施［3］。

1.3飞灰熔融处理技术

利用高温和添加玻璃，使飞灰熔融后形成玻璃体，可有效去除二恶英及固化重金属。但在高温条件下会产生含有Pb、Zn、Cd等易挥发重金属的废气，需设置后续烟气处理装置，且工艺复杂、能源消耗大、处理成本高。该技术在日本应用较多，国内因垃圾处理补贴费用低，制约其推广应用［4］。

1.4水泥窑协同处理技术

利用水泥窑高温条件，飞灰可替代水泥部分原料的前提下，进行协同处理。但飞灰中含有约20%可溶性盐，易造成水泥窑结焦，同时飞灰中含有大量氯离子，对后续水泥产品品质影响，易腐蚀钢筋等材料。因此，协同处理前必须对飞灰进行预处理。目前，该工艺尚处于科研阶段［5］。

2　焚烧飞灰重金属含量分析

通过上述飞灰处理技术分析，本次研究方向为飞灰螯合稳定化进入卫生填埋场。该技术的关键问题在于如何螯合飞灰中重金属。根据生活垃圾填埋场污染控制标准GB 16889—2008 6.3项中表1-1要求，进入卫生填埋场，其重金属指标必须低于标准限值。流化床焚烧炉飞灰产生量远高于炉排炉，其飞灰中重金属含量因其飞灰产生量大，对重金属起到稀释作用，因此炉排炉飞灰重金属含量高，处理难度大，作为本次研究对象。采集杭州绿能环保发电厂飞灰，并委托谱尼第三方机构进行检测。根据表1可知，12项重金属指标有2项指标超出卫生填埋限值，分别为铅17.8 mg/L、镉4.97 mg/L。后续经过大量的取样分析及结合国内其他飞灰重金属检测分析，飞灰重金属易超标的主要是铅、镉及六价铬3项。因此在日常飞灰螯合填埋项目运营过程中，只需对这3项指标进行定期检测［6-7］。

表1　原飞灰浸出液重金属浓度mg/L

3　飞灰螯合实验

根据目前国内市场上常用螯合剂类型，选择了3家螯合剂厂家，分别为苏州世普瑞环保科技有限公司（1号螯合剂）、上海康恒环境工程有限公司（2号螯合剂）、广州希洁环保科技有限公司（3号螯合剂）。螯合实验步骤：首先取400 g飞灰，自来水按30%比例添加，然后3家螯合剂添加比例分别为1%、2%、3%、4%、5%，分别混合后放入水泥砂浆搅拌机30 min搅拌，最后委托谱尼再次对其进行检测，检测结果见图1～2。

图1　镉金属曲线变化

图2　铅金属曲线变化

从图1～2可知，螯合剂比例增大的情况下，重金属浸出液浓度逐步降低。在添加比例为4%的情况下，1号螯合剂镉、铅浸出液浓度均符合卫生填埋限值；在添加比例为5%的情况下，1号螯合剂和2号螯合剂的镉、铅浸出液浓度均符合卫生填埋限值，3号螯合剂镉浸出液浓度符合卫生填埋限值，铅浸出液浓度不符合卫生填埋限值。因此，在同等条件下，1号螯合剂添加比例少，经济效益高，可作为最佳螯合剂选择。

4　结论

生活垃圾焚烧飞灰4种处理技术中，螯合稳定化进入卫生填埋场是目前国内主流工艺路径。生活垃圾焚烧飞灰12项重金属指标中铅和镉2项重金属指标易超出卫生填埋标准限值，应作为重点螯合对象，其余项指标可定期普查检测，不作为日常运营检测指标。在同比例螯合剂前提下，镉金属相对铅金属更易被螯合稳定化，浸出液浓度远低于卫生填埋标准限值。经过3种不同厂家螯合剂和不同比例实验，最终确定苏州世普瑞环保科技有限公司生产的螯合剂在4%的添加比例下，飞灰中12项重金属指标均低于卫生填埋标准限值。

［1］蒋建国，王伟，李国鼎.重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定性实验研究［J］.上海环境科学，2001，20（3）：134-136.

［2］蒋建国，王伟，李国鼎，等.重金属螯合剂处理焚烧飞灰的稳定性技术研究［J］.环境科学，1999，20（3）：13-17.

［3］张杰，刘子国.垃圾焚烧飞灰的固定化技术概况［J］.黄石理工学院学报，2005，21（6）：45-48.

［4］赵光杰，龚佰勋，曹学义，等.垃圾焚烧飞灰的熔融特性研究［J］.环境科学学报，2005，25（5）：670-674.

［5］张文生，隋同波，姚燕，等.垃圾焚烧灰作为水泥混合材的研究［J］.硅酸盐学报，2006，34（2）：229-232.

［6］叶暾旻，王伟，高兴保，等.我国垃圾焚烧飞灰性质及其重金属浸出特性分析［J］.环境科学，2007，28（11）：2646-2650.

［7］丁世敏，谢金萍，封享华.垃圾焚烧飞灰中重金属分布特征研究［J］.工业安全与环保，2010，36（2）：20-23.

Heavy Metal Stabilization Technology in Treating with Fly Ash from Domestic Waste Incineration

Zheng Rendong，Yuan Luyun，Tang Suqin，Huang Zhiguang
（Hangzhou Environmental Group Co.Ltd.，HangzhouZhejiang310022）

Four different treatment technologies of fly ash from domestic waste incineration and their advantages and disadvantages were illustrated and analyzed.Landfill the fly ash which was stabilized by chelating agent was identified as process route in this paper.The 12 kinds of leaching concentrations of heavy metals about fly ash produced by grate furnace were sampled and analyzed.The heavy metalswhich excessed the standard were selected asthe key chelating object.The best chelating agent and addition amount in different proportions were studied and analyzed.At last，the best addition amount that the heavy metalswere in accordance with the standard limit valueswasdetermined

waste incineration fly ash；heavy metal；landfill；chelating agent

X799.3；X705

B

1005-8206（2016）05-0017-02

2014年杭州市社会发展科研攻关项目课题（20140533B29）

2016-06-22

郑仁栋（1984—），工程师，主要从事危险废物焚烧、填埋等工艺技术研究。

E-mail：15988138840@163.com。