李婧+陳鵬+陳森

摘 要：隨著人們生活和消費水平的提高，城市生活垃圾的產生量呈逐年上升的趨勢，生活垃圾焚燒也已日益成為生活垃圾處置的主流方式，生活垃圾焚燒底渣的處置逐漸引起公眾和政府的關注。該文從生活垃圾焚燒底渣物理性質、化學性質等方面對生活垃圾焚燒底渣綜合利用現(xiàn)狀展開綜述，以期對生活垃圾底渣的綜合利用帶來一定的啟發(fā)。

關鍵詞：生活垃圾焚燒底渣；性質；綜合利用；現(xiàn)狀

中圖分類號 X799.3 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）20-0061-03

Present Situation of Municipal Waste Combustion Ash Comprehensive Utilization

Li Jing1 et al.

（1Nanjing Research Institute of Environmental Protection，Nanjing 210013，China）

Abstract：With the improvement of people's living standard，the amount of city municipal waste rose up yearly，combustion became a main mode of municipal waste disposal.The municipal waste combustion ash was attracting more and more attention of government and the public.In this article，synthetic utilization of municipal waste combustion ash was carried out from the physical properties，the chemical properties and so on.We hoped this could help to deal with this problem.

Key words：Municipal waste combustion ash；Property；Synthetic utilization；Present situation

近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，城市生活垃圾產生量大幅度增加。然而，生活垃圾填埋土地成本高昂，很多大中型城市都面臨著庫容漸滿的困境，生活垃圾焚燒逐漸成為城市生活垃圾處置的主要方式。生活垃圾焚燒可有效減少生活垃圾的體量，可實現(xiàn)生活垃圾的無害化處理，但仍會有20%～30%的質量以灰渣的形式留存[1]。根據(jù)收集位置的不同，生活垃圾焚燒灰渣可分為底渣和飛灰。在我國，生活垃圾焚燒飛灰和底渣是分類收集的。其中，飛灰約占灰渣總質量的20%，為2016版國家危廢名錄中HW18類危險廢物，需按規(guī)定進行管理與處置。底渣約占灰渣總質量的80%，其處理處置和綜合利用正在逐漸引起政府和公眾的關注[2-3]。

1 底渣的基本性質

1.1 底渣的物理性質 生活垃圾焚燒底渣主要由熔渣、陶瓷或玻璃碎片、黑色及有色金屬、未燃有機物以及一些不可燃物質組成[4]，是一種非均質混合物。干燥后底渣的粒徑主要分布在4～20mm的區(qū)間，其中以0.075～2mm粒徑范圍的為最多，爐排型焚燒爐底渣在這一區(qū)間顆粒質量占83.94%，而流化床型焚燒爐則占57.65%[5]，因此，可以說底渣是較粗的砂狀粉末。

生活垃圾焚燒底渣中的主要物相為玻璃相，占比約為40%左右，主要晶相為硅酸鹽（如鈣黃長石、石英、斜輝石和透輝石等）、碳酸鹽（主要為金屬碳酸鹽）和鹽類（硫酸鹽和氯化物）、氧化物（磁鐵礦、赤鐵礦和尖晶石等）等。

1.2 底渣的化學性質 底渣的pH值在11.2～12.5。章驊[6]等對上海地區(qū)城市垃圾焚燒底渣的研究發(fā)現(xiàn)，其主要的化學元素有O、Al、Si、C、Fe、Na、Ca、K等；此外還含有少量的Pb、Cd、Cr、As等有害元素，其中Cd含量為0.3～71mg/kg，Cr含量為23～3170mg/kg，Cu含量為190～8240mg/kg，Hg含量為0.02～78mg/kg，As含量為0.12～189mg/kg。

EDX能譜分析結果表明，生活垃圾焚燒底渣的元素組成形態(tài)主要有SIO2、CaCO3、Al2O3、MgO、KCl等[7]。

2 生活垃圾焚燒底渣的綜合利用途徑

生活垃圾焚燒底渣經跳汰、磁選去除部分金屬雜質，并經研磨、篩分等處理后，可經多種途徑進行綜合利用。

目前，在大多數(shù)國家，生活垃圾焚燒底渣的綜合利用途徑主要有填埋場覆蓋材料、瀝青路面筑路骨料替代品、水泥或混凝土骨料替代品以及路基、路堤的填充材料等4種[4]，主要被用在道路、停車場等的基礎工程以及海洋建筑工程如人工暗礁等[8]。近年來，利用生活垃圾焚燒底渣作為水泥或混凝土骨料替代品制造免燒磚也成為其綜合利用的一大熱點。

2.1 用作瀝青路面筑路骨料替代品 20世紀70至80年代初，美國在費城、華盛頓和休斯敦等地開展了至少6項生活垃圾焚燒混合灰渣（爐渣與飛灰的混合物）的瀝青路面鋪裝示范工程，將灰渣作為瀝青路面筑路替代骨料應用于道路的各個層面，積累了豐富的灰渣應用數(shù)據(jù)和經驗[9]。課題組還對道路滲濾液進行了長達9年的跟蹤監(jiān)測，結果表明，底灰中有害元素如Cd、Pb等的9年累計釋放量很低[10]。

在對生活垃圾焚燒灰渣用作瀝青骨料對人群健康及環(huán)境的影響評價中認為，若管理恰當，生活垃圾焚燒灰渣用作瀝青路面骨料所帶來的各項風險值均低于美國環(huán)保局制定的可接受風險限值。在該骨料中，Pb被認為是最具風險值的元素，但是經監(jiān)測，其危害程度也低于健康標準的要求。因此，研究者們認為，生活垃圾焚燒底渣用作瀝青路面骨料替代品不會對環(huán)境和人群健康造成不可接受的負面影響[11]。endprint

2.2 用作填埋場覆蓋物 將生活垃圾焚燒底渣用作填埋場覆蓋物是美國目前應用的最多的資源化利用方式。

對生活垃圾焚燒混合灰渣填埋場滲濾液的監(jiān)測表明，其重金屬濃度低于毒性浸出測試（TCLP）中規(guī)定的最大允許濃度，而底渣樣品中的二噁英毒性當量低于美國疾病控制中心（CDC）推薦的居住區(qū)土壤限值（1×10-6），土樣中重金屬濃度亦不超過背景值[8]。此外，填埋場本身即設計了良好的環(huán)保設施，例如防滲層、滲濾液收集系統(tǒng)等，可以有效控制底渣因重金屬浸出所造成的對人群健康和環(huán)境的不利影響。

一般填埋場覆蓋層由下而上分為5層，分別是基礎層、阻隔層、排水層、營養(yǎng)層和植被層，每一層對其填充材料的粒徑都有不同的要求。而生活垃圾焚燒底渣可經研磨和分篩獲得不同的粒徑，來填充不同的層次。

生活垃圾焚燒底渣具有透水性強、成本低廉、來源廣泛等優(yōu)點，無論從技術、經濟還是環(huán)保角度來看，將生活垃圾焚燒底渣用于填埋場的覆蓋物，都是很好的選擇。

2.3 在水泥替代骨料中的應用 在荷蘭和美國，生活垃圾焚燒底渣（或飛灰和底渣的混合灰渣）被用作混凝土中部分骨料的替代品，較為常見的利用方式是將底渣和其它骨料按一定比例混合后和水、水泥一起制成混凝土磚。由于生活垃圾焚燒底渣中不可避免地含有一定量的重金屬和可溶性鹽，所以自1985年起，在美國開展了一項研究，評估生活垃圾焚燒底渣（或飛灰和底渣的混合灰渣）所制成的免燒磚在應用過程中對陸地和海洋環(huán)境的影響。研究人員在海底用焚燒灰渣制成的免燒水泥磚建成了2座人工暗礁，并對環(huán)境進行了持續(xù)6年的跟蹤監(jiān)測。結果并未發(fā)現(xiàn)有有毒有害成分從該水泥磚中滲出并釋放到環(huán)境中去。隨后，對生活垃圾焚燒灰渣作為建筑用水泥替代骨料的可行性研究表明，生活垃圾焚燒灰渣制成的免燒磚符合美國材料試驗標準（ASTM），表明從環(huán)保角度來講，生活垃圾焚燒灰渣作為建材利用是可行的。

此外，課題組用生活垃圾焚燒灰渣制成的免燒磚建造了一個船庫，并對船庫內空氣質量（TSP、顆粒態(tài)和氣態(tài)PC-DD/PCDF、揮發(fā)性Hg及揮發(fā)和半揮發(fā)有機物等）進行了長達30個月的跟蹤監(jiān)測，結果表明，船庫內的空氣質量并無明顯變化，說明灰渣中污染物被有效地截留在了水泥磚中[12]。

2.4 用作路堤的填充材料替代品 生活垃圾焚燒底渣的物理化學性質及工程性質與常見的輕質天然骨料如黃沙等相似[13]，前人的研究表明，其對環(huán)境的影響是可以接受的，因此，可以將底渣用作道路、停車場等地基的填充材料。這種綜合利用方式在歐洲和美國都有成功應用的經驗，在我國也較為常見。

3 生活垃圾焚燒底渣在應用中應注意的問題

綜上所述，生活垃圾焚燒底渣的資源化利用已被證實是可行的，而且存在多種綜合利用方式。但由于其含有重金屬等一些有毒有害的污染物，且未經處理的底渣尚不能全面滿足各種利用方式相應的技術要求，因此，底渣須經預處理，消除或降低其對人群健康和環(huán)境的不利影響，且達到相應的技術要求后方可進行綜合利用。

4 結語

生活垃圾焚燒底渣經預處理后進行資源化綜合利用，既解決了生活垃圾底渣處置難的問題，又節(jié)約了大量物料，且研究和實踐已經證明，只要管理得當，底渣的綜合利用不會對環(huán)境造成危害。但在底渣的資源化利用過程中，仍需注意對底渣進行預處理以消除不利影響且達到相應技術要求，而且，對底渣資源化利用的使用范圍應該進行科學而嚴格的規(guī)定。

參考文獻

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（責編：張長青）endprint