黃 璐

（廣東杰信檢驗認證有限公司 廣東廣州 510655）

引言

據(jù)統(tǒng)計，2018 年我國城市垃圾清運量高達22802 萬噸，其中焚燒量為10184.9 萬噸[1]。垃圾焚燒是城市生活垃圾的最重要的處理方式之一，在大幅度減容減量的同時，還能進行資源回收利用。一般而言，垃圾焚燒產(chǎn)生的灰渣為原垃圾質(zhì)量的30%左右，其中80%（質(zhì)量分數(shù)，下同）為底渣，20%為飛灰。在我國，飛灰需固化處理后進行安全填埋，底渣則采用填埋處置或用于制造低端建筑材料[2]。

目前，垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰主要采用水泥/瀝青固化法、燒結(jié)固化法、熔融處理法、螯合劑處理法等工藝路線，控制飛灰中重金屬的浸出釋放。但飛灰中含有濃度較高的汞、鎘、砷、鉛等重金屬元素以及痕量級二噁英類的有機物及其他種類污染物，極容易通過浸出釋放，對人體及環(huán)境造成二次危害。由于不同地區(qū)產(chǎn)生的垃圾不同，垃圾中所含的重金屬污染物成分和含量也隨之變化。本文通過對廣東省七家垃圾焚燒廠飛灰固化塊的重金屬浸出結(jié)果進行研究，以期為廣東省垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰穩(wěn)定化、資源化處理建設(shè)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源于廣東省七家生活垃圾焚燒廠飛灰固化塊的重金屬浸出檢測結(jié)果，檢測樣品飛灰固化塊是由煙氣凈化系統(tǒng)收集的細微顆粒，經(jīng)煙氣凈化處理，七家焚燒廠凈化工藝均為“SNCR（選擇性非催化還原脫銷工藝）+半干法脫酸+煙道石灰噴射（干法脫酸）+煙道活性炭噴射+布袋除塵”，最后螯合形成的固化塊。

采樣期間固廢日產(chǎn)生量約為20-160 噸，每份樣品采樣量為2.0-3.0kg，共測得278 組有效數(shù)據(jù)，每個樣品檢測指標參考《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）表1 中12 項：汞、銅、鋅、鉛、鎘、鈹、鋇、鎳、砷、總鉻、六價鉻、硒。

2 樣品采集與數(shù)據(jù)分析

本實驗中選取廣東省某七家生產(chǎn)工藝基本相同的生活垃圾焚燒廠作為定點采樣區(qū)域，飛灰固化塊產(chǎn)生相同的時間段進行統(tǒng)一采樣。采樣及制樣過程中，使用潔凈、干燥的木鏟、PE 塑料封口袋、木槌、尼龍篩等非金屬且與樣品無反應(yīng)的工具，以防止樣品受到污染或性狀改變。

取回的飛灰固化塊按HJ/T300-2007 醋酸緩沖溶液法中要求進行前處理，銅、鋅、鉛、鎘、鈹、鋇、鎳、總鉻依據(jù)《固體廢物22種金屬元素的測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》（HJ 781-2016）進行檢測，六價鉻依據(jù)《固體廢物 六價鉻的測定 二苯碳酰二肼分光光度法》（GB/T 15555.4-1995）進行檢測、砷、硒、汞依據(jù)《固體廢物 汞、砷、硒、鉍、銻的測定 微波消解/原子熒光法》（HJ 702-2014）檢測。每批樣品的質(zhì)量控制措施主要采取現(xiàn)場平行、實驗室平行、空白加標、樣品加標、有證標準物質(zhì)及中間點校準等以確保數(shù)據(jù)的精密度和準確度。

本文對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，包括檢出限、最大值、最小值、中位值、算術(shù)平均值及以《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）表1 為限值標準判定的超標率。有效數(shù)字修約參考GB8170 執(zhí)行，低于分析方法檢出限的測定值參與統(tǒng)計時，按檢出限的二分之一計算，用“ND”表示。

具體內(nèi)容見表1、表2。

表1 垃圾焚燒廠飛灰重金屬浸出濃度含量基本統(tǒng)計 單位：mg/L

表2 七家垃圾焚燒廠飛灰重金屬浸出含量超標值統(tǒng)計

（1）12 種重金屬浸出濃度數(shù)據(jù)情況

由表1 可以看出，銅的濃度范圍在ND-23.8mg/L，鋅的濃度范圍在0.10-682mg/L，鋇的濃度范圍在0.63-7.08mg/L，鎘的濃度范圍在0.01-18.7mg/L，鉻的濃度范圍在ND-2.99mg/L，鎳的濃度范圍在ND-0.39mg/L，鈹在樣本范圍內(nèi)均未檢出，鉛的濃度范圍在ND-46.6mg/L，汞的濃度范圍在0.00001-0.0301mg/L，硒的濃度范圍在ND-0.0927mg/L，砷的濃度范圍在ND-0.364mg/L，六價鉻的濃度范圍在ND-0.127mg/L。

（2）12 種金屬浸出濃度算術(shù)平均值與中位值的關(guān)系

將278 組數(shù)據(jù)匯總求得各金屬元素的算術(shù)平均值和中位值進行比較，可以看出鋇、鉻、鈹、硒、六價鉻的兩組數(shù)據(jù)差異不大，基本處于持平狀態(tài)，可見樣本中整體數(shù)據(jù)相對穩(wěn)定；而鋅、銅、鎘、汞、鎳、鉛、砷的相反，算術(shù)平均值和中位值的差異成倍數(shù)關(guān)系。以此可以判斷，樣本中整體數(shù)據(jù)波動變化較大。

（3）七家垃圾焚燒廠超標情況分析

七家垃圾焚燒廠的飛灰固化塊樣本中，《生活垃圾填埋場污染控制標準》（GB 16889-2008）表1 為限值標準判定，金屬浸出指標超標個數(shù)共23 個，超標元素為：鋅、鎘、鉛、砷。按趙曦等人發(fā)現(xiàn)的“重金屬在垃圾焚燒過程中的遷移特征，鈷、銅、鎳、鉻主要遷移至底渣中，鋅、砷、鉛主要遷移至底渣和飛灰中，鎘主要遷移至飛灰中，汞主要遷移至飛灰和煙氣中”[2]的理論，與本文中呈現(xiàn)的結(jié)果非常吻合。

在統(tǒng)計結(jié)果中，砷的超標個數(shù)最多，達到12 個，超標率占比達到4.32%。另外，鋅超標5 個，超標率為1.80%，鎘、鉛均超標3個，超標率為1.08%。按點位統(tǒng)計，超標項目集中在C 廠、D 廠、E廠和G 廠，超標總個數(shù)分別為7 個、8 個、2 個和6 個。

具體情況見表2：

3 結(jié)論及對策建議

3.1 針對特征污染物處理

（1）把握源頭污染

由于飛灰種類繁多、成分復(fù)雜，我們可以根據(jù)飛灰連續(xù)檢測得出的金屬含量反推出該區(qū)域的重點污染源頭，排查高濃度重金屬污染排放來源，加強高污染生產(chǎn)企業(yè)監(jiān)督和處置，以此防范并解決生態(tài)環(huán)境風險。垃圾中重金屬可能的來源可參考表3：

表3 垃圾中重金屬可能的來源[3]

（2）改善飛灰無害化處理方法

目前飛灰重金屬穩(wěn)定化技術(shù)都是通過改變重金屬在飛灰中的賦存形態(tài)降低毒性[4]。以經(jīng)濟效益和環(huán)境效益雙結(jié)合的前提下，除了目前常見的幾種方法，可以加快飛灰穩(wěn)定化新方向的發(fā)展（如水熱法）。趙曦等人認為，重金屬在垃圾焚燒及煙氣治理過程的遷移特征與其單質(zhì)和化合物的沸點存在較大的關(guān)聯(lián)[2]。根據(jù)每個區(qū)塊產(chǎn)生的不同垃圾類型，設(shè)計出不同的焚燒爐型和煙氣治理設(shè)施，改變操作方式（如控制焚燒溫度）和投料濃度，以此推動飛灰的穩(wěn)定和固化的安全。

3.2 飛灰高價值利用[4]

（1）根據(jù)飛灰孔隙結(jié)構(gòu)的物理特性，可作為一種廉價、高效且吸附容量大的吸附劑凈化廢水。特別是對染料廢水，黎強等研究不同處理后的飛灰對亞甲基藍的脫色率達到70%以上。吸附重金屬后的飛灰，需穩(wěn)定化處理后才能進入生活垃圾填埋場填埋或再次利用。

（2）飛灰固化塊作為建筑材料的理想原料。作為修整公路、機場的材料，具有可高效搶修、耐高溫、抗高壓、耐凍融等優(yōu)勢。

（3）生活垃圾焚燒飛灰中，含有各種豐富的元素，針對其定向提?。ㄈ纾焊邇r值金屬、鉀、鈉等），回收形成高價值產(chǎn)品。

結(jié)語

生活垃圾焚燒處理技術(shù)是解決“垃圾圍城”的主要發(fā)展方向，其焚燒產(chǎn)物飛灰處理和利用也是社會關(guān)注的焦點。在飛灰管理時，應(yīng)注重產(chǎn)生區(qū)域不同引起的不平衡，改善方法使整體的綜合利用水平得到提高。同時，加快開發(fā)相關(guān)技術(shù)，配套推進更合適的法律標準體系建設(shè)，以期構(gòu)建垃圾處理減量化、資源化、無害化的有效生態(tài)鏈。