固化與穩(wěn)定化技術(shù)是國際上處理有毒廢物的主要方法之一，而膠凝材料是目前應(yīng)用最廣也是最重要的固化穩(wěn)定化材料。國外已經(jīng)開展過垃圾焚燒灰作為水泥混凝土集料或混合材的研究，也報(bào)道了運(yùn)用熱處理技術(shù)把垃圾焚燒灰資源化的方法。

1 水泥固化法

固化處理是利用固化劑與垃圾焚燒飛灰混合后形成固化體，從而減少重金屬的溶出。水泥是最常見的危險(xiǎn)廢物固化劑，因此工程中常采用水泥對焚燒飛灰進(jìn)行固化處理。飛灰被摻人水泥的基質(zhì)中后，在一定的條件下．經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)作用，使污染物在廢物水泥基質(zhì)體系中的遷移率減小(如形成溶解性比金屬離子小得多的金屬氧化物)
有時(shí)，還添加一些輔料以增進(jìn)反應(yīng)過程，最終使粉粒狀的物料變成堅(jiān)固的混凝土塊，從而使大量的廢物因固化而穩(wěn)定化。對垃圾焚燒飛灰進(jìn)行穩(wěn)定化處理的研究結(jié)果表明，無論是采用水洗還是粉碎等飛灰前處理工藝，處理后的砌塊均難以達(dá)到較高的強(qiáng)度。另外在研究飛灰中的重金屬浸出時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于飛灰中氯離子的影響，經(jīng)固化后的砌塊中鐵、銅、鋅等離子容易浸出而導(dǎo)致污染物超標(biāo)。

Hamernik和Frantz 等研究了垃圾衍生燃料垃圾飛灰作為輔助材料代替水泥加人混凝土，當(dāng)用垃圾飛灰代替45％的水泥時(shí)的耐壓強(qiáng)度與原來的相當(dāng)。對于重金屬及氯化物含量高的飛灰若作為水泥替代材料時(shí)應(yīng)作適當(dāng)處理，如水洗或加入添加劑。

張文生等研究指出垃圾焚燒飛灰與礦渣等材料復(fù)合，可改善水泥的后期強(qiáng)度。從強(qiáng)度發(fā)展趨勢看，垃圾焚燒灰與其他混合材的復(fù)合，在一定程度上改善了單摻垃圾焚燒灰水泥后期強(qiáng)度增長緩慢的情況。垃圾焚燒灰與礦渣或低鈣粉煤灰復(fù)合能改善水泥后期強(qiáng)度，尤其與礦渣復(fù)合的作用非常顯著。

因此，盡管水泥固化處理飛灰具有工藝成熟、操作簡單、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)，但由于垃圾焚燒飛灰中含有較高的氯離子，采用水泥固化法處理必須進(jìn)行前處理，以減少氯離子對固化后砌塊的機(jī)械性能影響以及后期重金屬離子浸出等問題，這樣在很大程度上提高了對飛灰處置場建設(shè)和運(yùn)行的要求，造成成本增加，限制了該方法的應(yīng)用。

2 凝石穩(wěn)定化法

目前凝石技術(shù)體系已趨于成熟。凝石的生產(chǎn)是利用具有火山灰活性的固體廢棄物，包括粉煤灰、冶金渣、煤矸石、油頁巖渣、預(yù)處理過的尾礦、黃河砂、城市建筑垃圾、以及天然火山灰等硅鋁質(zhì)物料，加入少量或不加水泥熟料，再配人1％—5％的成巖劑，經(jīng)分別磨細(xì)再混勻或一起混磨工藝制備而成的，能夠在許多場合替代水泥的硅鋁基膠凝材料。凝石是基于仿地成巖原理制備而成的硅鋁基膠凝材料。

目前凝石在中國已經(jīng)形成幾十條生產(chǎn)線和數(shù)百萬t／a的生產(chǎn)規(guī)?！，F(xiàn)在凝石技術(shù)體系推廣應(yīng)用的基本模式是：凝石成巖劑由區(qū)域性工廠集中生產(chǎn)。將生產(chǎn)好的凝石成巖劑運(yùn)往凝石膠凝材料生產(chǎn)工廠。在凝石膠凝材料生產(chǎn)廠內(nèi)將1％—5％的凝石成巖劑與上述固體廢棄物磨細(xì)后的微粒一起混磨均勻，加入少量或不加水泥熟料，就得到了凝石膠凝材料。垃圾焚燒飛灰在凝石成巖劑中的加入量為1％—10％，這樣垃圾焚燒飛灰在成巖劑中就得到了10—100倍的稀釋。成巖劑在凝石膠凝材料中的加入量為1％—5％，這樣垃圾焚燒飛灰在凝石膠凝材料中就得到了200—10000倍的稀釋 。

該技術(shù)初步研究的結(jié)果表明，凝石對垃圾焚燒飛灰中重金屬物質(zhì)的處理效果良好，當(dāng)飛灰的摻加量為l％—5％時(shí)，重金屬在凝石中得到了有效處理，其滲濾的結(jié)果均符合固體廢棄物浸出毒性鑒別標(biāo)準(zhǔn)，其浸出液中的各重金屬濃度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城市污水排放的標(biāo)準(zhǔn)，對環(huán)境不會造成危害。該技術(shù)被認(rèn)為是固體廢棄物資源化利用方面非常有前途的。
3 熔融固化技術(shù)

飛灰經(jīng)加熱熔融，使其中的二惡英等有機(jī)污染物高溫分解，熔渣快速冷卻形成致密而穩(wěn)定的玻璃體，從而有效地控制重金屬的浸出。熔融處理不僅可以控制污染，而且熔融使灰渣變得致密，減容效果非常顯著。此外，根據(jù)不同需要可以將熔渣制成建筑材料或作為玻璃、陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)的原料，實(shí)現(xiàn)灰渣的資源化利用。研究表明，灰渣熔融后僅由于密度增加就可減容70％左右，如果再考慮到熔渣綜合利用，對于填埋負(fù)擔(dān)而言，可以達(dá)到1／20的減容比。
正是由于灰渣熔融的上述優(yōu)勢，熔融技術(shù)在發(fā)達(dá)國家迅速發(fā)展。許多學(xué)者對垃圾焚燒飛灰的熔融進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。

(1)燒結(jié)法。燒結(jié)法是將待處理的危險(xiǎn)廢物與細(xì)小的玻璃質(zhì)，如玻璃屑、玻璃粉混合，經(jīng)混合造粒成型后，在1000—1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體，借助玻璃體的致密結(jié)晶結(jié)構(gòu)，確保固體化的永久穩(wěn)定。但該方法需充分結(jié)合化學(xué)穩(wěn)定和熔融處理工藝才能降低垃圾焚燒飛灰對環(huán)境的危害。

(2)熔融法。熔融法是在燃料爐內(nèi)利用燃料或電將垃圾焚燒飛灰加熱到l400℃左右的高溫，使飛灰熔融后經(jīng)過一定的程序冷卻變成熔渣，熔渣可作為建筑材料，實(shí)現(xiàn)飛灰減容化、無害化、資源化的目的。熔融固化需要將大量物料加溫到熔點(diǎn)以上，無論采用電或其他燃料，需要的能源和費(fèi)用都相當(dāng)高。相對于其他處理技術(shù)，熔融固化的最大優(yōu)點(diǎn)是可以得到高質(zhì)量的建筑材料。

高溫處理法具有減容率高、熔渣性質(zhì)穩(wěn)定、無重金屬等溶出的優(yōu)點(diǎn)，已受到廣泛的關(guān)注，國外已研究出多種垃圾焚燒飛灰處理的高溫熔融爐，并已在日本和歐洲有少量使用。但采用高溫熔融工藝需要消耗大量的能源，同時(shí)由于其中的Pb、Cd、Zn等易揮發(fā)重金屬元素需進(jìn)行后續(xù)嚴(yán)格的煙氣處理，故處理成本很高，只能在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家應(yīng)用。

4 燒制陶粒技術(shù)

該方法所見報(bào)道甚少，但是在專利CN1830885《利用垃圾焚燒飛灰為原料的陶粒及其制備方法》中提到一種利用垃圾焚燒飛灰為原料的陶粒及其制備方法，其原料組成及質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：飛灰20％—80％，其余為黏土；經(jīng)配料、造粒、高溫煅燒制成陶粒產(chǎn)品；所述高溫煅燒的燒結(jié)溫度為1000—1400℃。此發(fā)明將危險(xiǎn)廢棄物——垃圾焚燒飛灰作為陶粒原料再生利用，實(shí)現(xiàn)了對固體廢棄物飛灰無害化、資源化處理，避免了二次污染，減少了資源浪費(fèi)，既可安全處置垃圾焚燒飛灰，又經(jīng)濟(jì)、可行地利用城市垃圾焚燒飛灰制備陶粒產(chǎn)品，也減少了陶粒工業(yè)對天然原料的需求量。

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