城市生活垃圾焚燒飛灰物化性質(zhì)研究

王德貴　魯寧　張芃超　高飛　于航　吳亞楠

【摘 要】飛灰的物化性質(zhì)研究得到：① 飛灰粒徑分布范圍較大，分布不連續(xù)且分布不均勻；② 飛灰中重金屬Pb、Cd、Zn、Cu的全量均超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，Cd是閥值的34.2倍；③ 重金屬Pb、Cd的浸出毒性分別為1.8716μg/mL、1.3655μg/mL，均超出了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，重金屬Zn、Cu的浸出毒性未超標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】生活垃圾；焚燒飛灰，物化性質(zhì)

近年來，隨著我國城市規(guī)模不斷擴大，城市生活垃圾產(chǎn)量也急劇增加，以每年8～10%的速度增長。據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》，2015年我國城市生活垃圾產(chǎn)量達(dá)1.914億噸之多，給環(huán)境造成的危害極其嚴(yán)重。由于垃圾焚燒技術(shù)具有減容、減量，節(jié)省用地且熱量可再利用等優(yōu)勢，成為處理生活垃圾最有效的方法[1-3]。但是，焚燒時將產(chǎn)生占垃圾總量3～5%的飛灰，飛灰中高濃度的重金屬進(jìn)入地下水或土壤導(dǎo)致環(huán)境受到污染，危及人們生命安全[4-5]。因此，有必要對垃圾焚燒飛灰的物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究。

1 粒徑分析

將采集的飛灰于105℃下烘干后采用濟南微納公司winner3002干粉激光粒度分析儀對飛灰進(jìn)行粒徑分析，結(jié)果如表1所示。

由表1可得：①飛灰粒徑分布范圍較大，在2～200μm的范圍內(nèi)均有分布。②飛灰粒徑分布不連續(xù)，粒徑在10～30μm范圍內(nèi)的飛灰僅有0.06%。③飛灰粒徑分布不均勻，且有向小粒徑范圍集中的趨勢。

2 全量分析

分別稱量0.2 g混合均勻的3組飛灰樣品，加入消解體系（HNO3︰HF︰H202=5︰4︰1）在MARS Xpress型微波消解儀中消解，采用AA-7020型原子吸收光譜儀對重金屬的全量進(jìn)行測定，結(jié)果如表2所示。

由表2可得，四種重金屬Pb、Cd、Zn、Cu的全量值都超過GB15618-2008II規(guī)定的閥值。其中Cd嚴(yán)重超標(biāo)，是閥值的34.2倍；其次是Pb，達(dá)到閥值的5.1倍；然后是Zn，是閥值的3倍；最低的是Cu元素，僅為閥值的2.4倍。數(shù)據(jù)反映了重金屬在飛灰中的高富集現(xiàn)象，如果不能得到有效處置長期曝露于環(huán)境，在生物鏈中不斷累積，最終通過食物鏈進(jìn)入人體，危及人們的生命安全。

3 浸出毒性分析

飛灰中重金屬的浸出毒性采用HJ/T 300-2007規(guī)定的固體廢物浸出毒性浸出方法進(jìn)行檢測。按照標(biāo)準(zhǔn)對飛灰進(jìn)行浸提劑的選擇實驗，最終確定選用浸提劑2#。分別稱取適量3組充分混合均勻的飛灰樣品于提取瓶中，置于全自動翻轉(zhuǎn)振蕩器上振蕩，將振蕩后的溶液過孔徑為0.6 μm的濾膜，將過濾后的浸出液用AA-7020型原子吸收光譜儀進(jìn)行重金屬含量測定。結(jié)果如表3所示。

由表3可得，在浸提劑的作用下，幾種不同重金屬均有浸出，重金屬Pb、Cd的平均浸出毒性分別為1.8716μg/mL和1.3655μg/mL，均超過了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值，分別是標(biāo)準(zhǔn)值的7.5倍與9.1倍，該數(shù)據(jù)表明，飛灰如果處置不當(dāng)暴露與環(huán)境中，在酸性的淋濾條件下，飛灰中富集的Pb、Cd重金屬的浸出濃度嚴(yán)重超標(biāo)，勢必給周邊環(huán)境和人們身體健康造成極為嚴(yán)重的威脅。雖然重金屬Zn、Cu的浸出毒性小于標(biāo)準(zhǔn)值，但據(jù)統(tǒng)計，我國酸雨的平均pH值為4.07，在該條件下，重金屬Zn、Cu也存在再次被浸出的可能，給環(huán)境帶來潛在風(fēng)險。因此，飛灰在進(jìn)行填埋之前，應(yīng)對飛灰采取有效的處置，防止重金屬再次被浸出污染環(huán)境，危及人們生命安全。

4 結(jié)語

隨著社會的不斷發(fā)展，垃圾焚燒技術(shù)已成為我國垃圾處理的主要方法這一。由于焚燒時產(chǎn)生的飛灰中富集了大量重金屬，若處置不當(dāng)，勢必造成環(huán)境污染，影響人們生活健康，造成不必要的財產(chǎn)損失。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張益.我國生活垃圾焚燒處理技術(shù)回顧與展望[J].環(huán)境保護(hù)，2016，44（13）：20-26.

[2]Nam S.，Namkoong W..Irradiation effect on leaching behavior and form of heavy metals in fly ash of municipal solid waste incinerator[J].Journal of Hazardous Materials，2012，199-200：440-447.

[3]馮淋淋.生活垃圾焚燒飛灰處理方法綜述[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015，（08）：140-142.

[4]王雷，金宜英，李潤東，聶永豐.生活垃圾焚燒飛灰的污染特性[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2010，33（07）：21-26+51.

[5]肖悅，劉童，繆樂，李杰瑞，藍(lán)天威，劉丹. 焚燒飛灰中Pb的浸出特征及預(yù)處理效果[J]. 環(huán)境工程學(xué)報，2017，11（08）：4808-4814.endprint