文献综述
1 生活垃圾焚烧飞灰
1.1 简介
随着社会经济的快速发展，城市化进程快速推进，同时城市生活垃圾产量也快速增长。在中国，据估计，每年有2亿吨垃圾产生，占世界城市生活垃圾总产量的29%[1]。生活垃圾处理方法主要有填埋、堆肥、焚烧等。垃圾填埋作为最经济、成本最低的垃圾处理方法，但由于人口众多，土地资源较少，难以开发利用焚烧可使垃圾高温灭菌达到无害化，将垃圾体积减少到90%，并从废物中回收能量[2]。因此，垃圾焚烧已经成为许多城市生活垃圾垃圾的首选。目前，焚烧发电技术在大中城市的应用越来越广，2010 年中国垃圾焚烧厂为104家，处理量为2317万吨，占垃圾无害化量的18.2%[3]。然而，垃圾焚烧产生的大量飞灰占原垃圾重量的3-5%[4]。根据目前的统计数据，每年在上海就有超过5万吨的垃圾焚烧飞灰的产生。此外，由于重金属如Cd、Cr、Pb、Zn的浓度超过了监管限制，因此垃圾焚烧飞灰被视为是一种二次污染，并被列为危险废物[5]，必须优先存储和处理以避免危害环境。虽然垃圾焚烧可以减少废物并提供可用的能量，但由于技术限制，利用率还有待提高。
1.2 理化性质
生活垃圾焚烧飞灰的成分随着原料和焚烧方式的不同，而有较大的差异。城市生活垃圾焚烧飞灰一般呈灰白色或者深灰色，具有含水率低、粒径小、形状不规则、孔隙率高以及比表面积大等特点。它的化学组成变化很大，与燃料类型、燃烧条件及烟气除尘方式有关。城市生活垃圾焚烧飞灰的浸出毒性一般都超过国家危险废物鉴别标准，其中以Pb、Zn、Cd超标最多，飞灰的浸出毒性不仅仅与重金属的原始质量分数有关，也与重金属的存在方式有关。固体废弃物的浸出毒性是判别废弃物是否有害的重要标准，因此，为有效控制垃圾焚烧飞灰的重金属浸出毒性，减轻其对环境的影响，对垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理刻不容缓[3]。
1.3 处置方法
目前，国内外城市生活垃圾焚烧飞灰的处理方法主要有：分离萃取技术、水泥固化、熔融/玻璃化和药剂稳定化等方法[6]。
1.3.1 熔融/玻璃化
熔融/玻璃固化有两种运行方式[7]。一种是熔融分离运行方式，此时残渣被加热到熔融温度，熔融后残渣中的不易挥发重金属因密度大而沉在熔炉的底部分离；硅酸盐类残渣浮在熔融物上面，淬火后形成玻璃态物质，可作为建材；易挥发金属则在烟尘中被分离。另一种运行方式是玻璃固化，将残渣或残渣与玻璃料的混合物加热到熔融温度，并控制熔炉的气氛防止重金属的挥发，熔融物淬火形成玻璃态，有害物被固化在玻璃态中从而避免了对环境的污染。玻璃体的主体结构为由[SiO4]四面体构成的“短程有序、长程无序”的网络结构[8]，重金属及其它金属阳离子键接在网络结构当中，玻璃体的重金属浸出率极低，可以作为铺路等建筑材料。熔融/玻璃化是最为彻底有效的垃圾焚烧飞灰稳定化方法，不仅能够稳定重金属，而且有机污染物在熔融过程中被彻底分解和破坏。
