高分子树脂材料包封生活垃圾焚烧飞灰的方法及其在路面中的清洁应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法及其在路面中的清洁应用，属于固体 废弃物处理处置与资源化、道路铺面材料及其加工制备技术交叉领域。
【背景技术】
[0002] 生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧厂烟气净化系统的捕集物和烟道及烟肉底部 沉降的底灰。研究表明，生活垃圾焚烧飞灰中含有二噁英类及重金属等有毒有害物质，因 此，我国将其列为《国家危险废物名录》中的HW18类危险废物，不妥善处置会直接威胁周围 环境及人类健康，并会引发公众群体事件进而影响垃圾焚烧行业积极健康发展。生活垃圾 焚烧飞灰的毒性和易造成二次污染的特性也是生活垃圾焚烧厂选址受公众质疑的重要原 因。
[0003] 目前，国内生活垃圾焚烧飞灰主要处置方式及缺点有：（1)直接进入危险废物填埋 场填埋。处理成本高，无填埋场的区域在远距离运输中存在二次污染风险；（2)螯合剂稳定 化或水泥固化后进入卫生填埋场填埋。浸出毒性不合格现象时有发生，二次污染风险高。存 在增容量大、占有土地资源等问题。随着垃圾焚烧的普及，卫生填埋场的逐步关停或填埋场 容量饱和，生活垃圾焚烧飞灰面临无法填埋的风险；（3)水泥窑协同处置。C1元素影响水泥 质量，会限制水泥使用范围，对设备腐蚀危害较大。
[0004] 国外发达国家飞灰的处置技术有:德国采用矿井深埋，日本采用高温熔融，美国采 用飞灰炉渣混合处置等。考虑到我国国情、投资处置成本以及现行法规限制等，以上发达国 家采用的技术均不适宜我国飞灰处置。
[0005] 因此，开发环境友好、符合我国经济发展的垃圾焚烧飞灰处置技术，从根本上改变 飞灰处置现状，突破当前垃圾焚烧行业能源、环境、资源三者之间的矛盾，成为中国垃圾焚 烧行业可持续发展的重大战略需求。
[0006] 传统的沥青固化技术可将生活垃圾焚烧飞灰与沥青按一定比例混合，使飞灰中重 金属元素在固化产物中惰化从而降低重金属类元素向环境浸出的技术。理论上，由传统沥 青固化技术制成的生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料在重金属浸出毒性合格的前提下，可用于 铺路。然而，在实际应用中，生活垃圾焚烧飞灰中高含量可溶盐会影响沥青路面的抗水损害 能力，降低路面使用性能。因此，传统的沥青固化技术目前无法实际应用于生活垃圾焚烧飞 灰的大掺量处置，并实现生活垃圾焚烧飞灰的资源化清洁利用。鉴于上述问题，本发明不断 寻找创新的沥青固化技术，使高可溶盐含量下生活垃圾焚烧飞灰沥青混合料的水稳定性指 标合格、重金属类物质浸出毒性合格，进而能够实现生活垃圾焚烧飞灰在路面中的资源化 清洁应用。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，并实现包封 后生活垃圾焚烧飞灰在路面中的清洁应用。采取本发明所述的技术方案有效解决了生活垃 圾焚烧飞灰在路面应用中可溶盐溶出对沥青路面水稳定性能的影响，不仅保证了沥青路面 的使用性能，而且缓解了生活垃圾焚烧飞灰中重金属类物质的浸出，进而实现生活垃圾焚 烧飞灰在路面中的资源化清洁应用。
[0008] 本发明采取的技术方案如下：
[0009] 1、一种生活垃圾焚烧飞灰包封方法，将生活垃圾焚烧飞灰与高分子树脂材料按质 量比为10:2~3的比例进行混合固化、形成强度，从而达到包封目的；所述高分子树脂材料 包括有机胶凝材料及固化剂。
[0010]所述生活垃圾焚烧飞灰为经过二噁英低温热降解处理后的飞灰。
[0011]优选的，所述有机胶凝材料为热固性高分子材料，先将热固性高分子材料与固化 剂混合均匀，然后加入生活垃圾焚烧飞灰，并混合搅拌均匀，放置室温下养生12~24h形成 强度即可。
[0012]优选的，所述热固性高分子材料为酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚 酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂或聚氨酯。
[0013] 优选的，所述有机胶凝材料为热塑性高分子材料，在高于热塑性高分子材料熔点 的温度下按比例将生活垃圾焚烧飞灰与热塑性高分子材料进行熔融共混，最后冷却形成强 度即可。
[0014] 优选的，所述热塑性高分子材料为聚烯烃及其共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲 醛、聚碳酸酯、聚酰胺、丙烯酸类塑料、聚砜、聚苯醚中的一种或几种。
[0015] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰的粒径小于1_，所述包封后生活垃圾焚烧飞灰颗 粒的粒径为0~4.75mm。
[0016] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰中粒径小于75μπι的飞灰质量百分含量大于75%， 且处于58~75μπι粒径范围的生活垃圾焚烧飞灰质量分数大于70 %。
[0017] 2、所述生活垃圾焚烧飞灰包封方法获得的包封飞灰在路面中的应用。
[0018] 优选的，按质量百分比计，所述包封飞灰占沥青混合料中矿料质量的4%，将包封 飞灰替代部分矿粉或集料加入到沥青混合料中，所述沥青混合料采用SMA-13型级配、SMA-16型级配、AC-20C型级配、AC-25C型级配或ΑΤΒ-25型级配。
[0019] 优选的，所述沥青混合料中沥青为SK70財历青。
[0020] 本发明的有益效果在于:本发明采用高分子树脂材料对生活垃圾焚烧飞灰进行包 封，包封得到的生活垃圾焚烧飞灰颗粒致密无孔、强度高，有效阻断了生活垃圾焚烧飞灰中 的可溶盐的溶出与重金属的浸出。将包封后的生活垃圾焚烧飞灰用于路面铺设，其在沥青 面层和基层应用效果良好，铺设的路面路用性能各项指标满足规范要求，且生活垃圾焚烧 飞灰中重金属浸出毒性合格，不会对环境造成二次污染。本发明在工程上实现了生活垃圾 焚烧飞灰在路面中的资源化清洁利用。
【具体实施方式】
[0021] 下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方 法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。
[0022] 本发明所用生活垃圾焚烧飞灰来源于重庆某垃圾焚烧厂，为经炉排炉式垃圾焚烧 炉的布袋除尘器收集的生活垃圾焚烧飞灰，生活垃圾焚烧飞灰首先进行二噁英低温热降解 处理，低温热降解的最佳工艺参数如下：
[0023] 热降解温度:40(TC，
[0024] 飞灰排出温度：< 150°C，
[0025] 固相停留时间：l_2h，
[0026] 气氛:氮气气氛，02体积浓度< 1%，
[0027]脱氯活性介质:CaO,质量浓度2 10%。
[0028]在上述工艺条件下二噁英的降解率达95%以上，生活垃圾焚烧飞灰中二噁英的含 量降低至l〇ng TEQ/kg以下；另外，生活垃圾焚烧飞灰中可溶盐含量为20~30%，重金属含 量见表1。
[0029]表1生活垃圾焚烧飞灰中重金属含量(干基，mg/kg)
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[0032] 生活垃圾焚烧飞灰浸出液重金属浸出浓度见表2。
[0033] 表2生活垃圾焚烧飞灰浸出液重金属浸出浓度(醋酸缓冲溶液法，mg/L)
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[0035] 由表中内容可知，生活垃圾焚烧飞灰中含量较高的重金属元素包括Zn、Pb、Ba、Mn、 Cu、Cr和Cd，其