生活垃圾焚烧飞灰经水泥造粒及二次处理后的清洁应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及生活垃圾焚烧飞灰经水泥造粒及二次处理后的应用，具体设及生活垃 圾焚烧飞灰与水泥固结造粒并二次处理完毕后，添加至渐青混合料中进行路面应用。在工 程上实现了生活垃圾焚烧飞灰于渐青路面中的资源化清洁应用，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画底部 沉降的底灰。研究表明，生活垃圾焚烧飞灰中含有二嗯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)馨合剂稳定 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±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)水泥害协同处置。Cl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，日本采用高溫烙融，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W及现行法规限制等，W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=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] 生活垃圾焚烧飞灰与水泥造粒后并应用于渐青路面中，可使生活垃圾焚烧飞灰中 重金属元素在固化产物中双层惰化从而降低重金属类元素向环境浸出。理论上，由生活垃 圾焚烧飞灰与水泥造粒后制备的渐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，在实际工程应用中，生活垃圾焚烧飞灰中高含量可溶盐会导致路面水损害，影响 路面的正常使用。因此，生活垃圾焚烧飞灰与水泥造粒技术目前无法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生活垃圾焚烧飞灰与水泥造 粒后二次处理技术，使高可溶盐含量下生活垃圾焚烧飞灰渐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经水泥造粒及二次处理 后的应用。具体为生活垃圾焚烧飞灰与水泥固结造粒后进行二次处理，并将其应用于渐青 路面。
[0008] 本发明采取的技术方案如下：
[0009] 1、生活垃圾焚烧飞灰经水泥造粒及二次处理后的应用，首先将生活垃圾焚烧飞灰 与水泥进行固结造粒获得生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒，然后在颗粒表面涂覆硅烷防水剂 或稀释渐青进行二次处理获得生活垃圾焚烧飞灰预处理颗粒，将生活垃圾焚烧飞灰预处理 颗粒代替部分矿粉或集料加入渐青混合料中进行路面利用，所述生活垃圾焚烧飞灰预处理 颗粒占渐青混合料矿料的质量百分比为2~8%。
[0010] 所述生活垃圾焚烧飞灰为经过二嗯英低溫热降解处理后的飞灰。
[0011] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰预处理颗粒占渐青混合料矿料的质量百分比为 4% 或 6%。
[0012] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰粒径小于1mm，所述生活垃圾焚烧飞灰预处理颗粒 的粒径为0~4.75mm。
[0013] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰中粒径小于75WI1的飞灰质量百分比含量大于 75%，且58~75WI1的生活垃圾焚烧飞灰质量分数大于70%。
[0014] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰预处理颗粒的粒径为0~2.36mm。
[0015] 优选的，所述渐青混合料采用SMA-13型级配、SMA-16型级配、AC-20C型级配、AC-25C型级配或ATB-25型级配。
[0016] 优选的，所述水泥造粒的具体步骤为:先按质量比为1:0.25~1.5的比例将生活垃 圾焚烧飞灰和水泥进行干粉混合，然后加入质量为混合干粉质量20~30%的水混匀，并振 荡成型，再按照水泥的养生条件与要求养生7天，最后破碎造粒获得生活垃圾焚烧飞灰/水 泥颗粒。
[0017] 优选的，所述生活垃圾焚烧飞灰和水泥的质量比为1:0.5、1:1或1:1.5。
[0018] 优选的，所述涂覆硅烷防水剂的具体步骤为:首先将生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒 烘干，并冷却至室溫，然后将硅烷防水剂均匀喷洒于生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒表面，室 溫下反应12~2地即可;硅烷防水剂的配制过程为:首先按质量比为60:1的比例将无水乙醇 和水混合获得乙醇-水溶液，然后用稀盐酸溶液调节乙醇-水溶液的pH值至2~3,再按质量 比为15:1的比例在揽拌条件下加入十六烷基=甲氧基硅烷或硅烷偶联剂，18~25°C条件下 反应30min即可。
[0019] 所述硅烷偶联剂为K册02、K册70等。
[0020] 优选的，所述涂覆稀释渐青的具体步骤为:将渐青加热到热烙状态后溶解于稀释 剂中，加入生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒，浸溃生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒2地，挥发稀释 剂即可。
[0021] 优选的，所述稀释渐青中的渐青为SK 70#渐青、SK 90#渐青等。
[0022] 优选的，所述稀释剂为煤油、汽油或=氯乙締。
[0023] 本发明的有益效果在于：本发明中首先将生活垃圾焚烧飞灰与水泥进行固结造 粒，然后在生活垃圾焚烧飞灰/水泥造粒颗粒表面涂覆防水材料进行二次处理，于生活垃圾 焚烧飞灰/水泥颗粒表面形成致密防水层，有效封堵了生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒的表面 微孔，并有效隔离了外界水分对生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒表面微孔的浸入，缓解了生活 垃圾焚烧飞灰中可溶盐溶出对渐青混合料路用性能造成的不良影响。此外，本发明的技术 可W达到双层惰化生活垃圾焚烧飞灰中的重金属元素目的，从而降低重金属类元素向环境 浸出的概率。二次处理后获得的颗粒代替部分矿粉或集料加入到渐青混合料中用于路面铺 设，其在渐青路面的面层、基层均能够应用。路面在使用过程中，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，铺设的路面路用性能各项指标满足规范要求。 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】
[0024] 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。
[0025] 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焚烧飞灰，飞灰首先进行二嗯英低溫热降解处理，低溫热降解的最 佳工艺参数如下：
[00%] 热降解溫度:400°C，
[0027]飞灰排出溫度：。50°(：，
[002引固相停留时间：1-2h，
[0029] 气氛:氮气气氛，〇2体积浓度。％，
[0030] 脱氯活性介质:化0,质量浓度含10%。
[0031] 在上述工艺条件下二嗯英的降解率达95% W上，生活垃圾焚烧飞灰中二嗯英的含 量降低至IOng TEQ/kgW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。
[0032] 表1焚烧飞灰中重金属含量(干基，mg/kg)
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[0034] 焚烧飞灰浸出液重金属浸出浓度见表2。
[0035] 表2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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[0038] 由表中内容可知，焚烧飞灰中含量较高的重金属元素包括化、口6、8曰、111、加、化和 Cd，其醋酸缓冲溶液法浸出液中也是Zn、Pb、Mn、Cu、Cd的浓度较高，其中饥和Cd的浓度超出 了《生活垃圾填埋场污染控制标准(GB16889-2008)》中规定的入场限值。现采用本发明所述 方法对该焚烧飞灰进行无害化、资源化利用。
[0039] 将上述生活垃圾焚烧飞灰进行水泥造粒，然后在生活垃圾焚烧飞灰/水泥颗粒表 面涂覆硅烷防水剂或稀释渐青进行二次处理获得生活垃圾焚烧飞灰预处理颗粒，将生活垃 圾焚烧飞灰预处理