焚燒殘渣是指在垃圾焚燒過程中產生的爐渣、漏渣、鍋爐灰和飛灰的總稱。城市生活垃圾焚燒處理廠的殘渣主要包括兩部分：焚燒爐產出爐渣和除塵器收集的飛灰。焚燒灰渣中含有一定數量的重金屬物質，若不加以妥善處理將對環境造成污染。
焚燒殘渣一般可以利用作為建築材料。可以製成建築材料的輕骨料、地磚、牆磚。在替代傳統的建築填料方面更具有較大的潛力市場。
基本介紹
概念,內容,特點,處理方法,
概念
焚燒殘渣是指在垃圾焚燒過程中產生的爐渣、漏渣、鍋爐灰和飛灰的總稱。
內容
焚燒過程產生的殘渣一般為無機物質，主要是金屬氧化物、氫氧化物和碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽以及矽酸鹽。大量的殘渣特別是其中含有重金屬化合物的殘渣，對環境會造成很大危害。許多國家對焚燒殘渣都是進行填埋或固化填埋處理。由於土地資源有限，並且殘渣中含有可利用的物質，已開發國家早已將焚燒殘渣作為資源開發利用。
1000℃以下焚燒爐或熱分解爐產生的殘渣是通常所說的焚燒殘渣；1500℃高溫焚燒爐排出的熔融狀態的殘渣叫燒結殘渣。兩者的性質因焚燒溫度不同而不同，回收利用方式也不同。
美國礦山局從城市垃圾焚燒得到的殘渣中回收鐵、非鐵金屬和玻璃；前蘇聯研究用感應射頻共振法從垃圾焚燒殘渣中分離回收導電性的黑色和有色金屬，用光度分選法得到玻璃和陶瓷；而日本採用向焚燒殘渣中添加水溶性高分子添加劑，在壓縮機中壓縮、成形，製成砌磚，已建成日處理30噸焚燒殘渣的工廠。
近幾年，在我國有研究利用污泥焚燒殘渣製備水處理藥劑。據報導，某市污水處理廠污泥焚燒殘渣是以Fe2O3和CaSO4為主的無機礦物質。選用以鹽酸為主、硫酸為輔的混酸體系(二者體積比7%～13%)，在反應溫度為110～120℃、反應時間為2.5h、液固比大於2.0mL/g的情況下，1kg污泥焚燒殘渣能製備得到酸度較小、含鐵量略大於28g/L的水處理藥劑10L，該藥劑能套用於該市污水處理廠的生化處理出水，從而實現了污泥焚燒殘渣的循環利用。
混合焚燒殘渣還可用作填埋場的覆蓋材料，是美國目前用得最多的資源化利用方法。填埋場的覆蓋層由5個部分組成，其中基礎層對整個覆蓋系統起著支撐、穩定的作用，其材料為土壤、砂礫，甚至可以為一些堅固的垃圾，如建築垃圾等。焚燒殘渣經篩選後可以作為其材料。由於填埋場自身存在有利的衛生條件，如含環保設施防滲層及滲濾液回收系統，可使殘渣中因重金屬浸出而對人體健康和環境的不利影響得到很好的控制。殘渣細化後的粒徑分布廣，可經過篩選、磁選、粒徑分配等預處理工藝來滿足不同層次的需求，同時由於具有來源廣泛、透水性強、運輸費用低等優點，無論從環境上、技術上或經濟上考慮，焚燒殘渣作為基礎層材料均是一種非常好的選擇。此外，還有採用焚燒法從焚燒殘渣中回收有價金屬，如用焚燒法從廢彩色相紙中回收銀。
特點
焚燒爐渣是指自爐床尾端排出的不可燃物，一般為無機物質，它們主要是金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽以及矽酸鹽，另含有較大型的鐵鋁容器及其他金屬等可直接回收的物質，其組成成分多為酸性鹽，重金屬方面Cu、Pb、Zn之含量亦較高，至於其粒徑，若去除磁性金屬不燃物（約20%～25%），25mm以上者約占5%～10%，5～25mm者約占40%～45%，其餘5mm以下者約占35%～40%。垃圾焚燒處理廠的爐渣產量，與垃圾的種類、焚燒工藝設備條件有關。爐渣內的未燃組分限制在3%～5%以內（即熱灼減量為3%～5%）。
因為爐渣中的重金屬含量較多，如Pb、Zn、Fe、Cr等，有超出溶出標準的趨勢，而被認定為有害物質。實踐證明。城市生活垃圾焚燒處理後的爐渣危害性極低，根據深圳市政環衛綜合處理廠的多年跟蹤分析，其關鍵指標的數值規定在標準範圍之內，經適當處理後，可以認定為無害物。當然，如果焚燒處理的垃圾種類變化較大時，如含可燃的工業垃圾、其他特殊垃圾等，重金屬的含量亦會有較大的波動，不排除超標的可能性。
飛灰主要成分為垃圾燃燒後產生的無機物和重金屬等，當煙氣淨化採用乾式或半乾式反應法時，另含有一些反應生成物(如CaCl2、CaSO4)和部分未完全反應的Ca(OH)2等物質。從物理化學性質方面來看，飛灰具有以下特性：顆粒較小；大部分為圓柱狀、環狀、碎海綿狀，表面有結晶物沉澱；親水性高，具吸水能力；孔隙率高，透水性大。表面積大。熱灼減量高，約為14%左右；呈鹼性，pH值大於11。在重金屬含量與分布及其溶出特性方面，許多相關的研究報告均指出飛灰中含有濃度較高的重金屬，其中以Cd、Cr、Pb、Hg、Sb、Zn、Cu等濃度相對較高。易超過危險廢物毒性浸出標準。飛灰中重金屬含量的多少與垃圾中重金屬成分、焚燒爐操作狀部及煙氣淨化裝置之集塵特性有很大關係。
飛灰的毒性浸出試驗數據變化範圍較大，來自不同垃圾焚燒廠的飛灰有相當大差別。同一垃圾焚燒廠的不同試樣其檢測數據也有較大的波動。但許多針對飛灰重金屬特性的研究均指出，飛灰中部分重金屬浸出毒性超標，其中最易超標的為鉛，其次為汞、六價鉻、鋅等。按照《危險廢物鑑別標準》的規定，固體廢物浸出液成分中，只要任一種有害成分的濃度超過鑑別標準，則該廢物為具有浸出毒性的危險廢物。我國2001年頒布的《危險廢物污染防治技術政策》已明確將生活垃圾焚燒飛灰列為特殊危險廢物，並規定必須安全處置。
處理方法
結合分選好的焚燒殘渣成分分析，殘渣浸出無毒性可直接處理，如果有毒，則需按危險廢物處理，常用的處理方法有固化和填埋。固化方法常見的有水泥固化、瀝青固化及塑膠固化、玻璃固化、石灰固化等，也有一些其他的固化方法。固化後一般均需進行後處理，如衛生填埋、地下處置(費用較高，一般不用)等。對殘渣直接進行衛生填埋處理，需考慮填埋場地、防滲處理等等因素。
垃圾焚燒飛灰的傳統處理方法是與底灰混合再運至垃圾填埋場與生垃圾共同填埋。目前垃圾焚燒飛灰已被多數國家和地區認定為有害危險廢物，直接填埋方法已不能採用。現行飛灰處理方法主要有安全填埋、高溫處理、固化與穩定化處理、濕式化學處理等四大類處理法。主要處理方法簡單介紹如下：
①固化與穩定化處理法
固化處理是利用固化劑與含大量重金屬的除塵器飛灰混合後形成固化體，從而減少有害物質溶出的處理方法。依據固化劑的不同，固化處理可分為水泥固化、瀝青固化、塑膠固化、石灰固化和其他固化等。工程實踐中使用較多的為水泥固化，其具有工藝成熟、操作簡單、處理成本低等優點。固化處理的缺點有：由於有結合劑加入，飛灰增容比大；因飛灰含有氯鹽，長期仍有溶出趨勢；固化體強度低，難以再利用。
穩定化處理是利用化學藥劑與飛灰混合或反應使有害物質穩定的處理方法。比較成熟的技術是將液體整合劑加入飛灰中與重金屬反應，效率可高達97%以上。其優點為減容率高(一般可達1/2～1/3)，處理後飛灰穩定性高。其缺點為因螯合劑價格高從而使處理成本高。
②濕式化學處理法
飛灰濕式化學處理法又可分為加酸萃取法和煙氣中和碳酸化法。化學法的最大優點為建設成本和運行操作成本低，可回收重金屬和鹽類。但在處理過程中產生的廢水、廢氣和污泥需另作處理，目前套用實例較少。
③安全填埋法
安全填埋法是指將飛灰在現場作簡單處理後送入安全填埋場直接填埋的方法，安全填埋因設有防止地質滑動、沉陷及水土保持等措施，是目前最安全可靠的飛灰處理方法。我國深圳等城市已建設安全填埋場，可以接納垃圾焚燒飛灰。但安全填埋場的建設造價高，致使飛灰接收處理收費高，垃圾焚燒處理廠難以承受。另外，安全填埋法不能達到飛灰處理減容化和資源化的目標。
④高溫處理法
熔融法是將飛灰送入燃燒爐內，利用燃料或電力加熱到高溫，使飛灰中高含量無機物質變成熔渣，熔渣可作為土木建築材料使用，從而實現飛灰的減量化、無害化和資源化。因飛灰中有含鈣之反應和未反應物，提高了熔渣的鈣矽比，加熱溫度需達到1400～1600℃方可達到熔融的目的，故該方法能源消耗大。
高溫處理法在歐洲和日本有少量的工程實績，其優點可總結為：減容率高，一般可達1/2～1/3；熔渣可再生利用；熔渣品質穩定，無重金屬溶出；可完全分解二嗯英及其他有機污染物。其缺點有：高溫燃燒時會產生含有易揮發的Pb、Cd、Zn等重金屬的廢氣，需設定後續煙氣處理裝置；工藝複雜，占地面積大；能源消耗大，處理成本高。
高溫處理法雖處理費用較高，但因穩定化程度高，品質均勻，可達致無害化、穩定化和資源化的目標。已受到越來越多的關注。國外現已研製出多種可用於垃圾焚燒飛灰處理的高溫熔融爐。
