2015年我国生活垃圾清运量已经超过1.89×108t，相比2014年激增了近1.3×108t，超过200个城市出现“垃圾围城”的现象，预计到2020年，我国生活垃圾年清运量将超过2.15×108t［1-2］。目前，我国城市生活垃圾的处理方式主要为卫生填埋和焚烧，其处理量占无害化处理总量的比例分别达到66%和34%，其中生活垃圾焚烧发电技术发展迅速，每年新增焚烧发电厂超过50座［3-5］。

5、经过真空加载，并且联合堆载后，工程最大沉降量为1.90m，固结度达到90%，远高于规范75%的要求，同时，土体沉降速率已下降至1.0mm/天以下，达到工程设计要求，加固效果良好。

虽然生活垃圾焚烧发电技术可使垃圾减容80%～90%，有效解决了生活垃圾处理的难题，但同时也产生20%～30%的炉渣残余和0.3%～2%的飞灰［6-8］。随着我国生活垃圾焚烧发电方式的逐步普及，焚烧发电炉渣产生量日益增加。以镇江为例，日产生活垃圾达2 000 t以上，其中光大环保能源（镇江）有限公司垃圾焚烧处理量已达到1 700 t/d，经焚烧处理后排出炉渣约371 t/d。生活垃圾焚烧发电炉渣在浸出达标的条件下，可作为一般固体废物进入一般工业或生活垃圾填埋场处置，但是将导致填埋场库容日趋紧张。

生活垃圾焚烧发电炉渣的物化特性直接影响到其资源化利用状况，而影响其物化特性的主要因素包括：生活垃圾的成分、焚烧工艺、炉渣处理工艺等。为了有效处理和利用城市生活垃圾焚烧发电炉渣，笔者采用X射线衍射仪（XRD）、X射线荧光光谱分析仪（XRF）、扫描电子显微镜（SEM） 以及电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES） 对我国几个典型地区的生活垃圾焚烧发电炉渣进行了测试分析，研究了炉渣的物化特性，为我国生活垃圾焚烧发电炉渣资源化利用提供指导。

1 镇江市生活垃圾焚烧发电工艺

垃圾焚烧工艺的不同将导致炉渣特性的显著差异，本研究所用的炉渣均取自光大环保能源不同地区已运营项目的垃圾焚烧炉，有关工艺具体如下。

生活垃圾经垃圾车运至焚烧发电厂的垃圾库，通过发酵具备投炉条件后利用抓斗将垃圾抓入垃圾进料斗，给料机将斗内垃圾送入机械炉排炉焚烧。燃烧过程中采用焚烧炉的一次风机从垃圾库抽气送入炉膛焚烧，这样可使垃圾库内保持负压，避免臭气外排。垃圾在经过干燥段、燃烧段和燃尽段后生成固体残渣，炉内温度为900～1 100℃。高温烟气进入余热锅炉换热，产生的过热蒸汽送入汽轮发电机组进行发电。炉渣排入渣池冷却后运至暂存库再利用，飞灰进行固化处理后安全填埋，整个过程为密闭操作，不会产生二次污染。

1.1 垃圾焚烧处理工艺

由表1可知：重晶石熟料中BaS含量为71.84%，说明还原比较完全；同时含有少量未反应的BaSO4、SiO2，以及煅烧过程生成的BaSiO3、BaCO3，这些水不溶物包裹着BaS，对溶出过程产生一定影响。

1.2 炉渣湿法处理工艺

［3］ 中华人民共和国统计局.中国统计年鉴2014［M］.北京：中国统计出版社，2014.

图1为生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺流程。原状炉渣（以下简称“原渣”） 是生活垃圾焚烧后留在炉排上和从炉排掉落的固体残渣，是由熔渣、石子、玻璃、陶瓷、金属和未燃尽的可燃物等组成的不均匀混合物［9-11］。原渣从垃圾焚烧发电厂运至暂存库存放一段时间后进入振动筛、磁选和滚筒筛，其中铁等磁性金属制品将被分离出来，未燃尽可燃物则返回垃圾焚烧厂回炉焚烧。剩余炉渣再进入破碎机进行破碎，同时冲洗水从破碎机上方流入。炉渣中的大块物料充分细碎后进入跳汰机进行重力分选。从跳汰机底层的重介质选出重质有色金属进行分类回收，跳汰机上层的炉渣进入滚筒筛分离出夹杂物，接着通过涡流分选将残留在炉渣中的铝分离出来。至此，炉渣中的块状金属物质已基本被分离，剩余物进入渣池进行渣水分离，经二级沉淀沥干水分后得到尾渣。

  

图1 生活垃圾焚烧炉渣湿法处理工艺流程

2 测试方法与仪器

2.1 样品来源

本试验原渣样品分别取自光大环保运营项目广安、宁波、寿光、苏州和镇江5个地区的生活垃圾焚烧发电厂，试验尾渣样品取自光大环保能源（镇江）有限公司，所取样品编号如表1所示。这5个地区的焚烧发电厂均采用机械液压式炉排焚烧炉，单台处理量300～500 t/d，排渣方式为湿法排渣。

 

表1 试验炉渣样品编号

  

GA-Y 原渣 四川广安NB-Y 原渣 浙江宁波SG-Y 原渣 山东寿光SZ-Y 原渣 江苏苏州ZJ-Y 原渣 江苏镇江ZJ-W 尾渣 江苏镇江

2.2 试样制备

原渣的质地具有较大的不均匀性，其中包含了较多硬质的金属和玻璃。本研究原渣分析试样均由人工挑选质地较软的渣。尾渣质地相对较为均匀，采取多次取样后等质量混合。

两组患者在服药治疗期间均未出现明显不良反应，4周后试验组与对照组中均有1例肝功能出现轻微变化，不良反应发生率均为4.17%，停药后均恢复至正常，所有患者均顺利完成8周用药治疗。

2） 结合SEM、XRF和XRD分析可以判断，含Ca高且疏松易吸水的炉渣经湿法处理后容易转移至污泥中，而含Si高且致密不易吸水的炉渣经湿法处理后主要形成尾渣。尾渣中主要含陶瓷、砖石、玻璃和熔渣，其质地坚硬，作为集料使用时具有一定的强度。

孔老一疯了似的爬向脑袋，他先看到了底柱，底柱还圆睁着双眼，死死地盯着鬼子方向，孔老一哭着帮底柱抹上了眼睛。他又找到了老三，老三睡着了，紧锁着眉头……

月均家庭收入主要为2 001～3 000元、3 001～5 000元、5 001～8 000元这3个阶段,且各个层次比例相对比较均衡．调查样本涉及到不同人群、年龄、职业和收入水平,可以体现各层次社会人群对公园免费开放后感知的影响．被调查者(表1)在徐州居住时长超过20 a的占据一半,访问公园的频率主要为每周一两次(29.7%)、每两周一次(20.1%),停留时间达到1 h的比例为66.8%.游憩者行为数据反映了被调查者对徐州公园比较了解,因此,问卷的样本具有一定的代表性．

2）XRF分析用样品制备。预处理步骤同XRD分析，将200目筛下样品放入烘箱中，保持100℃烘3 h，置于干燥器中恒重，在30 MPa压力下保压60 s压制成形，再进行X射线荧光光谱扫描。

实验组症状缓解的患者有48例，治疗缓解有效率为96.0%；对照组症状缓解的患者有40例，治疗缓解有效率为87.0%，比较两组患者治疗缓解有效率，差异无统计学意义（χ2=1.518，P=0.218）。详见表1。

4）SEM分析用样品制备。从大块炉渣样品上确定取样部位，根据仪器样品台大小确定所取样品的大小，采用切割得到表界面。清洗样品并彻底干燥，最后在样品表面喷镀一层金属膜，一般膜厚为 10～20 nm。

3 结果与分析

3.1 炉渣晶相组成分析

通过XRD分析炉渣的晶相组成，不同样品的XRD图谱如图2所示。炉渣的主要晶体组成为石英（SiO2）和方解石（CaCO3），部分地区还有一些Ca（OH）2和CaSO4，其他的矿物峰相对较弱，含量很低。对比各个地区的炉渣衍射图可知，不同地区炉渣的晶体成分相似，从峰的强弱来看，仅含量上有所差异，这与炉渣的不均匀性也有一定关系。从衍射图可以看出，SiO2和CaCO3的衍射峰均比较明显且尖锐，说明结晶程度较高。镇江市生活垃圾焚烧厂原渣的XRD峰形较尾渣复杂，与其复杂的成分有关。从峰值推测，尾渣的SiO2和CaCO3含量明显上升，这是因为湿法处理的过程中去除了一些易溶于水的盐类，如硫酸盐和氯化物等。

比较有代表性的是刑法和治安处罚法。如果犯罪，一般情况下已满七十五岁和任何情况下不满十八岁的人，是不能判死刑的，并且会被从轻或减轻处罚。例外的情况是已满七十五岁的老人以特别残忍的方法杀人，可以判处死刑。但“残忍”是个形容词，立法没有解释，不同的司法者评判的标准不同，对刺激的承受度不同，对同样的罪行是否“残忍”就会有不同的认知。从轻处理最典型的是治安处罚中的行政拘留，如果当事人不满十六岁或者七十岁以上，这个拘留是不执行的。从严格意义上讲这其实已经不能算“从轻”了，因为我们理解的从轻是降格处理，如从拘留降到罚款，从罚一千降到罚八百等，而“不执行”实质上相当于完全取消这个拘留处罚。

  

图2 炉渣XRD图谱

3.2 炉渣主量元素组成分析

通过XRF检测炉渣的主量元素组分，由于炉渣为高温氧化性气氛产物，因此主量元素统一用氧化物形式进行归一化表示，结果如表2所示，炉渣中主要元素体系包括Ca、Si、Al、Fe、Mg等，此外含有较多的Na、K、Cl、S、P等。按含量由大到小的顺序排列为 Ca＞Si＞Al、S＞Fe、Mg、P、Cl＞ Na、K ＞ Ti。

由于各地区生活垃圾的成分不尽相同，炉渣的化学成分组成存在很大的差异。除SG-Y外，其余原渣样品的CaO含量在47%左右，SiO2含量在17%左右，Al2O3和SO3在6%左右，Fe2O3、MgO、P2O5、Cl在4%左右，Na2O和K2O在2%左右。

虽然XRF检测出了较高含量的Fe和Al，但是XRD并未检测到相关衍射峰，这说明Fe和Al主要以非晶相的形式存在于炉渣中。焚烧炉内Cl元素主要来源于厨余垃圾中的NaCl以及PVC材料，因为PVC材料中的Cl容易以HCl形式挥发，所以炉渣中的Cl主要来源于NaCl，如表2所示。

3）ICP分析用样品制备。重金属浸出量按GB 16889—2008生活垃圾填埋场污染控制标准［12］所要求的HJ/T 300—2007固体废物浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法［13］。该方法与美国环保局（EPA） 的固体废物毒性浸出方法（TCLP） 类似，具有较好的国际通用性。

 

表2 生活垃圾焚烧炉渣化学成分质量分数 %

  

GA-Y 18.63 6.10 3.51 46.31 4.28 1.93 2.56 0.94 3.99 7.63 3.93 NB-Y 15.45 5.77 5.39 49.19 4.72 1.27 2.30 1.42 3.42 6.77 4.16 SG-Y 38.28 9.92 3.82 30.52 4.65 2.70 2.41 0.67 1.94 2.96 2.00 SZ-Y 16.63 5.92 3.75 47.83 3.50 1.51 2.56 1.03 4.66 9.13 3.37 ZJ-Y 17.56 6.64 4.24 48.91 6.09 1.37 1.89 1.01 2.71 5.77 3.66 ZJ-W 28.20 8.86 6.08 35.58 4.16 1.82 2.88 0.93 2.90 5.08 3.32

对比镇江市生活垃圾焚烧发电厂原渣与尾渣中的化学成分可以看出，湿法处理过程能改变炉渣的化学组成，Si的含量显著增加，Al、Fe的含量随之增加，CaO含量显著降低。此外，S、Cl含量微量降低。XRD分析已经表明Ca的主要存在形式为不溶于水的CaCO3，因此水洗导致Ca降低、Si升高并非由水溶性导致。由此推断，Ca更多存在于原渣中吸水性较强的渣中，因此转移到了水洗污泥中，Si更多存在于原渣中吸水性较差的渣中，因此转移到了水洗尾渣中。而S、Cl的微量降低与其可溶性有关。此外，炉渣的湿法处理过程还有利于提高固化体的硬化性能，并提高炉渣烧结产物的化学和工程性质。

3.3 炉渣重金属特性分析

基于上述对炉渣物化特性的分析，可以知道其物化特性与天然砂石或是用于水泥工业中的混合材料相似，可以作为建筑材料进行资源化利用。然而，炉渣对环境的影响也不容忽视，其重金属浸出可能对土壤或地表水造成较为严重的污染，给生态环境带来威胁和破坏。

为了进一步验证炉渣资源化利用的可行性以及环境安全性，本研究使用醋酸缓冲液对炉渣进行浸出测试，结果如表3所示。镇江原渣和尾渣的浸出均低于GB 16889—2008规定限制，因此浸出毒性较低，满足卫生填埋标准。

 

表3 生活垃圾焚烧发电炉渣浸出毒性检测数据

  

注：ND表示未检测出。

 

GB16889—2008浸出毒性限制/（mg/L）Cu 7.55 16.71 40 Zn 34.5 69.4 100 As 0.23 0.22 0.30 Pb 0.19 0.17 0.25 Cd 0.04 0.07 0.15 Cr 0.28 1.01 4.5 Ni ND ND 0.5 Se 0.22 0.04 0.1 Ba 1.53 1.54 25

3.4 炉渣表观特性分析

对光大环保能源（镇江） 有限公司的原渣和湿法处理后的尾渣进行电镜扫描，表面形貌结构如图3和图4所示。从图3可以看出，原状炉渣呈黑褐色，表面疏松多孔，孔隙直径也比较大，呈不规则状，颗粒大小差别较大，大颗粒表面粘附了较多的小颗粒。由放大倍数更大的图3b可以观察到短棒状、针状和粒状的结晶体，但是不均匀，这与垃圾组分以及焚烧工况的复杂性有关。从图4可以看出，水洗后风干的尾渣呈浅灰色，结构致密，无明显孔隙。由放大倍数更大的图4b可知，尾渣部分位置的晶体呈现为粒状晶体，粒径较小。结合SEM、XRF和XRD分析可以判断，含Ca高且疏松易吸水的炉渣经湿法处理后容易转移到水洗污泥中，而含Si高且致密不易吸水的炉渣经湿法处理后主要形成尾渣。

  

图3 镇江焚烧发电原渣电镜扫描

  

图4 镇江焚烧发电尾渣电镜扫描

4 结论

1）炉渣的主要晶体组成为石英（SiO2）和方解石（CaCO3），部分地区还有一些Ca（OH）2和CaSO4，与天然砂石或用于水泥混凝土工业中的硅质混合材料十分相似。其主要元素体系包括Ca、Si、Al、Fe、Mg等。此外，含有较多的Cl元素，可能主要来源于厨余垃圾中的NaCl以及PVC材料。由于各地区生活垃圾的成分不尽相同，炉渣的化学成分组成存在很大的差异。

1）XRD分析用样品制备。取适量原渣样品，烘干、研磨，过200目筛后，将样品粉末均匀洒入制样框窗口中，然后用小抹刀轻轻压紧并保证样品粉末平面的平整，最后进行X射线衍射扫描。

3） 尾渣的重金属浸出浓度符合GB 16889—2008，浸出毒性较低，对环境没有危害，资源化利用的环境风险较小。因此，光大环保能源（镇江）有限公司垃圾焚烧发电产生的尾渣作为建筑材料进行资源化利用具有实际可行性。

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目前，我国生活垃圾焚烧炉渣主要采取湿法进行处理，一般都是通过分拣、分离大块铁制品，筛分、湿法破碎、分离细铁、分离有色金属等步骤，实现对金属的提取及炉渣集料的制备。

在公共安全领域：以化学品及制品危险性分类鉴定技术为核心，以化学品储运安全、健康环境评价、工业过程安全、应急救援、公共活动保障、食品安全为主要发展方向，建设“化学品公共安全技术中心”，为国家化学品公共安全和上海国际航运中心建设提供技术支撑。

［4］ 中华人民共和国统计局.中国统计年鉴2015［M］.北京：中国统计出版社，2015.

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唐小果蹦跶（）起来，将超人面具、球棒、人字拖一股脑儿塞进书包，拿起数码摄像机，打开手机地图，朝糖龙说：“一切准备完毕，出发吧！糖人国！”

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水秧村地貌以山地为主，山高谷深，沟壑纵横，属喀斯特地形脆弱环境，自然环境条件较差，人均占有耕地大约1.1亩，且耕地质量差，多为坡耕地。交通基础设施建设滞后，到县城大约需要2小时车程，制约了村民的出行和与外面的经济往来。

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［13］ 国家环境保护局.固体废物 浸出毒性浸出方法醋酸缓冲溶液法：HJ/T 300—2007［S］.北京：中国环境科学出版社，2007.