污泥焚烧后的灰渣组分和利用

1 灰渣的成分

焚烧灰渣是焚烧系统所产生的固体灰渣，主要产生于焚烧炉、烟气除尘器和余热锅炉等处，是垃圾焚烧过程中必然产生的副产物。根据污泥组成及焚烧工艺的不同，灰渣的质量一般为焚烧前总质量的5%～30%。

焚烧灰渣包含不可燃的无机物以及部分未燃尽的可燃有机物，其主要成分是金属或非金属的氧化物，其一般组成为：SiO235%～40%、Al2O310%～20%、Fe2O35%～10%、CaO 10%～20%、MgO、Na2O、K2O各占1%～5%以及少量的Zn、Cu、Pb、Cr等金属及盐类。

焚烧灰渣既有污染性，又有一定的资源特性。一方面，由于灰渣中含有一定量的重金属等有害物质，若未经处理直接排放或处理不当，将会对周边环境造成危害；另一方面，灰渣中又含有Fe、Al等金属物质，可作为一种资源开发利用，故具有一定的回收利用价值。可见，焚烧灰渣的处理是污泥焚烧工艺的必要组成部分。

2 灰渣的利用

根据焚烧温度的不同，焚烧炉排出的底灰可分为两种：一种是由1000℃以下焚烧炉排出的残渣，称为普通焚烧残渣，一般可以回收铁、玻璃等物质之后作建筑材料；另一种是由1500℃高温焚烧炉排出的熔融状态的残渣，呈块粒状，称为烧结残渣，由于玻璃化作用，而具有高密度、高强度、重金属浸出量少等特点，可用作建筑材料、混凝土骨料、筑路基材等。

（1）利用焚烧灰渣制造轻骨料

美国富兰克林研究所（费城）试验工厂用焚烧炉残渣作波特兰水泥混凝土和沥青混凝土的骨料，生产成本为每吨4～5美元，用于铺设试验公路的沥青路面，效果良好。用焚烧灰渣生产混凝土砌块，也是可行的。

美国和加拿大利用废玻璃在铺设沥青混合路面时作骨料，这种复合料通常被称作玻璃费尔特，它在美国和加拿大铺设的大量试验跑道中显示出良好的性能。

轻骨料的生产，首先要进行技术可行性研究，以确定生产的最佳方案。研究包括研磨焚烧物、骨料配方研究（即选定黏土的加入量）、烧结试验和混凝土试验。黏土的加入，不但便于加工成球，还能增加烧制陶粒的强度。

日本东京工业试验所对焚烧残渣作轻骨料进行了成功的研究，产品表现出良好的性能。研究结果表明，建筑混凝土的轻骨料完全可以用焚烧残渣作主要原料。

（2）利用焚烧灰渣制作墙砖和地砖

日本东京工业试验所在利用焚烧残渣制作墙砖和地砖方面进行了大量的研究。结果表明，烧制出的墙砖和地砖，性能完全符合日本国家标准JIS A 5209的要求。地砖和外墙砖一般是由硅石、长石、蜡石、瓷石及黏土作原料制成的。用垃圾焚烧残渣代替这些原料中的一部分，尽管质量有所下降，却可以使成本大大降低。

试验表明，可以用焚烧残渣和硅石黏土的1∶1配比物烧制成砖。烧制方法是：将配比物装入瓷制球模，湿粉全部通过200目网筛，经过一次脱水和干燥，加水8%～10%，用油压机压挤成型，干燥后用电炉焙烧24h，保温2h。烧成温度为1000℃，烧成后所得产品为褐色。我国贵阳、西安等地利用80%～85%的垃圾灰，配上其他原料，制出了符合国家标准的硅酸蒸养垃圾砖。其工艺仅比普通蒸养砖多一道垃圾筛选工序，在价格上略高于普通蒸养砖。但这些地区对建筑砖的需求量大于供应量，因此在硅酸蒸养垃圾砖价格略高的情况下，还是能够销售出去的。