城市生活垃圾焚烧炉渣的特性

研究样品分别来自广州、桂林、苏州、宁波、重庆和沈阳，依次标记为样品1—6。各垃圾焚烧厂运行时间均在近5年内，广州市的焚烧厂早，运行起始于2011年，沈阳的焚烧厂在2019年开始运行。各垃圾焚烧厂焚烧炉类型和处理能力有所差异，但焚烧温度基本相同，均高于850℃。各地垃圾焚烧炉渣的产生比例大致相同，占垃圾焚烧总量的20%～25%

炉渣物理性质分析

（1）物理组成

炉渣组分种类较多，主要组成部分是熔渣、有机物、黑色金属、有色金属和玻璃碎片等。在本次实验操作当中，我们选取大约600g的炉渣，然后放置于鼓风干燥箱当中，对炉渣进行烘干操作，直到炉渣的重量不再变化，在烘干操作之后，称量己经干燥至恒重的炉渣大约500g克，对其进行下列操作：首先进行磁选操作，旨在分离选择出炉渣当中的黑色金属。接着需要使用摄子等工具手动分离剩余的炉渣，依据剩余炉渣当中玻璃和有色金属的外观不同，形状不同以及特征不同等条件，将玻璃碎片和有色金属进行有效的分离。通过上述操作之后，将对剩余的熔渣，分离出的有机物、各色金属和玻璃碎片等进行准确的称量操作，以确定其各自的重量。显而易见的是熔渣含量高、黑色金属次之，有色金属再次，而玻璃碎片和有机物的含量低。在上述的样本中，通过分析可以得知，含量高的熔渣大部分是由于燃烧生活垃圾而产生的，它的主要的成分是不可燃烧的无机物，同时也含有可燃物燃烬灰分、未燃烬炭、残余的添加剂和大量燃烧产生的反应生成物的存在；而含量次之的黑色金属和有色金属，它们主要是一些废铁、铜和铝等金属物质；玻璃碎片主要来自于各种玻璃容器和器具，如玻璃窗等；有机物主要是为燃烧或是未燃尽的塑料、木板、纸张等。

（2）微观形态

使用SEM扫描电镜对6个垃圾焚烧炉渣样品进行微观形态分析。由图可知：放大1000倍时，观察到炉渣大小形状不一，边缘多呈现不规则状，且表面较为粗糙；放大5000倍（图2b）观察炉渣颗粒形态，6个样品中的炉渣颗粒形状不同，颗粒表面凹凸不平，有球状、针状、棍状等不规则晶体附着在其表面，且中间空隙较明显；将炉渣颗粒进一步放大10000倍，观察某一炉渣表面的部分形貌细节，可以看出不同地区垃圾炉渣存在较大差别，例如样品2和样品5的炉渣中多由针状、片状、短棒状等多种不规则晶体组成，而样品1、样品3、样品4和样品6多为多孔海绵状不规则晶体组成。总体来看，生活垃圾焚烧炉渣为由不规则状小粒子黏结成的大颗粒团聚体，且由于各地区生活垃圾组分以及焚烧工艺的差异存在不同。

1.2炉渣化学性质分析

（1）热酌减率

热酌减率是指焚烧炉渣经灼烧减少的质量占原焚烧炉渣质量的百分比。依据CJJ90—2002《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》，炉渣热灼减率应控制在3%～5%。本次实验利用马弗炉600℃进行炉渣的热酌减率实验，结果表明：除样品3生活垃圾焚烧炉渣热酌减率为3.1%外，其余地区焚烧炉渣热酌减率均低于3%，说明当前各地区垃圾焚烧场焚烧充分，有机物燃烧彻底。

（2）浸出毒性

由垃圾焚烧炉渣浸出毒性检测结果见表可知：六地区生活垃圾焚烧炉渣的浸出液毒性均远低于GB5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》，属于一般固体废弃物；与存量垃圾土相比，除锌浸出含量低于垃圾土外，其余重金属浸出含量均与其接近。无论炉渣或存量垃圾土，锌浸出含量较高，均由于我国垃圾分类执行效果不明显，部分电池与生活垃圾混合丢弃。将炉渣的重金属浸出含量与GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水标准和GB5084—2005《农田灌溉水质标准》进行对比，仅样品6中Cr和样品4、5中Pb浸出含量稍超出标准限值。因此，本研究涉及的生活垃圾焚烧炉渣可作为一般固废进行处理，其处理或资源化利用时对环境造成危害的可能性不大。