随着人们生活水平的提高，我国城市生活垃圾产生量以8%-10%的年增长速率增加，高出世界平均增长率1.6个百分点^[1、2]，生活垃圾处理已经成为我国继交通、能源后的一项难解决的问题。焚烧法以其无害化、减量化和资源化的优势得到了国内广泛使用，目前我国建设的垃圾焚烧发电项目已有数百家。但是，在其尾气处理环节中会产生约占垃圾总质量5%左右的飞灰，据估算目前我国飞灰年产生量大约400-500万吨^[3]。由于垃圾焚烧飞灰大多在垃圾焚烧尾气处理过程的除尘器中收集，焚烧烟气中的重金属等有毒污染物易富集于飞灰中，使飞灰中含有的重金属和难降解有毒物质。若未经处理直接填埋，会对附近的环境造成污染。另一方面，由于土地资源紧张，多数填埋场已无法满足日益增长的飞灰处置需求^[4]。因此，为生活垃圾焚烧飞灰找到一种环保、经济的处理处置方式势在必行。

2 飞灰简介

2.1 飞灰的性质

城市生活垃圾焚烧产生的飞灰呈灰白或深灰色，其具有表面粗糙、比表面积大、含水率低及颗粒形状不规则等特点。飞灰化学成分由焚烧垃圾种类决定，主要成分有KCl、CaSO₄、NaCl、CaCO₃、SiO₂，还含有CaO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、PbO、Cu₂CrO₄、Ca₂Al₂SiO₇等，晶相含量高达59%^[4-6]。另外，飞灰中含有较高浓度的重金属（包括：Pb、Cu、Cr、Zn）和氯盐，同时还含微量有毒性的有机物。

2.2 飞灰的危害

飞灰中重金属主要来源于电池、颜料、电器、温度计、报纸杂志、塑料、橡胶、纺织品等^[4]，垃圾经过高温燃烧，重金属物质大多数会直接挥发进入烟气或在炉内反应生成金属氧化物，其中有大量的有害物质存在，如锌、铬、铅、镉等多种有害重金属，盐类及二噁英等污染物质。重金属具有渗滤的特性，若直接填埋或作建筑材料，在自然环境下风化、侵蚀后，容易渗透出来再次进入环境、污染水源从而危害人类。

2.3 飞灰处置及资源化

目前，飞灰资源化利用方法已有不少报道，主要有如下4个方法^[7]：

1、利用飞灰制备建筑材料：可以用飞灰取代部分水泥或沙子，制备混凝土及水泥。飞灰掺入混凝土中，水泥的水化可以有效地固封重金属，它的浸出毒性远远低于国家的标准，不影响使用时环境的安全。用飞灰制备混凝土不需要进行预处理，安全可行。如Hamernik和Frantz等人研究表明，将生活垃圾焚烧产生的飞灰作为辅助胶凝材料来取代一部分的水泥混入混凝土中，提高混凝土抗压强度^[6]。同济大学施惠生教授研究的用飞灰作水泥原料来制备胶凝材料可降低处置费用，还可以减少对环境的二次危害。飞灰也可以制成球状作轻质的混凝土骨料，该产品隔音隔热性能好，但抗压强度低，适用于非结构件^[7-10]。

2、利用飞灰制备工艺材料：垃圾焚烧产生的飞灰用于制造玻璃陶瓷及陶瓷^[4、12]。国外学者G De Casa^[11]等人将飞灰经水洗、磨碎后与其他成分混合，经过1100℃高温烧制，制出强度高、密度大的高性能陶瓷。在国内，魏娜^[13]等人发现，污泥陶粒的筒压强度随焙烧温度的增加而增加，随垃圾焚烧飞灰的掺量由5%增加至25%先变小后变大。蔡可兵^[7]等人用飞灰、废玻璃、发泡剂和改性剂经过800℃焙烧30 min制得玻璃陶粒，吸水率小于5%，比表面为4m²/g。