城市垃圾焚烧飞灰与工业废渣高温协同处理：标准化评估与资源化路径能耗分析

《Waste Management》：Thermal co-treatment of municipal solid waste incineration fly ash with industrial waste slag: standard evaluation and energy consumption analysis of treated products

本文系统评估了市政固体废物焚烧飞灰（MSWI fly ash）高温热处理产物在GB 41015-2021和HJ 1134-2020标准下的合规性，创新性地提出三种资源化路径并量化其能耗成本。研究通过优化工业废渣配比（如45%掺混率）及温度参数（1250℃），实现重金属固化与二噁英分解，为危险废物资源化提供了标准化技术方案与能耗参考。

　　

亮点

本研究聚焦于MSWI飞灰热处理产物的标准化评估与能耗优化，通过系统性实验揭示了工业废渣掺混比例与温度参数对产物性能的协同影响机制。

材料制备

实验所用原始MSWI飞灰（FA）取自河北省某垃圾焚烧厂，其化学组分显示高CaO含量（21% Cl源自餐厨垃圾与塑料）。采用七元素碱度计算公式（公式1）测得碱度为15.618。飞灰中重金属多以氧化物、氯化物、硫酸盐及单质形式存在（Zhu等学者研究证实）。

MSWI飞灰熔融优化产物的标准评估

预实验表明，不同工业废渣比例的混合样品仅在1200℃开始烧结，与Gao等研究结果一致。本研究分别在1200℃、1210℃、1230℃和1250℃下进行熔融实验，质量损失率与酸溶失率变化曲线见图1。随着温度与废渣比例升高，质量损失率持续增加，而酸溶失率随废渣比例增加而下降，其曲线形态与废渣比例呈负相关。

结论

研究提出三种资源化路径，并基于最新国家标准对产物进行对标评估：

（1）45%工业废渣在1250℃下生成的熔融产物符合GB 41015-2021标准，成本为1793.5元/吨FA；

（2）水洗飞灰经城市集中处理设施处理的最低能耗为1360.7元/吨FA；

（3）水洗飞灰处理产物用于水泥砂浆生产时，最低能耗可降至787.5元/吨FA。

上述优化参数为工艺选择提供了可靠的能耗与经济性参考。