综述：城市固体废物焚烧飞灰的可持续管理：基于生命周期评估的处理与资源化路径综述

这篇综述系统评估了城市固体废物焚烧飞灰（MSWI FA）的处理与资源化技术，通过生命周期评估（LCA）对比了分离、稳定化/固化（S/S）及热处理的环保效益。重点分析了飞灰中重金属（Pb、Zn、Cd）和持久性有机污染物（PCDD/Fs）的毒性控制策略，并探讨了其在建材（如水泥、陶粒）中的应用潜力。研究指出，FLUREC工艺和玻璃化技术可显著降低全球变暖潜能（GWP）和非可再生能耗（NREC），为飞灰资源化提供了可持续解决方案。

　　

城市固体废物焚烧飞灰的可持续管理：基于生命周期评估的处理与资源化路径

引言

随着全球城市化进程加速，城市固体废物（MSW）年产量预计2030年达25.9亿吨，焚烧技术因能源回收优势被广泛应用，但由此产生的飞灰（MSWI FA）因富含重金属（Pb、Zn、Cd）和有机污染物（如二噁英）被列为危险废物。如何实现其安全处置与资源化成为环境领域的重要课题。

飞灰的化学组成与毒性

MSWI FA的化学组成受焚烧炉类型（炉排炉/流化床）和废物来源显著影响。炉排炉飞灰以CaO（最高47.07%）和Cl^-（27.81%）为主，而流化床飞灰富含SiO₂（25.3%）。重金属中Zn（最高56,652 mg/kg）和Pb（10,775 mg/kg）的浸出毒性远超欧盟和中国标准（如GB16889-2024），需通过预处理降低环境风险。

处理技术对比

分离技术：FLUREC工艺利用酸性洗涤水回收Zn等金属，减少稳定剂使用，其GWP仅30.69 kg CO₂-eq/吨飞灰，远低于水泥固化（557 kg CO₂-eq）。

稳定化/固化：传统水泥固化虽有效但成本高，而Na₂SiO₃或CO₂碳化可降低50%环境影响。

热处理：玻璃化（1300℃）和等离子体技术（1400-1500℃）能固定重金属并分解99%二噁英，但能耗较高。

资源化应用与性能

飞灰在建材领域展现潜力：

• 水泥：掺入30%玻璃化飞灰的砂浆抗压强度达53 MPa（超EN 998-2标准），GWP降低25%。

• 陶粒：烧结陶粒的GWP（116.7 kg CO₂-eq）优于非烧结产品，且经济性最佳（NPV -$11.3/吨）。

• 防火材料：飞灰基阻燃板GWP为151 kg CO₂-eq，但机械性能需进一步提升以满足EN标准。

挑战与展望

当前技术需平衡环境效益与经济可行性，如FLUREC虽环保但成本较高。未来需优化LCA评估框架，统一功能单元与系统边界，并加强实验数据支撑。飞灰资源化在实现“零废城市”目标中具有广阔前景，但跨学科合作与政策支持至关重要。