（环境工程专业论文）生活垃圾焚烧炉渣与生活垃圾混合填埋的重金溶出行为及生态风险研究.pdf

浙江大学博士学位论文 摘要 摘要 随着城市土地资源的日益稀缺，焚烧技术在垃圾处理系统中的应用日益广 泛，由此也产生了大量的生活垃圾焚烧炉渣。生活垃圾焚烧炉渣含有高浓度的重 金属，使其在回用或填埋处置的过程中都存在一定的环境风险。为评估炉渣中的 重金属污染，本研究在我国生活垃圾焚烧厂分布最多的浙江省选取了6 个不同城 市的典型生活垃圾焚烧厂进行炉渣取样，并分析了炉渣样品中重金属浓度和形态 分布。根据重金属浓度和形态分析结果，选取c u 、z n 、p b 作为研究对象，结合 炉渣的酸缓冲能力、重金属形态分布、p h - 重金属溶出试验和v is t l a lm i n t e q 模 型综合分析炉渣中c u 、z n 、p b 的溶出行为和溶出机理。根据溶出试验结果，进 一步选择c u 和z n 作为研究对象，研究了风化预处理对炉渣中重金属形态分布和 溶出行为的影响。基于以上结果，构建了三套模拟填埋场，动态探讨了不同比例 炉渣与生活垃圾混合填埋对填埋场重金属释放行为及其生态风险的影响；并同时 构建了两套模拟填埋场，探讨了渗滤液回灌对炉渣和生活垃圾混合填埋场的稳定 化进程、重金属释放行为和生态风险的影响。主要结论为： ( 1 ) 生活垃圾焚烧炉渣中含有高浓度的重金属，各重金属元素按照平均浓 度从高到低依次为z n m n c u p b c r a s n i c o m o c d 。其中，z n 、m n 、c u 、p b 和c r 是主要的金属元素，其平均含量均超过3 0 0 m g k g 。形态分析的结果表明， 炉渣中有一定比例的重金属以不稳定的可交换态和碳酸盐结合态的形式存在。据 计算，1 k g 炉渣样品中平均有9 5 2 m g 的c u 、1 9 4 m g 的p b 和3 6 3 8 m g 的z n 以可 交换态和碳酸盐结合态的形式存在，这些不稳定的重金属若完全溶出将对环境造 成较大的影响。 ( 2 ) 在碱性环境下，炉渣中c u 、z n 、p b 的溶出水平较低；但当环境p h 分 别低于6 0 、6 7 和7 0 时，炉渣中的c u 、z n 和p b 会大量溶出。而且，在酸性 环境下，溶出的c u 、z n 和p b 具有更强的生物可利用性。炉渣中c u 和z n 的溶出 受其形态的限制，而p b 的溶出则可能受到特殊矿物溶解平衡的控制，使其溶出 率低于c u 和z n 。试验中，c u 和z n 的最高溶出率分别达到7 2 4 和4 5 o ，而 p b 的最高溶出率仅为1 9 。由于炉渣具有较强的酸缓冲能力，单纯依靠酸性降 雨很难使炉渣p h 降至酸性从而使重金属大量溶出，因而一般在回用的过程中， 浙江大学博士学位论文 摘要 炉渣对环境的影响不大。然而，当炉渣被置于含有大量有机酸的生活垃圾填埋场 时，炉渣可能面临着较大的重金属溶出风险。 ( 3 ) 风化预处理改变了炉渣中c u 和z n 的形态分布。经过风化处理，炉渣 中以可交换态、碳酸盐结合态和f e m n 氧化物结合态形式存在的z n 的比例分别 由0 3 、1 7 1 、1 9 6 上升至0 7 、2 2 7 、3 6 7 ；以有机物结合态形式存在 的z n 的比例基本不变，而以残渣态形式存在的z n 的比例从5 5 1 下降至3 0 9 。 同时，风化处理使炉渣中以有机物结合态形式存在的c u 的比例从6 8 7 下降至 3 6 8 ，以可交换态、碳酸盐结合态、f e m n 氧化物结合态和残渣态形式存在的 c u 的比例分别从1 8 、2 5 、2 8 、2 4 1 上升至2 7 ，3 7 、3 8 、53 7 。 以可交换态、碳酸盐结合态和f e - m n 氧化物结合态存在的c u 和z n 的比例升高表 明，风化处理一定程度上提高了炉渣中c u 和z n 的迁移性。s p l p 浸出试验结果 表明，炉渣中c u 、z n 的溶出量随着风化处理的进行而有所降低。但在t c l p 浸出 试验中，炉渣中c u 、z n 的溶出量随着风化处理的进行有所升高。炉渣中c u 、z n 在s p l p 浸出试验中溶出量的降低与风化处理使炉渣中无定形氢氧化铝含量的增 加有关。但是在酸性的t c l p 浸提液中，无定形氢氧化铝对金属的吸附能力受到 抑制。由于风化处理提高了炉渣中c u 、z n 以可交换态、碳酸盐结合态、f e 柏 氧化物结合态存在的比例，风化处理后，炉渣中的c u 和z n 在t c l p 浸出试验中 的溶出量有所升高。 ( 4 ) 炉渣与生活垃圾混合填埋对填埋场渗滤液中c u 浓度的影响不大，但对 z n 浓度具有一定影响，其影响程度与填入炉渣的比例有关。填埋场中填入1 0 的炉渣会提高渗滤液中z n 的浓度，使填埋场z n 的环境释放量提高3 0 ；填埋场 填入2 0 的炉渣则由于填埋场的p h 环境升高，反而使渗滤液中z n 的浓度有所降 低。渗滤液中的c u 基本以有机物结合态的形式存在，炉渣填入填埋场不会对其 形态产生较大影响。但是，炉渣的填入可以促使渗滤液中的z n 由小分子形态向 大分子形态转化，降低其生物可利用性。 填埋场运行初期，填入1o 和2 0 的炉渣分别使渗滤液的e c ，。值由5 3 0 m l l 下降至2 5 4 m l l 和2 6 4 m l l ，表明炉渣的填入增加了填埋场运行初期渗滤液的生 态毒性。但是随着填埋的进行，10 和2 0 的炉渣填入使渗滤液的e c ，。值由2 5 8 m l l 分别升高至2 9 4 m l l 和3 1 4 m l l 。这表明，炉渣的填入降低了填埋场运行后期渗 浙江大学博士学位论文 摘要 滤液的生态毒性。 另外，炉渣填入垃圾填埋场提高了填埋场下层垃圾的c u 、z n 含量，增加了 填埋场重金属的潜在污染威胁。因而，必须加强相应的污染防范措施，防止由于 内部或外部环境变化而引起填埋场重金属的非正常释放。 ( 5 ) 渗滤液回灌使炉渣与生活垃圾混合填埋场渗滤液p h 、d o c 和氨氮等理 化性质快速稳定，加快了炉渣和生活垃圾混合填埋场的稳定化进程。渗滤液的回 灌不会对渗滤液中c u 的浓度造成较大影响，但可以显著降低渗滤液中z n 的浓度。 回灌使炉渣与生活垃圾混合填埋场c u 和z n 的累积释放量分别从1 1 4 7 m g 、 1 4 4 0 1 m g 降低至4 7 l i n g 和1 4 6 9 m g 。同时，回灌促使渗滤液中的c u 和z n 从小 分子形态向大分子形态转化，降低了其生物可利用性。渗滤液生态毒性试验结果 表明，渗滤液的回灌使渗滤液的生态毒性有所降低。渗滤液回灌型炉渣与生活垃 圾混合填埋场不但加速了填埋场的稳定化进程，而且降低了填埋场重金属的环境 释放及渗滤液的生态毒性，这为新型填埋场的设计提供了新的思路。 然而，渗滤液回灌会提高填埋场下层垃圾的重金属含量，增加了填埋场潜在 污染威胁。因此必须加强相应的污染防范措施，防止由于内部或外部环境变化而 引起回灌型炉渣和生活垃圾混合填埋场重金属的非正常释放。 关键词：炉渣；重金属；溶出；共填埋；生态毒性 i v 浙江大学博士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t d u et ot h es c a r i t yo ft h el a n dr e s o u r c e ，i n c i n e r a t i o nb e c a m eap o p u l a rw a yf o r t h et r e a t m e n to ft h em u n i c i p a ls o l i dw a s t e ( m s w ) ，w h i c hr e s u l t e di n t h el a r g e p r o d u c t i o no fm u n i c i p a ls o l i d w a s t ei n c i n e r a t o r ( m s w i ) b o t t o ma s h h o w e v e r , m s w ib o t t o ma s hc o n t a i n sh i g hl e v e lo fh e a v ym e t a l s t h el e a c h i n go fh e a v ym e t a l s m a yi n h i b i ti t sp o t e n t i a lb e n e f i c i a lr e u s ea sas e c o n d a r yc o n s t r u c t i o nm a t e r i a l a n d c a u s es e r i o u se n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o na f t e rl a n d f i l ld i s p o s a l i nt h i ss t u d y , b o t t o ma s h f r o ms i xt y p i c a lm s wi n c i n e r a t o r sl o c a t e di nd i f f e r e n tc i t i e so f z h e j i a n gp r o v i n c ew a s s a m p l e d t h ec o n t e n ta n ds p e c i a t i o nd i s t r i b u t i o no ft h eh e a v ym e t a lw e r ea n a l y s e d b a s e do nt h er e s u l t s ，c u ，z na n dp bw e r ec h o s e nt os t u d yt h el o n g - t e r ml e a c h i n g b e h a v i o ra n dt h el e a c h i n gm e c h a n i s mo ft h eh e a v ym e t a l s ，b yt h ec o m b i n a t i o n a n a l y s i sw i t ha c i dn e u t r a l i z i n gc a p a c i t y ( a n c ) ，h e a v ym e t a ls p e c i a t i o nd i s t r i b u t i o n ， p hd e p e n d i n gl e a c h i n gt e s ta n dv i s u a lm i n t e qm o d e l a c c o r d i n gt ot h el e a c h i n g t e s t ，c ua n dz nw e r ec h o s e nt os t u d yt h ee f f e c to fw e a t h e r i n gp r e - t r e a t m e n to nt h e s p e c i a t i o nd i s t r i b u t i o na n dl e a c h i n gb e h a v i o ro fh e a v ym e t a l si nm s w i b o t t o ma s h b a s e do na b o v er e s u l t s ，t h r e es e t so fs i m u l a t e dl a n d f i l l sw e r ed e s i g n e dt os t u d yt h e e f f e c to fd i f f e r e n tm a s sp r o p o r t i o no fm s w ib o t t o ma s hc o - d i s p o s a lw i t hm s wo n t h el e a c h i n gb e h a v i o ro fc ua n dz na sw e l la st h eb i o l o g i c a lr i s k f u r t h e r m o r e ，t w o s e t so fs i m u l a t e dl a n d f i l l sw e r ed e s i g n e dt os t u d yt h ee f f e c to fl e a c h a t er e c i u c u l a t i o n o nt h es t a b i l i z a t i o np r o c e s s ，h e a v ym e t a ll e a c h i n gb e h a v i o ra n db i o l o g i c a lr i s ko ft h e m s w ia n dm s wc o - d i s p o s a ll a n d f i l l t h em a i nc o n c l u s i o n so ft h i ss t u d yw e r el i s t e d b e l o w ( i ) m s w ib o t t o ma s hc o n t a i n sh i g hl e v e lo f h e a v ym e t a l s ，a n dt h ea v e r a g eh e a v y m e t a lc o n t e n ti nt h eb o t t o ma s hf o ll o w e dt h es e q u e n c eo fz n m n c u p b c r a s n i c o m o c d h g z n ，c u ，c r , m na n dp bw e r et h em a j o rh e a v ym e t a l s w h o s ec o n t e n t sw e r ea b o v e3 0 0m g k g c o n s i d e r a b l ea m o u n t so fh e a v ym e t a l sw e r e p r e s e n t e da st h ee x c h a n g e a b l ef r a c t i o na n dc a r b o n a t eb o u n df r a c t i o n a c c o r d i n gt ot h e v 浙江大学博士学位论文 a b s t r a c t c a l c u l a t i o n ，t h e r ew e r e9 5 3m go f c u ，1 9 4m go f p ba n d3 6 3 8m go f z np r e s e n t e da s e x c h a n g e a b l ef r a c t i o na n dc a r b o n a t eb o u n df r a c t i o ni n 1 k gm s w ib o t t o ma s h ，w h i c h h a dt h ep o t e n t i a lt ol e a c ho u ta n dc a u s es e r i o u s p o ll u t i o nt o t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t ( 2 ) t h el e a c h i n go fc u ，z n ，p bw a sr e l a t i v e l yl o wi na l k i n ec o n d i t i o n h o w e v e r ， t h e yw o u l db eg r e a t l yl e a c h e dw h e nt h ep hw a sb e l o w6 0 ，6 7a n d7 0 ，r e s p e c t i v e l y m o r e o v e r ，t h el e a c h e dh e a v ym e t a l sh a dh i g h e rb i o a v a i l a b i l i t yi nt h ea c i d i c e n v i r o n m e n t t h el e a c h i n go fc ua n dz nw a sl i m i t e db yt h e i rs p e c i a t i o nd i s t r i b u t i o n i nm s w ib o a o ma s h ，w h i l ep bl e a c h i n gm i g h tb ec o n t r o l l e db yt h ep r e c i p i t a t i o na n d d i s s o l u t i o ne q u i l i b r i u mo f s p e c i f i cm i n e r a l s ，w h i c hr e s u l t e di nt h er e l a t i v e l yl o wl e v e l o f p bl e a c h i n gc o m p a r e dw i t hc ua n dz n i nt h i ss t u d y , t h el e a c h i n gr a t i oc o u l db eu p t o7 2 4 a n d4 5 0f o rc ua n dz n ，w h i l et h el e a c h i n gr a t i oo fp bw a so n l y1 9 g e n e r a l l y , d e c r e a s i n gt h eb o t t o ma s hp ht ot h ea c i dc o n d i t i o nb ya c i dp r e c i p i t a t i o n w o u l db eal o n gp r o c e s sb e c a u s eo ft h eh i g ha n co fm s w ib o t t o ma s h ，s u g g e s t i n g t h ee n v i r o n m e n t a l i m p a c tw a sn e g a t i v ew h e nm s w ib o t t o ma s hw a sr e u s e d h o w e v e r ，i f t h em s w ib o t t o ma s hw a s d i s p o s e di nt h em s wl a n d f i l l ，t h eh e a v ym e t a l m i g h tb eg r e a t l yl e a c h e dd u et ot h eh i g hl e v e lo f o r g a n i ca c i di nt h em s wl a n d f i l l ( 3 ) w e a t h e r i n gt r e a t m e n tc o u l dc h a n g et h ef r a c t i o n a t i o no fc ua n dz ni nm s w i b o t t o ma s h a f t e rw e a t h e r i n gt r e a t m e n t ，t h ee x c h a n g e a b l ef r a c t i o n ，c a r b o n a t eb o u n d f r a c t i o na n df e - 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d i s p o s a lo fm s w ib o t t o ma s hw i t hm s wi nl a n d f i l l h a dl i t t l ei m p a c to nt h ef r a c t i o n a t i o no f c ui nt h el e a c h a t e h o w e v e r , i tc o u l df a c i l i t a t e t h et r a n s f o r m a t i o no fz nf r a c t i o n a t i o nf r o mt h es m a l lm o l e c u l a rt ob i gm o l e c u l a r , w h i c hd e c r e a s e dt h eb i o - a v a i l a b i l i t yo f t h el e a c h e dz n 1o a n d2 0 m a s sp r o p o r t i o no fm s w ib o t t o ma s hc o d i s p o s e dw i t hm s w w o u l dd e c r e a s ee c s oo f t h el e a c h a t ef r o m5 3 0m l lt o2 9 4m l la n d3 1 4m l la tt h e b e g i n n i n go fl a n d f i l l i n g ，r e s p e c t i v e l y ，i n d i c a t i n gt h ec o d i s p o s a lc o u l di n c r e a s et h e b i o t o x i c i t yo ft h el e a c h a t e h o w e v e r , t h ee c s 0o ft h el e a c h a t ew a si n c r e a s e df r o m2 5 8 m l lt o2 9 4m l la n d31 4m l la tt h el a t ep h a s eo ft h ei a n d f i l l i n g ，i n d i c a t i n gt h e c o - d i s p o s a lo fm s w ib o t t o ma s ha n dm s w c o u l dd e c r e a s et h eb i o t o x i c i t yo ft h e l e a c h a t ew i t ht h ep r o c e s so fl a n d f i l l i n g b e s i d e s ，c ua n dz nc o n t e n to fm s wf r o mt h eb o t t o ml a y e rw a sh i g h e ri nm s w i b o t t o ma s ha n dm s w c o d i s p o s e dl a n d f i l lt h a nt h a to fm s wl a n d f i l l ，w h i c hi n c r e a s e d t h ep o t e n t i a lt h r e a to ft h el a n d f i l l c o r r e s p o n d i n gp o l l u t i o np r e v e n t i o nm e a s u r e s s h o u l db ee n h a n c e dt op r e v e n tt h ep o t e n t i a lp o l l u t i o nb yt h ea b n o r m a lh e a v ym e t a l s r e l e a s i n gf r o mt h em s w ! b o t t o ma s ha n dm s wc o d i s p o s e dl a n d f i l l ( 5 ) t h er e c i r c u l a t i o no fl e a c h a t ec o u l da c c e l e r a t et h es t a b i l i z a t i o np r o c e s so f v l i 浙江大学博士学位论文a b s t r a c t m s w ib o t t o ma s ha n dm s wc o d i s p o s e dl a n d f i l l i th a dl i t t l e i m p a c to nt h ec u c o n c e n t r a t i o ni nl e a c h a t e h o w e v e li tc o u l dn o t a b l yr e d u c et h ez nc o n c e n t r a t i o ni n t h el e a c h a t e t h er e c i r c u l a t i o no fl e a c h a t e s i g n i f i c a n t l yr e d u c e dt h ea c c u m u l a t e d l e a c h i n ga m o u n t so fc ua n dz nf r o m11 4 7 m g ，14 4 0 li n gt o4 71m ga n d14 6 9 m g ， r e s p e c t i v e l y d u et ot h er e c i r c u l a t i o n ，t h eb i o a v a i l a b i l i t yo ft h el e a c h e dc ua n dz n w a sa l s or e d u c e d ，w hi c hm e a n tt h ee n vi r o n m e n t a lr i s kb yt h ed i s c h a r g eo fh e a v y m e t a lf r o ml a n d f i l lw a sg r e a t l ym i g r a t e d t h eb i o r e a c t o ro p e r m i o nw i t hl e a c h a t e r e c i r c u l a t i o no fm s w ib o t t o ma s ha n dm s wc o - d i s p o s e dl a n d f i l ln o to n l ya c c e r a t e d t h es t a b i l i z a t i o np r o c e s so fl a n d f i l l ，b u ta l s or e d u c e dt h er e l e a s eo f p o l l u t a n ta n dt h e b i o - t o x i c i t yo ft h el e a c h a t e ，p r o v i d i n gaf l e wi d e af o rt h ed e s i g n i n go ft h el a n d f i l l h o w e v e r , l e a c h a t er e c i r c u l a t i o nt r e a t m e n tw o u l di n c r e a s et h eh e a v ym e t a lc o n t e n t so f m s wi nt h eb o t t o ml a y e ro fm s w ib o t t o ma s ha n dm s w c o - d i s p o s e dl a n d f i l l ，w h i c h m a yp r o b a b l yl e a dt ot h ei n c r e a s i n go ft h ep o t e n t i a le n v i r o n m e n t a lr i s k t op r e v e n t t h ep o t e n t i a lp o l l u t i o nb yt h ea b n o r m a lh e a v ym e t a l sr e l e a s i n gf r o mt h el a n d f i l l ， r e l e v a n tp o l l u t i o np r e v e n t i o nm e a s u r e ss h o u l db ee n h a n c e d k e y w o r d s ：m s w ib o t t o ma s h ；h e a v ym e t a l ；l e a c h i n g ；c o d i s p o s a l ；b i o t o x i c i t y v i i l 浙江大学博士学位论文 致谢 致谢 浙江大学九年的求学生涯恍然而过，这九年让我完成了从懵懂无知的高中生 向博士生的蜕变，注定将成为我人生的一段重要里程。 本论文的顺利完成得益于导师沈东升教授的悉心指导。沈老师渊博的专业知 识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、 宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我 树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与 为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在沈老师的指导下完成，倾 注了导师大量的心血。在此，谨向我的导师沈东升教授表示崇高的敬意和衷心的 感谢! 感谢郑平教授和徐向阳教授，他们的博学与豁达使我获益良多! 感谢何若师姐，她的认真严谨和对学术的孜孜不倦将一直激励着我不断前 进! 感谢胡宏高工，他的无私帮助和谆谆教导让我此生难忘! 感谢已毕业的贺永华博士、冯华军博士、龙焰博士、方程冉博士、龙於洋博 士、胡立芳博士、谯华博士、劳慧敏硕士、任明硕士、楼斌硕士、邱才娣硕士、 姜晨竟硕士、吴玉勇硕士、郑元格硕士、王静硕士；感谢正在学习中的李文兵博 士、赵芝清博士、夏芳芳硕士、白云硕士，感谢苏瑶与浙江工商大学的一帮兄弟 姐妹。他们在我博士论文研究阶段曾给予我无私的帮助和大力支持，与他们一起 学习与生活的日子将成为我人生一段美好回忆。 感谢我的父母，他们不但给予我生命，并在我的学习生涯给予了精神和物质 的双重支持，他们的爱让我无以为报! 感谢我爱的人和爱我的人，以后每一天让我们一起度过! 谢谢浙江大学，从紫金港到华家池再到紫金港，浙大九年的轮回在我身上打 上了深深的浙大烙印! 姚俊 2 0 11 年5 月于紫金港 浙江大学博士学位论文l 绪论 1 绪论 随着社会经济的发展和城市人口的增加，我国城市生活垃圾产生量越来越 大。根据中国统计年鉴一2 0 0 9 ) ) ，2 0 0 8 年我国城市生活垃圾的清运量达到15 4 3 7 7 万吨，并且以每年8 - 1 0 的速度增长。目前，全国6 0 0 多个城市中有2 3 处于 垃圾包围之中，“垃圾围城”已经成为困扰城市发展与建设的重大环境难题。 城市生活垃圾的处理技术主要有填埋、堆肥和焚烧等。相对于填埋和堆肥， 生活垃圾焚烧技术占地面积少、垃圾减量减容率高、卫生条件好，并且可以将生 活垃圾焚烧产生的热量回用，在垃圾处理系统中占据着越来越重要的地位”。4 1 。 我国城市生活垃圾焚烧技术的应用起步相对较晚，但是随着城市化进程的加快， 城市土地资源的日益稀缺，生活垃圾焚烧技术在我国逐步得到了广泛的应用。 截止到2 0 0 9 年，我国共建有城市生活垃圾焚烧厂9 3 座，无害化处理能力达到 7 12 5 3t d 。焚烧处理可以使生活垃圾的减容率达7 0 以上，但是垃圾焚烧也产 生了大量的焚烧残余物，包括生活垃圾焚烧飞灰、余热锅灰和炉渣。其中，炉渣 是生活垃圾焚烧的主要残余物。相关调查表明，每1 k g 生活垃圾焚烧所产生的炉 渣量为0 2 k g 左右 1 ，占焚烧残余物总量的8 0 。目前，我国城市生活垃圾焚烧 炉渣主要被回用为建筑材料，用于铺路、制砖、生产水泥等阳1 ，也有一些地区将 炉渣直接堆置于露天环境，不作回用。2 0 0 8 年，国家环境保护部和国家质量监 督检疫总局联合发布了新的生活垃圾填埋场污染控制标准( g b l6 8 8 9 2 0 0 8 ) 眇。标准中指出生活垃圾焚烧炉渣可以直接进入生活垃圾填埋场进行填埋处置， 这为生活垃圾焚烧炉渣的处理处置提供了另外一种途径。 然而，生活垃圾焚烧炉渣含有高含量的重金属，使其在回用和填埋处置过程 中都存在着一定的环境风险。相对于回用过程，炉渣在填埋处置过程中的重金属 溶出行为及环境风险尤其值得关注。之前的大量研究报道已表明，普通的生活垃 圾填埋场已面临着较为严重的重金属污染问题“”1 。生活垃圾焚烧炉渣进入生活 垃圾填埋场可能进一步加剧这一环境问题。近年来，我国在焚烧残余物污染控制 方面做了大量的研究工作，但主要集中于飞灰这种危险废物的研究“h 引。虽然也 有一些研究针对生活垃圾焚烧炉渣的污染行为n 蚴1 ，但是系统地对炉渣在回用和 浙江大学博士学位论文l 绪论 填埋过程重金属溶出及其生态风险的研究尚少。鉴于此，本研究对炉渣在回用和 填埋过程的重金属溶出行为和生态风险进行了研究，为炉渣在回用和填埋过程中 的污染控制提供科学依据和理论参考。 1 1 炉渣的产生及理化性质 1 1 1 炉渣的产生 生活垃圾经焚烧炉焚烧后，主要产生了3 部分残余物，包括炉渣、余热锅灰 和飞灰。 炉渣一般包括炉排上残留的残渣和从炉排上掉落的细灰，其收集点一般位于 焚烧炉的下方( 图卜1 ，s 1 ) ，产生量占焚烧残余物总量的8 0 左右。 余热锅灰主要为从余热锅上掉落的细灰，收集点位于余热锅的底部( s 2 ) ， 产生量较少，有些垃圾焚烧厂也将余热锅灰与炉渣混合收集处置。 飞灰是指在烟气净化系统和热回收利用系统中收集到的残余物，收集点位于 热回收系统和烟气净化系统底部( s 3 ) ，占焚烧残余物的2 0 左右。飞灰在我国 属于危险废物，原则上应单独收集和处置。 1 炉排炉2 余热锅3 烟气处理系统4 热回收系统s 1 炉渣采集点s 2 余热锅灰采 集点s 3 飞灰采集点 图卜1 典型生活垃圾焚烧炉装置示意图 f i g 1 1s y s t e r nc o n f i g u r a t i o no ft y p i c a lm u n i c i p a ls 0 1i dw a s t ei n c i l l e r a t o r 浙江大学博士学位论文i 绪论 1 1 2 炉渣的理化性质 生活垃圾焚烧炉渣主要由熔渣、黑色及有色金属、玻璃、陶瓷、不可燃盐分 和一些未燃尽有机物组成”，2 。粒径组成在0 - 2 5 r a m 之间，松散堆置时密度为