本文由董雄虎、张宗建、张姣、白东明和王雨辰共同撰写，分别来自中节能（天水）环保能源有限公司和中节能（北京）节能环保工程有限公司。文章发表于《环境保护与循环经济》期刊，2024年第6期。文章主要探讨了生活垃圾焚烧飞灰的特性及其水洗脱氯技术，旨在为飞灰的资源化处置提供参考。
随着城市化进程的加快和生活水平的提高，城市生活垃圾产量持续上升。垃圾焚烧技术因其减容、减量、无害化程度高的特点，近年来得到了广泛应用。然而，焚烧过程中产生的飞灰含有重金属和二噁英等有毒有害物质，属于危险废物，需进行无害化处置。近年来，水泥窑协同处置技术成为飞灰资源化处置的热点，但飞灰中富含的氯盐在处理过程中会产生危害，需进行脱氯处理。
生活垃圾焚烧飞灰成分复杂，与原始燃烧垃圾的种类、烟气净化设备以及焚烧炉的燃烧条件等多种因素有关。飞灰一般呈灰白色或深灰色，密度低，颗粒比表面积大，呈不规则状，粒径普遍为10～100 μm，含水率低，吸水性好，渗透能力强，具有强碱性。飞灰的主要组成成分包括CaO、SiO2、K2O、Na2O、Al2O3、MgO等，其中可溶性氯盐（NaCl、KCl、CaCl2等）含量较高。
水洗脱氯技术是利用水溶液作为浸出剂进行洗涤，以减少飞灰中可溶性氯盐的含量。因其具有脱氯成本低、工艺简便、可以去除飞灰中大部分可溶性盐的优点，在工业中应用广泛。水洗脱氯技术要求水洗处理产物中可溶性氯含量不超过2%，以不高于1%为宜。水洗脱氯废水须循环利用，避免盐分和重金属对水体环境造成污染。
前人研究表明，不同地区的飞灰性质不同，会导致水洗脱氯效果不同，一般脱除率在60%～90%之间。水洗液固比、时间、温度和洗脱次数等都会对脱氯效果产生影响，本质可归因于不同工艺参数对可溶性氯盐溶解度的影响。其中，水洗液固比和水洗次数是飞灰中氯洗脱率的主要影响因素，水洗时间和温度对其影响较小。
三级逆流水洗脱氯工艺流程包括一级水洗、二级水洗和三级水洗。飞灰与水以一定比例通过搅拌器混合制浆后进行一级水洗，然后进行一级固液分离，产生的高氯废水进入后续水处理系统；一级水洗灰渣进行二级水洗，经过二级固液分离产生的中氯废水回用进入一级水洗；二级水洗灰渣进行三级水洗，在三级固液分离过程中使用蒸馏水，产生的低氯废水回用进入二级水洗；最终水洗产物为脱氯飞灰。
水洗过程对于去除城市垃圾焚烧飞灰中的氯盐具有明显的效果，但仍存在诸多难点：水洗预处理只能去除飞灰中的可溶性氯盐，无法去除难溶性氯盐；水洗预处理后湿灰的含水率较高，库存及运输过程中易板结，入窑时需要经过破碎处理；水洗预处理会将飞灰中部分重金属带至水相中，产生的大量含重金属废水需经处理后达标排放，无害化处置难度大，增加系统投资额，运行成本费用高。
在推进绿色低碳循环发展经济体系建设和实现“双碳”目标的背景下，水泥窑共处置技术将飞灰无害化处置和资源利用融为一体，实现了环保效益和经济效益的有机统一。因此，开发高效节能的飞灰脱氯技术，为水泥窑协同处置飞灰进一步向产业化转变提供更为环保和高效的技术支持，对实现飞灰无害化和资源化利用具有重要的现实意义。
本文详细总结了生活垃圾焚烧飞灰的特性及其水洗脱氯技术，为飞灰的资源化处置提供了重要参考。文章不仅分析了飞灰的化学组成和毒性来源，还详细介绍了水洗脱氯技术的工艺流程和研究现状，指出了该技术的局限性和改进方向。这些内容对于推动飞灰无害化处置和资源化利用具有重要的理论和实践意义。