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目前,生活垃圾焚烧处理在我国已经成为主要处理方式,随之而来的结果是生活垃圾焚烧飞灰的产生量剧增。《“十三五”城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》指出,到2020年我国生活垃圾焚烧飞灰产生量预计达1000万吨。尽管《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》（HJ 1134-2020）规定,生活垃圾焚烧飞灰安全化处理之后可进入生活垃圾填埋场填埋处置,但以填埋作为消纳方式的飞灰处置能力与其庞大的产生量不成正比,加之目前许多城市填埋场选址困难,仅靠填埋处置已难以满足实际需求。飞灰作为富含Ca、Al、Si的无机矿物集合体,具有一定的资源化潜力,然而飞灰中的高浓度氯限制了飞灰的资源化利用方式及资源化利用量。因此如何有效脱除飞灰中氯元素,以最大程度提高其资源化利用率,不仅至关重要,而且迫在眉睫。本研究采集了重庆、青岛和天津三个地方的生活垃圾焚烧飞灰,对飞灰基本理化性质进行了全面深入分析,包括微观形貌分析、粒度分析、元素分析、矿物相分析、热重分析、以及浸出毒性分析。结果表明,三种飞灰含水率均较低,粒径近似正太分布。三种飞灰主要化学元素为Ca,含量均在50%以上,其次是Cl,重庆、青岛和天津飞灰Cl含量分别为16.95%、20.52%和10.51%。重庆和青岛飞灰p H均为12左右,呈强碱性,氯赋存形态主要包括Na Cl、KCl、羟基氯化钙（Ca Cl OH）、Friedel盐（3Ca O·Al2O3·Ca Cl2·10H2O）和Ca6（CO3）2（OH）7Cl等含氯盐类物质;天津飞灰p H为10.5左右,碱性较弱,含有大量的Na Cl和KCl,羟基氯化钙（Ca Cl OH）和难溶性氯盐含量极低。本研究在对飞灰基本理化特性进行分析的基础上,对比了水洗、碳酸钠盐洗、加CO2水洗（一次碳酸化）和加CO2水洗+加Na2CO3水洗（二次碳酸化）四种预处理方法的脱氯效果。结果表明,重庆、青岛和天津飞灰采用固液比1:10常温水洗2h后氯的最高去除率分别达87.54%、90.12%和95.60%,升高水洗温度对氯的去除贡献不明显。盐洗会显著降低降低飞灰中氯的去除率,当碳酸钠溶液的浓度为30g/L时,三种飞灰的氯去除率分别下降到82.87%、86.19%和90.76%。水洗技术对于重庆和青岛飞灰而言难以达到理想的脱氯效果。通过在水洗过程中通入CO2可显著降低反应体系的p H值,促进难溶盐的转化和溶解,可以提高飞灰氯盐的去除率。本研究表明加CO2水洗可以显著提高重庆和青岛飞灰氯的去除率,当CO2的通气速率为60ml/min、通气时间为30min时,两种飞灰氯的去除率分别为93.69%和99.19%,脱氯效果明显高于水洗脱氯。对于天津飞灰,其氯元素主要以可溶性氯盐的形式存在,难溶盐占比很少,因此水洗技术可以达到较高的氯去除率95.60%,而碳酸化之后其氯离子去除率反而降至93.42%,分析其原因可能与加速碳酸化过程中碳酸钙等物质的再沉淀对氯盐的裹挟作用有关。此外,加CO2水洗虽提高了重庆和青岛两种飞灰中氯的去除率,但导致其液相中依然残留有高浓度钙离子。本研究在加CO2水洗的基础上向反应体系加入碳酸钠,证明可有效降低溶解性钙离子含量,但同时也导致部分氯盐的二次沉淀。按照《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范》（HJ 1134-2020）和《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 662-2013）规定,飞灰资源化过程中除氯元素外,对SO42-含量也有明确要求,因此在脱氯的过程中对硫酸盐的去除率进行了同步分析。结果表明,重庆和青岛飞灰水洗过程中硫酸盐去除率分别为25.96%和25.40%,经过盐洗、加CO2水洗和加CO2水洗+加Na2CO3水洗三种方法均会提高SO42-去除率,但是效果不显著,两飞灰SO42-去除率均未超过30%。而天津飞灰在二次碳酸化后,SO42-去除率由水洗去除氯27.53%上升至35%以上,推断其主要原因可能与硫酸盐的碳酸过程有关。本研究对于水洗、加CO2水洗和加CO2水洗+加Na2CO3水洗三种方法预处理后的飞灰进行了进一步分析测定,包括元素组成、粒径分布和浸出毒性,并以此为基础计算了水泥窑的最大掺比,综合评估了预处理后飞灰的资源化潜力。结果表明,三种预处理方式均有利于提高飞灰资源化过程中测掺比。预处理后,飞灰中Cl、S、Na、K等元素被去除,Ca、Si、Al等元素被富集。经过加CO2水洗处理后的重庆和青岛飞灰氯含量最低（分别为0.58%和0.51%）,此时其水泥窑掺比达到最大（分别为3.44%和5.37%）。天津飞灰经过水洗预处理后其中氯含量达到最低（0.45%）,此时水泥窑最大掺比达5.40%。经过预处理后的液相也具有一定的回收价值,可蒸发得到纯度较高的Na Cl和KCl盐类。此外,在飞灰加CO2水洗过程中,三种飞灰分别吸收相当于其自身质量6%、6%和3%的CO2,达到一定碳中和的目的。本研究首次对比了不同飞灰对于不同预处理脱氯效果的差异性,并采用不同预处理方法对性质不同的飞灰进行处理,探索了每种方法的最佳工况条件,且对比了不同预处理方法的和不同性质飞灰的匹配性,并进行了经济和环境效益分析,以求最大程度节省成本和提升资源化效率,从而为难以完全消纳的飞灰进行进一步资源化利用提供理论依据。