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摘 要：该文围绕城市生活垃圾焚烧飞灰的处置，重点总结了国内外生活垃圾焚烧飞灰的无害化处置技术，包括热处理法、分离法以及固化/稳定法等，分析了各种处理处置方法的优缺点与存在的问题，并对城市垃圾焚烧、飞灰无害化处理技术的进一步发展进行了展望。
关键词：城市生活垃圾;飞灰;重金属;稳定化
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）19-0146-04
2019年，我国生活垃圾的清运量高达24206.2万t[1]。城市生活垃圾的主要处置方法有填埋、堆肥、焚烧等，我国垃圾处置以填埋、焚烧法为主，其他方法为辅[2，3]。填埋法作为一种经济简便的处理方法多年来在我国得到了广泛应用，然而，填埋需要占用大量土地资源[3]，垃圾填埋场地变得日益紧张稀缺;并且在填埋过程中，雨水渗透和垃圾降解反应，产生大量的垃圾渗滤液，污染附近的土壤和地下水系统。
目前，焚烧法在城市生活垃圾处置中占比逐年上升，2019年中国垃圾焚烧厂为389家，处理量为12174.2万t，占垃圾无害化处理量的50.7%。经焚烧处理后的生活垃圾质量和体积分别减少70%、90%，能有效改善填埋法的不足之处;且焚烧能销毁固废中有机物质，降低病原体和微生物引发的风险[4]，焚烧产生的热量可供暖发电，达到废物资源化利用的同时。因此，焚烧逐渐成为固体废物处置的主要方法，然而，城市生活垃圾焚烧后产生的固体残留物飞灰（约占焚烧固体废物的2%～5%），由于富集高浓度重金属、二噁英、可溶性盐类等有毒污染物，被列入《国家危险废物名录》，在填埋之前需要进行无害化处置。本文综述了近年来文献报道中应用较多的飞灰无害化处置技术，包括热处理、分离以及固化/稳定化[5]，并對其各自的优缺点进行了系统的整理和归纳。
1 热处置技术
该技术是将飞灰与助熔剂混合，在700～1600℃高温作用下加热，灰渣表面的有害物质得到二次挥发，二噁英、呋喃被分解[6]，飞灰中残留的重金属元素固化成晶体结构，不易被浸出，常用于飞灰的解毒和减容。根据飞灰加热温度和添加辅料的不同，热处理技术主要分为，烧结（900～1100℃）、熔融/玻璃化（>1100℃）2种。
1.1 烧结处置法 烧结法是将飞灰与其他助剂混合造粒，在低于混合物熔点的温度下，粉末颗粒发生扩散、聚集和碰撞，将大部分甚至全部气孔从晶体中排出，使颗粒间相互黏结，形成致密坚固的烧结体。烧结体会将重金属固定于新形成的晶体结构内部，限制其迁移，极大降低了重金属浸出毒性，烧结产物具有较高的抗压强度和密度，常用于陶瓷和建筑轻骨料的生产[7，8]。T. Mangialardi[9]对意大利4种不同垃圾焚烧厂的飞灰进行了烧结测试，结果表明，成型压力28N/mm2、温度1140℃和烧结时间60min是制造水洗飞灰烧结体的最佳条件，烧结后飞灰浸出液中重金属浓度远低于固体废物处置法规定限值，烧结产品可以满足混凝土重骨料需求，但高氯含量的飞灰会降低混凝土骨料的抗压强度和腐蚀钢筋，在使用前需要进行降氯预处理。烧结处置技术升温速度快、温度高，有利于二噁英的降解。但由于飞灰中残留氯和重金属含量较高，在生产前需要进行预处理，降低其在建筑中的浸出风险。
1.2 熔融/玻璃化处置法 熔融和烧结过程相似，二者的区别在于熔融温度更高，飞灰的高融化温度使该技术在实际工程应用中具有局限性。但经过大量研究发现，添加助熔剂可以降低熔化温度，将飞灰或飞灰混合物转化为刚性非晶玻璃基体，有害元素被封装在玻璃结构中，不易受到浸出或化学侵蚀[10，11]，同时也可以利用玻璃体良好的固化性能和机械特性来替代建筑材料，如道路建设的底基层、砖和石板等，实现飞灰的再循环利用。
目前，熔融炉主要有电弧炉、电阻炉、等离子体炉等。Ma等[12]使用直流电弧等离子体炉，在1250～1400℃条件下对飞灰进行熔融处置，结果表明，经等离子体炉处理的飞灰体积减小68.7%～82.2%，重量损失23.8%～56.7%，飞灰成功熔融比例为氧化钙20%～48%，氧化铝10%～15%，二氧化硅40%～65%，水洗预处理降低了重金属挥发速率，熔渣中重金属浸出量远低于国家标准。
近年来，大量研究集中在降低飞灰熔融温度的添加辅料的种类、比例、含量等方面。Gao等[13]使用B2O3为助熔剂，通过控制添加比例，对城市生活垃圾焚烧飞灰进行熔融实验以降低熔化温度并保持玻璃碴的化学耐久性。当B2O3添加量从0增加到15%时，在高温的作用下，B2O3影响了飞灰中耐火矿物的熔融特性，飞灰的熔融温度从1211℃下降到986℃。液态炉渣的产生导致颗粒表面积减少和重金属传质阻力增加，此外，随着炉渣粘度降低，飞灰颗粒更易附聚，提高了重金属的化学稳定性。
熔融处置技术具有高减容率，能够降解飞灰中二噁英和呋喃，产生的玻璃态抗浸出渣将非挥发性重金属封装在玻璃基质中，有效避免其对环境的污染。然而，挥发性成分、酸性气体、重金属和其他化合物会随着烟气排放，释放到环境中，因此熔融后要进行尾气的净化处置。且热处理过程能耗大，二次飞灰中的重金属富集，处置设备价格昂贵，飞灰的高氯含量会腐蚀设备，缩短设备使用寿命，故该方法运行成本较高，仅在部分发达国家普及应用[14]。
2 分离技术
2.1 水洗（分离）法 飞灰中的氯化物（如氯化钠、氯化钾和氯化钙等）易溶于水，通过简单水洗操作可以有效地从飞灰残渣中去除[15，16]。Chiang等[17]将水洗作为飞灰预处理工艺，结果表明，飞灰中大部分有害氯化物、硫酸盐和重金属得到去除，氯离子含量显著降低。在熔融温度为1450℃，液固比为10时生成的熔渣中铜和铅的玻璃化率相对较高，水洗加强了重金属玻璃化程度，此外，水洗后飞灰中钠、钾、钙、镁的玻璃化率也高于未经处理的飞灰。
飞灰性质、液固比和提取时间是影响水洗的关键因素，Yang等[18]研究发现，活性炭残渣水洗的最佳操作条件为液固比为3mL∶1g，萃取时间为5min，水洗后超过70%的氯化物和近25%的硫酸盐得到去除。此外，水洗过程进行二氧化碳曝气，可以有效提高氯盐的分离效果并降低水洗液中重金属浓度。 2.2 电渗析修复法（EDR） 是一种通过外加电场使溶液中离子发生电动迁移从而分离的技术。最早应用与受重金属污染土壤的修复，后被研究用以处理港口沉积物、尾矿、污水污泥等受污染物质，近年来，电渗析分离法已成功应用于垃圾焚烧飞灰的处置中[19]。
电渗析分离技术能去除化学价相对较高的重金属（如Cr5+、Pd3+等），使重金属浸出毒性降低到限值以下。例如，在实验室规模的电渗析修复实验中，使用电渗析去除四种不同生物质燃烧飞灰中的镉，修复两周内最终Cd的浓度低于2.0 mg/kg[20]。Kirkelund等[21]研究表明，使用双室和单室两个电渗析修复装置重金属去除效率取决于所处理的材料，对于氯化物含量相对较高的材料、粉煤灰和港口沉积物，阴离子/不带电金属物质高达40%保留在双室电池中，不能从悬浮液中去除。使用三室电池装置时，由于阴离子和金属物质可以从材料悬浮液中去除，大多数材料的重金属总去除率最高。
3 固化/稳定化技术
该技术是利用物理封装和化学稳定化的方式，使飞灰中受管制的潜在有毒金属被沥滤，从而使重金属流动性降低。
3.1 水泥固化法 水泥固化法在国际上应用最为广泛、美国环保局（EPA）认为是危险废物处置的最佳方法。该技术的原理是将一定比例的飞灰掺入水泥基质中，利用水泥水化反应生成高强度固化体，使重金属转化为氢氧化物或络合物，封装在固化体稳定的矿物结构中限制其迁移[22，23]。Bie等[24]研究表明，飞灰掺入水泥后pb和cd等重金属浸出浓度显著降低。随着浸出液的酸碱度增加，重金属的浸出浓度迅速下降，弱碱性条件下达到极低数值。此外，随着振动浸出时间的延长，原灰和飞灰-水泥复合物中重金属的浸出浓度增加并逐渐稳定，复合材料的抗折/抗压强度显著下降，水泥的养护时间变长。
水泥固化因其处理成本低、反应迅速、效率高等优点，近年来，成为发达国家使用最多的危险废物稳定剂[25]。然而，该处理方法具有以下缺点：最终产物质量体积增加1倍不利于后续的填埋处置，生产水泥过程中CO2排放量大，不符合我国节能减排的政策。飞灰中高浓度氯化物和硫酸盐会降低固化体的抗压强度，增加重金属的浸出，造成二次污染，在掺入前需对飞灰进行脱氯预处理，增加了处置成本。当焚烧飞灰掺入量较大时，会降低水泥的水化性能，延长水泥的凝结时间，需要额外添加粘合剂来进行调和。
3.2 化学药剂稳定法 药剂稳定化是通过添加化学药剂吸附、鳌合飞灰中的重金属离子，使重金属金属转化为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质，防止其释放到环境中造成污染[26]。目前，常用的化学稳定剂主要分为有机、无机2类，无机药剂包括石灰、氧化铝、硫化钠、磷酸盐、硅酸盐等。Zhang等[27]比较了硫化钠（Na2S）、磷酸钠（Na3PO4）、硫脲（H2NCSNH2）和巯基功能化树枝状大分子（TEPA-SNa）对飞灰中铅的稳定性能，结果表明，在3%的TEPA-SNa剂量下浸出毒性接近于零，而用量为10%的Na2S、Na3PO4和H2NCSNH 2稳定的铅的浸出值仍高于极限值（0.25mg/L）。因此，加入TEPA-SNa比加入常规无机稳定剂能更好地稳定飞灰中的铅，且稳定产物中的Pb2+能在较大酸碱度范围内保持稳定。无机螯合剂用量大，螯合产物对酸性环境适应性弱，固定的重金属容易二次浸出，长期稳定性较差。
相较于无机螯合剂，有机螯合剂因其低剂量、室温硬化、灵活性、抗重金属浸出能力强以及无须额外预处理（如控制酸碱度）即可固定而受到更广泛的关注[28]，有机药剂主要包括硫脲、乙二胺四乙酸二钠（EDTA）、二甲基二硫代氨基甲酸钠（SDD）、有机磷酸盐等。Wang等[29]比较了硫化钠（Na2S）、二甲基二硫代氨基甲酸钠（SDD）与六硫代肌基甲酸盐（SGA）、四硫代联氨基甲酸盐（TBA）稳定化效果，结果表明，随着浸提液的酸度增加，飞灰中重金属的浸出率也随之增加，镉、镍、铅和锌的浸出率分别比标准规定的阈值高4.75倍、1.47倍、6.72倍和2.20倍，对重金属综合处理效果为SGA>TBA>SDD>Na2S，新型有机螯合剂由于具有多种与重金属高效结合的硫氢化物基团，固化效果更加优异。
然而，有机螯合剂价格昂贵，且对重金属离子的螯合具有选择性。因此，探索一种兼顾有效和经济的飞灰稳定剂仍然是当前研究的重点方向。Li等[30]成功制备了一种新的树枝状大分子螯合剂——超支化聚合物TEM_CSSNa，其具有三乙醇胺核心和二硫代羧酸盐螯合基团，通过添加不同剂量来研究其固定有毒重金属的效果。结果表明，经过稳定化处置后，掺量为3%的TEM_CSSNa能够满足浸出毒性的限值，而硫化钠和硫脲掺量为10%左右才能达到同样的效果。此外，TEM_CSSNa稳定后的飞灰中约有40%～65%的重金属转化成残渣态，而只有35%～55%的金属通过Na2S和Tu被完全固定，因此，TEM_CSSNa的穩定性能优于Na2S和硫脲。
虽然化学药剂稳定化法具有广泛的适应性，地球化学稳定相的形成能够将浸出的潜在风险降至最低，使处理后的飞灰无害化，便于后续资源化利用[4]。但许多药剂螯合效果受pH影响很大，只能在特定pH范围内具有优异的处置效果。有机药剂成本昂贵，生产过程中会造成环境污染，无机药剂添加量大，显著增加了螯合产物体量，后续填埋处置时占用土地资源。部分螯合剂选择性较强，只能有效抑制个别重金属元素的浸出。因此，未来的研究有必要根据飞灰的性质筛选更可持续替代品，在保证稳定化效果的同时兼顾成本，使其应用范围更加广泛。
4 展望
焚烧近年来已逐渐成为城市生活垃圾处置的首选方法，但焚烧后固体残留物飞灰富集了高浓度的重金属、二噁英、可溶性盐类等有毒污染物，在填埋场浸出会导致地下水和土壤的潜在污染，在填埋之前需要进行无害化处置。因此，寻求合适的方法来处置飞灰中重金属至关重要。目前，常规生活垃圾焚烧飞灰的无害化处置技术（包括固化、热处理以及分离技术等）都在实际工程应用中具有一定的局限性，热处理技术具有高减容率，但能耗高，运行成本昂贵。水洗分离技术需要大量的水对飞灰进行脱氯预处理，造成水资源的浪费。水泥固化技术具有操作简便、反应迅速、处理成本低等优点，但固化后飞灰增容增重比大，CO2排放量大，无法有效降解二噁英，高盐分含量的飞灰导致固化体抗压强度降低，重金属易浸出造成二次污染。药剂稳定化技术中虽然许多药剂螯合效果受pH影响很大，只能在特定pH范围内具有优异的处置效果，部分螯合剂选择性较强，只能有效抑制个别重金属元素的浸出。但通过发展新型稳定，成本低，应用广泛的螯合剂可以有效地解决这一问题，实现飞灰的资源化利用。 参考文献
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（責编：张宏民）
关键词：城市生活垃圾;飞灰;重金属;稳定化
中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2021）19-0146-04
2019年，我国生活垃圾的清运量高达24206.2万t[1]。城市生活垃圾的主要处置方法有填埋、堆肥、焚烧等，我国垃圾处置以填埋、焚烧法为主，其他方法为辅[2，3]。填埋法作为一种经济简便的处理方法多年来在我国得到了广泛应用，然而，填埋需要占用大量土地资源[3]，垃圾填埋场地变得日益紧张稀缺;并且在填埋过程中，雨水渗透和垃圾降解反应，产生大量的垃圾渗滤液，污染附近的土壤和地下水系统。
目前，焚烧法在城市生活垃圾处置中占比逐年上升，2019年中国垃圾焚烧厂为389家，处理量为12174.2万t，占垃圾无害化处理量的50.7%。经焚烧处理后的生活垃圾质量和体积分别减少70%、90%，能有效改善填埋法的不足之处;且焚烧能销毁固废中有机物质，降低病原体和微生物引发的风险[4]，焚烧产生的热量可供暖发电，达到废物资源化利用的同时。因此，焚烧逐渐成为固体废物处置的主要方法，然而，城市生活垃圾焚烧后产生的固体残留物飞灰（约占焚烧固体废物的2%～5%），由于富集高浓度重金属、二噁英、可溶性盐类等有毒污染物，被列入《国家危险废物名录》，在填埋之前需要进行无害化处置。本文综述了近年来文献报道中应用较多的飞灰无害化处置技术，包括热处理、分离以及固化/稳定化[5]，并對其各自的优缺点进行了系统的整理和归纳。
1 热处置技术
该技术是将飞灰与助熔剂混合，在700～1600℃高温作用下加热，灰渣表面的有害物质得到二次挥发，二噁英、呋喃被分解[6]，飞灰中残留的重金属元素固化成晶体结构，不易被浸出，常用于飞灰的解毒和减容。根据飞灰加热温度和添加辅料的不同，热处理技术主要分为，烧结（900～1100℃）、熔融/玻璃化（>1100℃）2种。
1.1 烧结处置法 烧结法是将飞灰与其他助剂混合造粒，在低于混合物熔点的温度下，粉末颗粒发生扩散、聚集和碰撞，将大部分甚至全部气孔从晶体中排出，使颗粒间相互黏结，形成致密坚固的烧结体。烧结体会将重金属固定于新形成的晶体结构内部，限制其迁移，极大降低了重金属浸出毒性，烧结产物具有较高的抗压强度和密度，常用于陶瓷和建筑轻骨料的生产[7，8]。T. Mangialardi[9]对意大利4种不同垃圾焚烧厂的飞灰进行了烧结测试，结果表明，成型压力28N/mm2、温度1140℃和烧结时间60min是制造水洗飞灰烧结体的最佳条件，烧结后飞灰浸出液中重金属浓度远低于固体废物处置法规定限值，烧结产品可以满足混凝土重骨料需求，但高氯含量的飞灰会降低混凝土骨料的抗压强度和腐蚀钢筋，在使用前需要进行降氯预处理。烧结处置技术升温速度快、温度高，有利于二噁英的降解。但由于飞灰中残留氯和重金属含量较高，在生产前需要进行预处理，降低其在建筑中的浸出风险。
1.2 熔融/玻璃化处置法 熔融和烧结过程相似，二者的区别在于熔融温度更高，飞灰的高融化温度使该技术在实际工程应用中具有局限性。但经过大量研究发现，添加助熔剂可以降低熔化温度，将飞灰或飞灰混合物转化为刚性非晶玻璃基体，有害元素被封装在玻璃结构中，不易受到浸出或化学侵蚀[10，11]，同时也可以利用玻璃体良好的固化性能和机械特性来替代建筑材料，如道路建设的底基层、砖和石板等，实现飞灰的再循环利用。
目前，熔融炉主要有电弧炉、电阻炉、等离子体炉等。Ma等[12]使用直流电弧等离子体炉，在1250～1400℃条件下对飞灰进行熔融处置，结果表明，经等离子体炉处理的飞灰体积减小68.7%～82.2%，重量损失23.8%～56.7%，飞灰成功熔融比例为氧化钙20%～48%，氧化铝10%～15%，二氧化硅40%～65%，水洗预处理降低了重金属挥发速率，熔渣中重金属浸出量远低于国家标准。
近年来，大量研究集中在降低飞灰熔融温度的添加辅料的种类、比例、含量等方面。Gao等[13]使用B2O3为助熔剂，通过控制添加比例，对城市生活垃圾焚烧飞灰进行熔融实验以降低熔化温度并保持玻璃碴的化学耐久性。当B2O3添加量从0增加到15%时，在高温的作用下，B2O3影响了飞灰中耐火矿物的熔融特性，飞灰的熔融温度从1211℃下降到986℃。液态炉渣的产生导致颗粒表面积减少和重金属传质阻力增加，此外，随着炉渣粘度降低，飞灰颗粒更易附聚，提高了重金属的化学稳定性。
熔融处置技术具有高减容率，能够降解飞灰中二噁英和呋喃，产生的玻璃态抗浸出渣将非挥发性重金属封装在玻璃基质中，有效避免其对环境的污染。然而，挥发性成分、酸性气体、重金属和其他化合物会随着烟气排放，释放到环境中，因此熔融后要进行尾气的净化处置。且热处理过程能耗大，二次飞灰中的重金属富集，处置设备价格昂贵，飞灰的高氯含量会腐蚀设备，缩短设备使用寿命，故该方法运行成本较高，仅在部分发达国家普及应用[14]。
2 分离技术
2.1 水洗（分离）法 飞灰中的氯化物（如氯化钠、氯化钾和氯化钙等）易溶于水，通过简单水洗操作可以有效地从飞灰残渣中去除[15，16]。Chiang等[17]将水洗作为飞灰预处理工艺，结果表明，飞灰中大部分有害氯化物、硫酸盐和重金属得到去除，氯离子含量显著降低。在熔融温度为1450℃，液固比为10时生成的熔渣中铜和铅的玻璃化率相对较高，水洗加强了重金属玻璃化程度，此外，水洗后飞灰中钠、钾、钙、镁的玻璃化率也高于未经处理的飞灰。
飞灰性质、液固比和提取时间是影响水洗的关键因素，Yang等[18]研究发现，活性炭残渣水洗的最佳操作条件为液固比为3mL∶1g，萃取时间为5min，水洗后超过70%的氯化物和近25%的硫酸盐得到去除。此外，水洗过程进行二氧化碳曝气，可以有效提高氯盐的分离效果并降低水洗液中重金属浓度。 2.2 电渗析修复法（EDR） 是一种通过外加电场使溶液中离子发生电动迁移从而分离的技术。最早应用与受重金属污染土壤的修复，后被研究用以处理港口沉积物、尾矿、污水污泥等受污染物质，近年来，电渗析分离法已成功应用于垃圾焚烧飞灰的处置中[19]。
电渗析分离技术能去除化学价相对较高的重金属（如Cr5+、Pd3+等），使重金属浸出毒性降低到限值以下。例如，在实验室规模的电渗析修复实验中，使用电渗析去除四种不同生物质燃烧飞灰中的镉，修复两周内最终Cd的浓度低于2.0 mg/kg[20]。Kirkelund等[21]研究表明，使用双室和单室两个电渗析修复装置重金属去除效率取决于所处理的材料，对于氯化物含量相对较高的材料、粉煤灰和港口沉积物，阴离子/不带电金属物质高达40%保留在双室电池中，不能从悬浮液中去除。使用三室电池装置时，由于阴离子和金属物质可以从材料悬浮液中去除，大多数材料的重金属总去除率最高。
3 固化/稳定化技术
该技术是利用物理封装和化学稳定化的方式，使飞灰中受管制的潜在有毒金属被沥滤，从而使重金属流动性降低。
3.1 水泥固化法 水泥固化法在国际上应用最为广泛、美国环保局（EPA）认为是危险废物处置的最佳方法。该技术的原理是将一定比例的飞灰掺入水泥基质中，利用水泥水化反应生成高强度固化体，使重金属转化为氢氧化物或络合物，封装在固化体稳定的矿物结构中限制其迁移[22，23]。Bie等[24]研究表明，飞灰掺入水泥后pb和cd等重金属浸出浓度显著降低。随着浸出液的酸碱度增加，重金属的浸出浓度迅速下降，弱碱性条件下达到极低数值。此外，随着振动浸出时间的延长，原灰和飞灰-水泥复合物中重金属的浸出浓度增加并逐渐稳定，复合材料的抗折/抗压强度显著下降，水泥的养护时间变长。
水泥固化因其处理成本低、反应迅速、效率高等优点，近年来，成为发达国家使用最多的危险废物稳定剂[25]。然而，该处理方法具有以下缺点：最终产物质量体积增加1倍不利于后续的填埋处置，生产水泥过程中CO2排放量大，不符合我国节能减排的政策。飞灰中高浓度氯化物和硫酸盐会降低固化体的抗压强度，增加重金属的浸出，造成二次污染，在掺入前需对飞灰进行脱氯预处理，增加了处置成本。当焚烧飞灰掺入量较大时，会降低水泥的水化性能，延长水泥的凝结时间，需要额外添加粘合剂来进行调和。
3.2 化学药剂稳定法 药剂稳定化是通过添加化学药剂吸附、鳌合飞灰中的重金属离子，使重金属金属转化为低溶解性、低迁移性及低毒性的物质，防止其释放到环境中造成污染[26]。目前，常用的化学稳定剂主要分为有机、无机2类，无机药剂包括石灰、氧化铝、硫化钠、磷酸盐、硅酸盐等。Zhang等[27]比较了硫化钠（Na2S）、磷酸钠（Na3PO4）、硫脲（H2NCSNH2）和巯基功能化树枝状大分子（TEPA-SNa）对飞灰中铅的稳定性能，结果表明，在3%的TEPA-SNa剂量下浸出毒性接近于零，而用量为10%的Na2S、Na3PO4和H2NCSNH 2稳定的铅的浸出值仍高于极限值（0.25mg/L）。因此，加入TEPA-SNa比加入常规无机稳定剂能更好地稳定飞灰中的铅，且稳定产物中的Pb2+能在较大酸碱度范围内保持稳定。无机螯合剂用量大，螯合产物对酸性环境适应性弱，固定的重金属容易二次浸出，长期稳定性较差。
相较于无机螯合剂，有机螯合剂因其低剂量、室温硬化、灵活性、抗重金属浸出能力强以及无须额外预处理（如控制酸碱度）即可固定而受到更广泛的关注[28]，有机药剂主要包括硫脲、乙二胺四乙酸二钠（EDTA）、二甲基二硫代氨基甲酸钠（SDD）、有机磷酸盐等。Wang等[29]比较了硫化钠（Na2S）、二甲基二硫代氨基甲酸钠（SDD）与六硫代肌基甲酸盐（SGA）、四硫代联氨基甲酸盐（TBA）稳定化效果，结果表明，随着浸提液的酸度增加，飞灰中重金属的浸出率也随之增加，镉、镍、铅和锌的浸出率分别比标准规定的阈值高4.75倍、1.47倍、6.72倍和2.20倍，对重金属综合处理效果为SGA>TBA>SDD>Na2S，新型有机螯合剂由于具有多种与重金属高效结合的硫氢化物基团，固化效果更加优异。
然而，有机螯合剂价格昂贵，且对重金属离子的螯合具有选择性。因此，探索一种兼顾有效和经济的飞灰稳定剂仍然是当前研究的重点方向。Li等[30]成功制备了一种新的树枝状大分子螯合剂——超支化聚合物TEM_CSSNa，其具有三乙醇胺核心和二硫代羧酸盐螯合基团，通过添加不同剂量来研究其固定有毒重金属的效果。结果表明，经过稳定化处置后，掺量为3%的TEM_CSSNa能够满足浸出毒性的限值，而硫化钠和硫脲掺量为10%左右才能达到同样的效果。此外，TEM_CSSNa稳定后的飞灰中约有40%～65%的重金属转化成残渣态，而只有35%～55%的金属通过Na2S和Tu被完全固定，因此，TEM_CSSNa的穩定性能优于Na2S和硫脲。
虽然化学药剂稳定化法具有广泛的适应性，地球化学稳定相的形成能够将浸出的潜在风险降至最低，使处理后的飞灰无害化，便于后续资源化利用[4]。但许多药剂螯合效果受pH影响很大，只能在特定pH范围内具有优异的处置效果。有机药剂成本昂贵，生产过程中会造成环境污染，无机药剂添加量大，显著增加了螯合产物体量，后续填埋处置时占用土地资源。部分螯合剂选择性较强，只能有效抑制个别重金属元素的浸出。因此，未来的研究有必要根据飞灰的性质筛选更可持续替代品，在保证稳定化效果的同时兼顾成本，使其应用范围更加广泛。
4 展望
焚烧近年来已逐渐成为城市生活垃圾处置的首选方法，但焚烧后固体残留物飞灰富集了高浓度的重金属、二噁英、可溶性盐类等有毒污染物，在填埋场浸出会导致地下水和土壤的潜在污染，在填埋之前需要进行无害化处置。因此，寻求合适的方法来处置飞灰中重金属至关重要。目前，常规生活垃圾焚烧飞灰的无害化处置技术（包括固化、热处理以及分离技术等）都在实际工程应用中具有一定的局限性，热处理技术具有高减容率，但能耗高，运行成本昂贵。水洗分离技术需要大量的水对飞灰进行脱氯预处理，造成水资源的浪费。水泥固化技术具有操作简便、反应迅速、处理成本低等优点，但固化后飞灰增容增重比大，CO2排放量大，无法有效降解二噁英，高盐分含量的飞灰导致固化体抗压强度降低，重金属易浸出造成二次污染。药剂稳定化技术中虽然许多药剂螯合效果受pH影响很大，只能在特定pH范围内具有优异的处置效果，部分螯合剂选择性较强，只能有效抑制个别重金属元素的浸出。但通过发展新型稳定，成本低，应用广泛的螯合剂可以有效地解决这一问题，实现飞灰的资源化利用。 参考文献
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（責编：张宏民）