你是否想過，每天扔進垃圾桶的垃圾被焚燒后，除了減少體積，還會產(chǎn)生怎樣的“后遺癥”？數(shù)據(jù)顯示，2020年我國463座垃圾焚燒廠處理了1.46億噸垃圾，同時也“制造”了至少438萬噸飛灰——這些細小的顆粒因含重金屬、二噁英等有害物質，被歸為危險廢物，必須經(jīng)過穩(wěn)定化處理才能填埋。但即便處理過，它們依然像“蓬松的棉花”：密度低、體積大，運輸時容易飄散污染環(huán)境，填埋還占地方。如何給這些“松散”的飛灰“瘦身”？我國科研團隊找到了關鍵解法。

飛灰處置之困：占空間、易污染的“隱形負擔”

垃圾焚燒是我國主流的垃圾處理方式，能將垃圾體積減少90%、重量減少70%。但飛灰作為焚燒的“副產(chǎn)品”，卻成了新麻煩。即便經(jīng)過化學穩(wěn)定化處理（SFA），飛灰仍保持著“細、松、輕”的特性：顆粒細小如面粉，堆起來像未壓實的棉花，一刮風就可能飄散到空氣中，運輸時稍有顛簸就可能揚灰，工人接觸后還有健康風險。更頭疼的是，它們“占地兒”——同樣重量的飛灰，體積是普通垃圾的幾倍，導致填埋場容量被快速消耗。數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)填埋方式下，填埋場壽命僅10年左右，這對土地資源緊張的地區(qū)來說壓力巨大。

“物理壓縮術”：如何讓飛灰“緊起來”？

來自同濟大學、深圳大學等機構的研究團隊，嘗試用“物理壓縮術”破解這一難題——就像用打包機壓縮廢舊紙箱，把松散的飛灰顆粒壓成緊密的塊體。實驗發(fā)現(xiàn)，這一步能讓飛灰密度翻倍，體積減少60%以上。原本需要3車運輸?shù)娘w灰，現(xiàn)在1車就能裝下。

關鍵是如何壓得既緊又穩(wěn)？團隊通過實驗發(fā)現(xiàn)，壓實效果受三個參數(shù)影響最大：壓力、濕度和保持時間。壓力太低，顆粒擠不緊；壓力太高，成本增加。最終確定的“黃金范圍”是100-200兆帕（相當于在指甲蓋大小的面積上壓2000公斤重物）。濕度也很關鍵：太干的飛灰顆粒像沙子，容易滑動；太濕則會“出水”，影響結構。實驗顯示，濕度保持在10%-15%（類似潮濕的面粉）時效果最佳。此外，保持壓力20秒左右，能讓顆粒充分調整位置，達到最緊密狀態(tài)。

實驗數(shù)據(jù)：不僅“瘦身”，還更“結實”

壓實后的飛灰表現(xiàn)如何？實驗給出了一組關鍵數(shù)據(jù)：未壓實的穩(wěn)定化飛灰（SFA）密度僅0.37克/立方厘米（接近泡沫塑料），壓實后密度提升至0.8克/立方厘米以上（接近磚塊），體積減少超60%。更重要的是，壓實后的飛灰塊足夠“結實”——無側限抗壓強度達26.8兆帕（相當于每平方厘米能承受2.6噸壓力），符合MU10級灰砂磚標準，運輸和填埋時不易碎裂。

環(huán)保方面，壓實還能減少重金屬的溶出風險。以鉛為例，未壓實的飛灰每升浸出液含0.12毫克，壓實后降至0.05毫克；鋅的溶出量從4.32毫克/升降至1.34毫克/升，污染風險顯著降低。

成本上，傳統(tǒng)處置每噸需41.8美元（主要花在穩(wěn)定劑上），而壓實處理后，由于飛灰更緊密，穩(wěn)定劑用量從3%降至1%，加上壓實的能耗，總成本反而降低約26.5美元/噸。更關鍵的是，填埋場壽命能從10年延長到30-40年，這對緩解“垃圾圍城”意義重大。

從實驗室到現(xiàn)實：仍需“量體裁衣”

目前，團隊已完成小批量實驗（單次處理約1公斤），制成240毫米×240毫米×50毫米的“飛灰磚”。但實際應用中，還需考慮不同焚燒爐的差異——爐排爐產(chǎn)生的飛灰更細、更易壓實，而流化床飛灰因含硅砂更硬，需要調整壓實參數(shù)。此外，潮濕環(huán)境或顛簸運輸對壓實塊的長期穩(wěn)定性影響，也需進一步驗證。

論文指出，這項技術不僅能“瘦身”，壓實后的飛灰塊還可作為路基、填埋覆蓋層等建筑材料，實現(xiàn)“變廢為寶”。未來若推廣，有望為我國垃圾焚燒飛灰處置提供一條“低成本、高效率、更環(huán)?！钡男侣窂?。

來源: FESE Message