本书聚焦生活垃圾焚烧飞灰无害化处置与资源化利用核心问题，针对传统飞灰填埋、水泥固化技术存在的占地量大、稳定性差、污染风险高等短板，系统梳理我国垃圾焚烧行业发展历程、飞灰产生规律及特性，全面综述各类飞灰处置技术应用现状。全书深入剖析飞灰理化性质、矿物组成及污染特性，对比研究传统固化技术的长期老化稳定性，创新研发Al/CaO同步解毒固化技术，实现重金属与氯苯类污染物协同去除。同时，探究飞灰与赤泥共还原分相、不同炉型飞灰共还原熔融两类资源化技术，阐明工艺机理与应用经济性。此外，依托国内外工程案例，系统阐释盐穴地下贮存处置技术，分析其安全风险与可行性。
本书汇聚课题组多年研究成果，兼具理论性与实用性，可为环保领域科研人员、工程技术人员及相关专业师生提供专业参考。
第1章概述001
1.1我国生活垃圾焚烧技术的发展历程001
1.1.1行业发展历程001
1.1.2技术发展历程001
1.1.3政策发展历程005
1.2垃圾焚烧飞灰的产生及其特性007
1.2.1焚烧炉类型对飞灰特性的影响008
1.2.2烟气净化工艺对飞灰特性的影响011
1.3垃圾焚烧飞灰产生量013
1.4垃圾焚烧飞灰处置及利用现状015
1.4.1固化稳定化015
1.4.2水泥窑018
1.4.3高温烧结020
1.4.4高温熔融/玻璃化021
1.4.5地下贮存022
1.4.6金属化学浸出技术023
第2章生活垃圾焚烧飞灰的特性025
2.1物理性质025
2.2微观形貌与结构026
2.3化学性质027
2.4矿物组成028
2.5重金属污染特性030
2.6重金属的浸出毒性及浸出形态033
2.6.1浸出毒性033
2.6.2浸出形态033
2.7二英034
2.8可溶性氯盐036
第3章飞灰固化稳定化技术的长期稳定性038
3.1飞灰水泥固化与化学稳定化效果对比038
3.1.1飞灰水泥固化与化学稳定化对重金属的固定效果038
3.1.2组成及结构特性分析043
3.2自然老化6年水泥固化飞灰与螯合剂稳定化飞灰特性对比046
3.2.1固化稳定化影响因素046
3.2.2自然老化场景下飞灰浸出特性对比048
3.2.3自然老化场景下飞灰体系组成及微观形貌对比055
3.2.4自然老化场景下飞灰体系地球化学模拟057
3.3水泥固化与螯合剂稳定化飞灰加速老化特性对比064
3.3.1飞灰固化稳定化老化机理064
3.3.2固化稳定化的老化研究065
3.3.3加速方法与自然老化强度估算067
3.3.4加速老化后飞灰体系的理化特性分析067
3.3.5加速老化后飞灰体系的浸出特性071
3.3.6加速老化后飞灰体系地球化学模拟077
第4章重金属与氯苯类同步解毒的Al/CaO固化稳定化技术101
4.1机械化学法与新型环境功能材料开发101
4.1.1机械化学法发展与环境领域的应用101
4.1.2影响高能球磨法制备Al/CaO材料的工艺参数105
4.1.3Al/CaO环境功能材料的特性识别与微观结构模型111
4.2Al/CaO强化固定飞灰中重金属的效果与机理121
4.2.1Al/CaO强化固定重金属的影响因素121
4.2.2固化稳定化体系的酸碱浸出行为131
4.2.3基于LeachXS的地球化学形态模拟136
4.3Al/CaO同步降解飞灰中六氯苯的效果与机理143
4.3.1Al/CaO降解飞灰中氯苯类的影响因素143
4.3.2基于DFT计算的氯苯降解机理分析147
4.4Al/CaO固化稳定化技术的环境安全性与经济性评估152
4.4.1铝元素的释放行为与安全性评估152
4.4.2工业化球磨制备Al/CaO的成本核算153
4.4.3针对飞灰不同污染特性的菜单式工艺路线155
第5章共还原分相资源化利用技术157
5.1煤基直接还原工艺研究现状157
5.2飞灰和赤泥理化特性互补性分析158
5.2.1赤泥的产生及主要处理方式158
5.2.2飞灰和赤泥的物理性质159
5.2.3飞灰和赤泥的理化特性162
5.3飞灰直接熔融玻璃化特性研究165
5.3.1飞灰热灼减率165
5.3.2飞灰熔融宏观变化165
5.3.3飞灰熔融后重金属迁移规律167
5.3.4飞灰熔融机理探讨171
5.4飞灰与赤泥共还原协同利用工艺及机理研究175
5.4.1还原条件对铁合金和玻璃材料的影响175
5.4.2共还原工艺制备铁合金和玻璃材料的机理研究188
5.4.3共还原产品分析194
5.4.4共还原体系作用过程分析202
5.5共还原工艺适用性及经济性评估202
5.5.1共还原工艺适用性202
5.5.2技术经济性评估211
第6章炉排炉飞灰与流化床飞灰共还原熔融技术214
6.1共还原工艺及研究现状214
6.2炉排炉飞灰和流化床飞灰互补特性分析214
6.3炉排炉飞灰与流化床飞灰共还原熔融工艺研究216
6.3.1实验方法216
6.3.2飞灰共还原工艺研究218
6.3.3响应面法工艺条件优化234
6.3.4最优工艺下玻璃体特性分析238
6.4共还原熔融机理研究242
6.4.1共还原机理研究242
6.4.2不同地域飞灰共还原适用性研究248
6.4.3共还原熔融工艺配比参数范围249
6.5共还原产物资源化利用途径250
6.5.1铁合金特性与资源化利用250
6.5.2玻璃体粉末固化飞灰252
6.5.3不同熔融工艺对比257
第7章盐穴地下贮存技术258
7.1引言258
7.2盐岩矿的开采258
7.2.1水溶开采258
7.2.2地下采矿260
7.2.3盐穴适合处置的废物260
7.3全球盐穴废物处置现状261
7.3.1德国262
7.3.2美国263
7.3.3加拿大263
7.3.4英国264
7.3.5中国264
7.4盐穴地下处置技术266
7.4.1废物预处理266
7.4.2盐穴的运行266
7.4.3盐穴的封闭267
7.5盐穴地下处置废物的安全和风险考量268
7.5.1长期稳定性268
7.5.2岩土与结构安全评估269
7.5.3环境风险评估269
7.6盐穴的潜在失效及缓解办法270
7.6.1潜在失效模式270
7.6.2缓解潜在失效模式的方法273
7.7案例274
7.7.1德国Herfa-Neurode盐穴274
7.7.2德国Heilbronn盐穴275
7.7.3德国Zielitz盐穴276
7.7.4德国Bernburg盐穴277
7.7.5德国Kochendorf盐穴277
7.7.6德国Hattorf盐穴278
7.7.7德国Wintershall盐穴279
7.7.8德国Unterbreizbach盐穴279
7.7.9小结279
7.8地球宏循环280
7.8.1概念的提出280
7.8.2概念的内涵281
7.8.3建议的应用模式282
7.9飞灰地下处置可行性分析282
7.9.1飞灰处理技术路线分析282
7.9.2飞灰地下处置的思考与展望284
参考文献286
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