论文标题：Compaction as a cost-effective strategy to upgrade the disposal of MSWI fly ash: feasibility and potential

期刊：Frontiers of Environmental Science & Engineering

作者：Shijin Dai, Fafa Xia, Bo Yang, Deli Wu, Dongjie Niu, Youcai Zhao, Xunchang Fei, Zhanbo Cheng, Hongping He

发表时间：15 Mar 2025

DOI：10.1007/s11783-025-1955-1

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近日，南洋理工大学Zhanbo Cheng博士和深圳大学的何宏平副研究员及合作团队在Frontiers of Environmental Science & Engineering期刊第19卷第3期发表了题为“Compaction as a cost-effective strategy to upgrade the disposal of MSWI fly ash: feasibility and potential”的研究论文。

随着城市化进程的加快推进，城市生活垃圾产量持续增长。作为一种能够显著减少垃圾体积和重量的处理方式，垃圾焚烧技术在我国得到广泛应用。2001年，我国仅有45座垃圾焚烧厂，处理垃圾量为275万吨；到2020年，焚烧厂数量激已增至463座，处理量高达1.46亿吨。然而，垃圾焚烧产生的飞灰含有毒有机物、重金属和高浓度氯化物等有害成分，属于危险废物。目前，稳定化/固化后填埋是飞灰的主要处理方式，但稳定化飞灰仍存在粒径细、密度低、孔隙多的问题，不仅增加填埋难度，还在运输等环节存在潜在的环境风险。

本研究选取了炉排炉和流化床两种典型焚烧炉产生的稳定化飞灰样本，经过干燥、调湿等预处理后，利用电子万能试验机在不同压实压力、保持时间和含水率条件下进行压实实验。同时，研究采用Heckel、Kawakita和Huang Peiyun等方程对压实过程进行建模分析，并对压实后飞灰的力学性能和浸出特性进行了系统测试。

研究结果表明，压实处理显著提升了稳定化飞灰的性能。压实后，飞灰密度增加一倍以上，体积减少超过60%。不同类型飞灰的最佳压实参数存在差异，炉排炉飞灰在100-200MPa压力、保持20s、含水率10%-15%条件下压实效果较好；流化床飞灰在相似条件下也能达到良好的压实效果。在压实过程的建模方面，Heckel方程更适合描述炉排炉飞灰的压实行为，而Huang Peiyun方程对流化床飞灰的压实过程具有更好的拟合度。此外，压实后的飞灰展现出良好的力学性能，其无侧限抗压强度和三点弯曲强度均符合MU10灰砂砖标准，同时在一定程度上抑制了重金属的浸出。

本研究创新性地将压实法引入稳定化飞灰处理流程，通过系统研究压实参数对飞灰性能的影响，为飞灰处理提供了新的技术思路。压实法不仅能有效减小飞灰体积、提高填埋效率，还可降低处理成本，对优化垃圾填埋管理、推动环境可持续发展具有重要的现实意义。

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本文内容来自FESE期刊2025年第19卷第3期发表的研究文章“Compaction as a cost-effective strategy to upgrade the disposal of MSWI fly ash: feasibility and potential”。通讯作者为南洋理工大学的Zhanbo Cheng博士和深圳大学的何宏平副研究员。

引用格式：Shijin Dai, Fafa Xia, Bo Yang, Deli Wu, Dongjie Niu, Youcai Zhao, Xunchang Fei, Zhanbo Cheng, Hongping He. Compaction as a cost-effective strategy to upgrade the disposal of MSWI fly ash: feasibility and potential. Front. Environ. Sci. Eng., 2025, 19(3): 35

https://doi.org/10.1007/s11783-025-1955-1

期刊简介

Frontiers of Environmental Science & Engineering是由高等教育出版社、中国工程院和清华大学共同主办的环境领域综合学术期刊，聚焦环境领域前沿问题与研究成果，重点关注开创性、跨学科的研究，致力于打造具有国际影响力的高水平学术交流平台，是中国工程院院刊系列期刊、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊。

主编：曲久辉院士，John Crittenden院士

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期刊官网2

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