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生活垃圾焚燒飛灰處置技術現狀及發展趨勢分析
一、飛灰處置的重要(yao)性(xing)和緊迫性(xing)
飛灰中含有苯(ben)并(bing)芘、苯(ben)并(bing)蒽、二噁英等(deng)有機(ji)污染物(wu)和(he)Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等(deng)重(zhong)金屬，是高度危(wei)險的固體廢物(wu)。二噁英是具(ju)有多種毒(du)(du)性(xing)作用的氯化(hua)(hua)三環芳(fang)烴類有機(ji)化(hua)(hua)合物(wu)，具(ju)有不可逆的致畸、致癌(ai)、致突變性(xing)；Hg及其化(hua)(hua)合物(wu)具(ju)有極強的神(shen)經毒(du)(du)性(xing)，對人體的多個器官會產生嚴(yan)重(zhong)的損害。飛灰如果處(chu)置不當，會對環境造成嚴(yan)重(zhong)毒(du)(du)害作用。
我國的大(da)中型(xing)城(cheng)市(shi)飛(fei)灰(hui)(hui)產(chan)生量大(da)、土地資源(yuan)緊張，以填(tian)埋為主(zhu)的處置方式面臨越(yue)來越(yue)大(da)的壓力。2018年，北京生活垃圾(ji)無(wu)害化處理量為975.1萬噸，飛(fei)灰(hui)(hui)產(chan)生量約12萬噸，而(er)北京市(shi)唯一滿(man)足填(tian)埋飛(fei)灰(hui)(hui)條件的北京金隅生態島科技(ji)公(gong)司的安全填(tian)埋坑(keng)庫(ku)容僅為12.26萬立方米，不到(dao)一年就(jiu)能填(tian)滿(man)。因(yin)此亟需尋找出一條既能有效處理飛(fei)灰(hui)(hui)又能節約土地資源(yuan)的有效途(tu)徑(jing)。
二、飛灰處(chu)置技術的難點
國內生活(huo)垃圾產量、組分等與發達(da)國家有著顯著的不同，使得我國飛(fei)灰呈現出(chu)明顯的不同特點。
（1）氯(lv)(lv)(lv)元(yuan)素(su)含量(liang)高(gao)(gao)。生活垃圾中(zhong)含氯(lv)(lv)(lv)塑料等(deng)經焚燒分解后產生的氯(lv)(lv)(lv)化(hua)氫(qing)等(deng)酸性物(wu)質，與煙氣(qi)凈化(hua)系統中(zhong)堿性物(wu)反應后生成物(wu)進入到飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)，另(ling)外廚余垃圾中(zhong)食鹽(yan)等(deng)也最終(zhong)富集于飛(fei)(fei)灰(hui)。含氯(lv)(lv)(lv)元(yuan)素(su)高(gao)(gao)是(shi)我國(guo)飛(fei)(fei)灰(hui)最為明顯的特征之一，以(yi)北京地區飛(fei)(fei)灰(hui)為例，飛(fei)(fei)灰(hui)含氯(lv)(lv)(lv)量(liang)高(gao)(gao)達20%以(yi)上，飛(fei)(fei)灰(hui)中(zhong)氯(lv)(lv)(lv)元(yuan)素(su)主要以(yi)可溶性氯(lv)(lv)(lv)鹽(yan)形式存在，如氯(lv)(lv)(lv)化(hua)鈉、氯(lv)(lv)(lv)化(hua)鉀(jia)、氯(lv)(lv)(lv)化(hua)鈣等(deng)。
（2）成分復雜，波動大(da)(da)。飛(fei)灰中除(chu)重金屬和(he)二噁英等(deng)有毒有害物質(zhi)外，還含有鈣硅鋁鐵氧化物、氯鹽以及碳硫磷元素等(deng)。飛(fei)灰中各物質(zhi)（元素）的(de)含量會隨著生活垃圾組(zu)分、季節、焚燒條件(jian)、煙氣(qi)凈(jing)化水平等(deng)的(de)變化而產生較大(da)(da)波動，將給飛(fei)灰處(chu)理(li)處(chu)置(zhi)帶來很大(da)(da)的(de)困難。
三、飛灰處置(zhi)技術現狀分析
1、技術總體情況
根據生態環境部正在組織制(zhi)定的《生活(huo)垃圾焚燒飛(fei)灰污染控制(zhi)技術(shu)規范(fan)》（送審(shen)稿）內容，飛(fei)灰利用(yong)(yong)處(chu)置分為填埋和資源(yuan)(yuan)化兩種(zhong)方(fang)式。填埋是飛(fei)灰處(chu)置的傳統(tong)方(fang)法，而資源(yuan)(yuan)化是近(jin)些(xie)年發展起來的新的處(chu)理方(fang)式。在飛(fei)灰填埋或資源(yuan)(yuan)化利用(yong)(yong)處(chu)置前(qian)，均需對飛(fei)灰進行(xing)適當的預(yu)處(chu)理。目前(qian)飛(fei)灰的預(yu)處理技(ji)術主(zhu)要包括水洗、固(gu)化/穩定化、高(gao)溫(wen)燒結、高(gao)溫(wen)熔(rong)融、低溫(wen)熱解等。
其中(zhong)，固(gu)(gu)(gu)化(hua)/穩定(ding)化(hua)-填(tian)埋技(ji)術是指(zhi)將(jiang)(jiang)飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)有(you)毒(du)有(you)害(hai)組分(fen)包(bao)容(rong)覆(fu)蓋起來(lai)，或(huo)(huo)者使其呈現化(hua)學(xue)惰(duo)性，然后(hou)進(jin)入(ru)(ru)填(tian)埋場(chang)進(jin)行填(tian)埋。水(shui)(shui)泥(ni)窯協同處置技(ji)術是將(jiang)(jiang)飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)進(jin)行水(shui)(shui)洗(xi)(xi)處理（氯鹽去除）后(hou)作(zuo)為水(shui)(shui)泥(ni)原(yuan)料(liao)(liao)，通過(guo)水(shui)(shui)泥(ni)窯高(gao)(gao)溫(wen)(wen)燒(shao)(shao)成徹(che)底分(fen)解二(er)噁英(ying)，將(jiang)(jiang)重金(jin)屬固(gu)(gu)(gu)化(hua)穩定(ding)化(hua)在水(shui)(shui)泥(ni)熟料(liao)(liao)中(zhong)，而水(shui)(shui)洗(xi)(xi)廢水(shui)(shui)通過(guo)處理后(hou)全(quan)部回用(yong)。高(gao)(gao)溫(wen)(wen)燒(shao)(shao)結(jie)制(zhi)陶粒(li)技(ji)術是將(jiang)(jiang)飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)或(huo)(huo)與(yu)工業(ye)固(gu)(gu)(gu)體(ti)廢物(wu)(wu)(wu)或(huo)(huo)粘土等(deng)(deng)原(yuan)料(liao)(liao)的混合(he)物(wu)(wu)(wu)，加入(ru)(ru)助(zhu)熔劑、粘結(jie)劑等(deng)(deng)添(tian)加劑后(hou)，加熱(re)至飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)的熔點，形成可作(zuo)為陶粒(li)使用(yong)的輕質(zhi)致密(mi)固(gu)(gu)(gu)體(ti)。等(deng)(deng)離子(zi)(zi)體(ti)熔融(rong)技(ji)術是將(jiang)(jiang)飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)或(huo)(huo)與(yu)固(gu)(gu)(gu)體(ti)廢物(wu)(wu)(wu)等(deng)(deng)原(yuan)料(liao)(liao)的混合(he)物(wu)(wu)(wu)，加入(ru)(ru)添(tian)加劑后(hou)，利(li)用(yong)等(deng)(deng)離子(zi)(zi)炬產生的熱(re)源，加熱(re)至飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)完全(quan)熔融(rong)后(hou)，冷卻形成致密(mi)玻(bo)璃(li)體(ti)。低溫(wen)(wen)熱(re)解技(ji)術是指(zhi)在低溫(wen)(wen)條件(jian)下將(jiang)(jiang)飛(fei)灰(hui)(hui)(hui)中(zhong)二(er)噁英(ying)類去除后(hou)作(zuo)為替代(dai)原(yuan)料(liao)(liao)用(yong)于建材產品生產。
總體而(er)言，固化(hua)(hua)/穩定化(hua)(hua)-填(tian)埋(mai)目前(qian)在國內飛灰(hui)處置(zhi)中應用(yong)廣(guang)泛；水泥(ni)窯協同處置(zhi)是近年來成功研發的飛灰(hui)資源化(hua)(hua)利(li)用(yong)技術(shu)；高(gao)(gao)溫燒結制陶粒目前(qian)在天津地(di)區飛灰(hui)處置(zhi)中得到應用(yong)；等離(li)子體熔(rong)融作為飛灰(hui)高(gao)(gao)溫熔(rong)融的一(yi)種(zhong)重要方式(shi)，近年來已進行(xing)了中等規(gui)模試驗；低溫熱解是一(yi)種(zhong)新興的飛灰(hui)處理技術(shu)，有關單位正在開展相關研究(jiu)。
2、主流技(ji)術分析
2016年8月1日起施行的(de)(de)新版(ban)《國家危險(xian)廢(fei)物(wu)名錄(lu)》將飛(fei)灰進入(ru)生活垃圾填埋場處(chu)理和水泥窯(yao)協同處(chu)理的(de)(de)過程納入(ru)豁免清單(dan)管理，表明(ming)固(gu)化/穩定化-填埋技術(shu)和水泥窯(yao)協同處(chu)置技術(shu)是我國政府認(ren)可(ke)的(de)(de)飛(fei)灰處(chu)置的(de)(de)主流技術(shu)。
（1）固化(hua)/穩定化(hua)-填(tian)埋
根據《危(wei)險廢(fei)物填(tian)埋污染控(kong)制標準》（GB18598-2001），飛(fei)灰滿足(zu)穩(wen)定(ding)化控(kong)制限值后可(ke)進入(ru)(ru)危(wei)廢(fei)填(tian)埋場填(tian)埋，另(ling)外2008年修訂頒布的《生(sheng)活垃圾(ji)衛生(sheng)填(tian)埋污染控(kong)制標準》（GB18598-2008）規定(ding)，飛(fei)灰經過(guo)預處理(li)滿足(zu)入(ru)(ru)場要求后，可(ke)以進入(ru)(ru)垃圾(ji)填(tian)埋場的獨立(li)單元(yuan)進行填(tian)埋。
固(gu)(gu)化(hua)/穩(wen)定化(hua)是飛灰填埋處(chu)置利用的預處(chu)理技(ji)術，其(qi)主要作用是控制和降低飛灰中重金(jin)屬溶(rong)出。固(gu)(gu)化(hua)/穩(wen)定化(hua)技(ji)術主要包括(kuo)水泥固(gu)(gu)化(hua)法、化(hua)學藥(yao)劑(ji)(ji)穩(wen)定化(hua)法兩(liang)大類，其(qi)中化(hua)學藥(yao)劑(ji)(ji)穩(wen)定化(hua)法因增(zeng)容體積小、固(gu)(gu)化(hua)效果較(jiao)好，近年(nian)來研究報道(dao)較(jiao)多(duo)，目前常用藥(yao)劑(ji)(ji)可分為無機(ji)類和有機(ji)類，無機(ji)藥(yao)劑(ji)(ji)主要包括(kuo)石膏、磷(lin)酸(suan)鹽(yan)、硫化(hua)物(硫代(dai)硫酸(suan)鈉(na)、硫化(hua)鈉(na))、鐵酸(suan)鹽(yan)、硅酸(suan)鹽(yan)、硅膠、石灰等(deng)，有機(ji)藥(yao)劑(ji)(ji)主要包括(kuo)巰基胺(an)鹽(yan)、EDTA連接聚(ju)(ju)體、檸檬酸(suan)鹽(yan)、多(duo)聚(ju)(ju)磷(lin)酸(suan)鹽(yan)、殼(ke)聚(ju)(ju)糖衍生物等(deng)。
固(gu)化(hua)/穩(wen)定(ding)(ding)化(hua)-填埋(mai)是目(mu)前國內飛(fei)(fei)灰(hui)處置中普(pu)遍采用的方式(shi)，但在填埋(mai)前預(yu)處理(li)過程尚缺乏統(tong)一的技術(shu)規(gui)范，住房(fang)和城鄉建設(she)部(bu)正(zheng)在組織有關(guan)單位加緊制定(ding)(ding)《生(sheng)活垃圾(ji)焚(fen)燒飛(fei)(fei)灰(hui)固(gu)化(hua)/穩(wen)定(ding)(ding)化(hua)處理(li)技術(shu)標準》。
（2）水泥(ni)窯協同處置
在水泥窯協(xie)同處置技術的應用方面，目(mu)前國內(nei)已(yi)建成(cheng)兩條產能總共(gong)為7萬噸(dun)/年飛(fei)灰處置生(sheng)產工業線，都已(yi)達產達標并穩(wen)定運行。
采用水(shui)泥窯(yao)協同處置飛灰后，水(shui)泥熟料中重(zhong)金(jin)屬浸(jin)出(chu)毒(du)性滿(man)足《水(shui)泥窯(yao)協同處置固(gu)體(ti)廢物(wu)(wu)技術規范》（GB30760-2014）標(biao)準(zhun)(zhun)要求，排放煙氣中污染物(wu)(wu)濃度低于(yu)《水(shui)泥窯(yao)協同處置固(gu)體(ti)廢物(wu)(wu)污染控制標(biao)準(zhun)(zhun)》（GB30485-2013)中限值，水(shui)泥質量符(fu)合《通用硅酸鹽(yan)水(shui)泥》（GB175-2008）標(biao)準(zhun)(zhun)。
水泥(ni)窯協同處置(zhi)飛灰(hui)技(ji)術憑借其處置(zhi)徹底、無二次污染(ran)和資源化利用的(de)優(you)勢，得到了(le)政府部門的(de)認(ren)可(ke)，入(ru)選國(guo)家環保(bao)部2017年發(fa)布的(de)固體廢物治理領域的(de)《國(guo)家先(xian)進(jin)污染(ran)防治技(ji)術名(ming)錄(lu)》和國(guo)家工(gong)信部《建材工(gong)業鼓勵推廣(guang)應用的(de)技(ji)術和產品目錄(lu)（2018-2019年本）》，是國(guo)家鼓勵推廣(guang)應用的(de)環保(bao)技(ji)術。
3、主流技術(shu)比(bi)較
固化/穩定化-填埋(mai)與水泥窯(yao)協同處置技術(shu)各有所長，從環(huan)境(jing)危害性及可靠性、經濟性等方面進行綜合比(bi)較，結果如表1所示。
由表1可見，水泥窯(yao)協(xie)同處置(zhi)技(ji)術具(ju)有(you)(you)資源(yuan)化(hua)程度(du)高、環(huan)境風險小和(he)不占(zhan)用土地的(de)特點，與固化(hua)/穩定(ding)化(hua)-填(tian)埋技(ji)術相比具(ju)有(you)(you)明顯的(de)優(you)勢。
四、飛灰處置技術發展趨勢分析
1、主流技術(shu)
固化/穩定化-填埋處理技(ji)術是目前(qian)國內飛(fei)灰(hui)主(zhu)要的處置方式，但(dan)是該技(ji)術占用寶貴的土地資(zi)源，劇(ju)毒(du)二噁英和重金屬仍然存在(zai)，存在(zai)潛(qian)在(zai)環境風(feng)險。未來(lai)隨(sui)著(zhu)相(xiang)(xiang)關標準及技(ji)術的完善，可以應用于飛(fei)灰(hui)產生量不高(gao)而土地資(zi)源相(xiang)(xiang)對寬裕的中(zhong)小城市。
水泥(ni)窯協(xie)同(tong)處(chu)(chu)(chu)置(zhi)技術利用(yong)水泥(ni)窯處(chu)(chu)(chu)置(zhi)飛灰實(shi)現了飛灰的(de)(de)無(wu)害化處(chu)(chu)(chu)置(zhi)和資源化利用(yong)，在解(jie)決“垃圾(ji)圍城”最(zui)后一公里(li)路難題的(de)(de)同(tong)時，促進了水泥(ni)行(xing)業綠(lv)色轉型(xing)發展，具(ju)有(you)顯著的(de)(de)社會效(xiao)益(yi)和環境效(xiao)益(yi)。水泥(ni)窯協(xie)同(tong)處(chu)(chu)(chu)置(zhi)飛灰技術成熟，標準體系完善，是擁有(you)水泥(ni)廠的(de)(de)大中型(xing)城市的(de)(de)首選技術，具(ju)有(you)良好的(de)(de)發展前(qian)景。
目前，北(bei)(bei)京金隅集團(tuan)旗下北(bei)(bei)京金隅琉(liu)水環保科技(ji)(ji)公司在(zai)北(bei)(bei)京建材科研總院的技(ji)(ji)術(shu)支(zhi)持下，經過多年的研究開發，形成了完(wan)整的水泥窯(yao)協同處置飛灰技(ji)(ji)術(shu)，編制了相關行(xing)業標(biao)準(zhun)和團(tuan)體(ti)標(biao)準(zhun)，并在(zai)集團(tuan)內(nei)外進行(xing)了推廣應用。
2、其(qi)他(ta)相關技術(shu)
高溫燒結制陶(tao)粒(li)技(ji)術特點是飛灰中(zhong)二(er)噁英降解率可高達到95%以上，燒結產(chan)物為輕質致密(mi)固體，可作為陶(tao)粒(li)使用，但該技(ji)術工藝路線較為復雜，尾氣處理難度較大，產(chan)生(sheng)二(er)次(ci)飛灰較多(duo)，還有許多(duo)的(de)技(ji)術難題需要克(ke)服。
