生活垃圾焚燒飛灰處理處置政策及發(fā)展分析

劉 晶，汪 瀾

（中國建筑材料科學(xué)研究總院 綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100024）

生活垃圾焚燒飛灰處理處置政策及發(fā)展分析

劉 晶，汪 瀾

（中國建筑材料科學(xué)研究總院 綠色建筑材料國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100024）

論述了我國關(guān)于生活垃圾焚燒飛灰處理處置的政策發(fā)展，分析了國內(nèi)垃圾焚燒飛灰處置技術(shù)特點(diǎn)及資源化應(yīng)用情況，指出垃圾焚燒飛灰處理處置存在的障礙和應(yīng)對(duì)措施，以期為垃圾焚燒飛灰無害化處置提供參考。

生活垃圾焚燒飛灰；處置政策；處置技術(shù)；發(fā)展分析

1 前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，生活垃圾產(chǎn)生量持續(xù)增長，對(duì)我國生態(tài)環(huán)境、社會(huì)發(fā)展的影響日益加劇。生活垃圾處理技術(shù)中，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)因其具有減容顯著、減少二次污染的環(huán)保優(yōu)勢(shì)以及替代燃煤的資源特點(diǎn)，在我國得以迅速發(fā)展。飛灰是垃圾焚燒的必然產(chǎn)物，富集高浸出濃度的重金屬、可溶鹽和二英、呋喃等有機(jī)污染物，屬于危險(xiǎn)廢物（《國家危險(xiǎn)廢物名錄》編號(hào)HW18），產(chǎn)量占焚燒垃圾量的3%～5%。

“十二五”期間，我國生活垃圾焚燒能力大幅提升，2015年垃圾焚燒能力高達(dá)23萬噸/日，保守測(cè)算，飛灰產(chǎn)量約400萬噸?！丁笆濉比珖擎?zhèn)生活垃圾無害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》（發(fā)改環(huán)資〔2016〕2851號(hào)）指出，“‘十三五’期間，全國規(guī)劃新增生活垃圾無害化處理能力50.97萬噸/日，設(shè)市城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理總能力的比例達(dá)到50%，東部地區(qū)達(dá)到60%”?？梢?，伴隨垃圾焚燒處理能力的大幅提升，“十三五”期間飛灰產(chǎn)生量將繼續(xù)大量增加。鑒于飛灰對(duì)生態(tài)環(huán)境、人體健康的不利影響，安全妥善處理垃圾焚燒飛灰已成為社會(huì)重點(diǎn)關(guān)注的議題之一。本文將梳理我國對(duì)垃圾焚燒飛灰處理處置的有關(guān)政策，介紹垃圾焚燒飛灰處置技術(shù)和發(fā)展。

2 生活垃圾焚燒飛灰處理處置相關(guān)政策

2001年原國家環(huán)?？偩值炔课?lián)合頒布實(shí)施了《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策》（環(huán)發(fā)〔2001〕199號(hào)），針對(duì)生活垃圾焚燒飛灰，明確要求“生活垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰必須單獨(dú)收集，不得與生活垃圾、焚燒殘?jiān)绕渌鼜U物混合，也不得與其它危險(xiǎn)廢物混合”“生活垃圾焚燒飛灰不得在產(chǎn)生地長期貯存，不得進(jìn)行簡易處置，不得排放，生活垃圾焚燒飛灰在產(chǎn)生地必須進(jìn)行必要的固化和穩(wěn)定化處理之后方可運(yùn)輸，運(yùn)輸需使用專用運(yùn)輸工具，運(yùn)輸工具必須密閉”“生活垃圾焚燒飛灰須進(jìn)行安全填埋處置”。該技術(shù)政策的出臺(tái)為我國生活垃圾焚燒飛灰管理工作的開展提供了重要技術(shù)支撐。

2004年環(huán)?？偩钟“l(fā)了《全國危險(xiǎn)廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》的通知，以解決危險(xiǎn)廢物集中處理處置設(shè)施數(shù)量有限，處理能力滯后的問題，確定以省為單位建設(shè)31座省級(jí)和24座區(qū)域性危險(xiǎn)廢物集中處置設(shè)施。著重指出“對(duì)能焚燒的危險(xiǎn)廢物，焚燒后的飛灰、殘?jiān)约斑_(dá)到填埋標(biāo)準(zhǔn)的危險(xiǎn)廢物應(yīng)建設(shè)危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)進(jìn)行處置，不得混入生活垃圾填埋場(chǎng)?！?/p>

2008年發(fā)布的《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）明確規(guī)定了生活垃圾焚燒飛灰進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)處置的具體要求：分區(qū)填埋；含水率小于30%；二英含量（或等效毒性量）低于3μg/kg；按照《固體廢物浸出毒性測(cè)定方法醋酸緩沖溶液法》（HJ/T300）制備的浸出液中危害成分濃度低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的濃度限值。標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布為生活垃圾焚燒飛灰的污染控制和監(jiān)督管理奠定了理論基礎(chǔ)。

2013年，環(huán)保部通過了《2013年國家先進(jìn)污染防治示范技術(shù)名錄》，支持“生活垃圾焚燒飛灰藥劑穩(wěn)定衛(wèi)生填埋技術(shù)”，該技術(shù)較傳統(tǒng)的飛灰處置技術(shù)節(jié)約1/3的填埋庫容，拓展了生活垃圾焚燒飛灰的安全處置途徑。

2013年新版《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策》（征求意見稿）發(fā)布，新版的技術(shù)政策從全過程管理角度出發(fā)，把握各類危險(xiǎn)廢物的污染防治技術(shù)路線，對(duì)產(chǎn)生源、收集、貯存、利用、預(yù)處理到最終處理處置的各個(gè)管理環(huán)節(jié)提出指導(dǎo)性意見。

2015年9月，重慶市環(huán)保局印發(fā)了《采用二次物料復(fù)合技術(shù)處理生活垃圾焚燒飛灰工程技術(shù)規(guī)范（試行）的通知》（渝環(huán)發(fā)〔2015〕56號(hào)），以規(guī)范重慶市生活垃圾焚燒飛灰處理過程管理，促進(jìn)生活垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)進(jìn)步。

為防止固體廢物污染環(huán)境，保障人體健康、維護(hù)生態(tài)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，2015年《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》再次修訂，針對(duì)生活垃圾、危險(xiǎn)廢物污染環(huán)境防治，明確提出“垃圾焚燒應(yīng)嚴(yán)格按照《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》等有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)煙氣、污水、爐渣、飛灰、臭氣和噪聲等進(jìn)行控制的處理，防止對(duì)環(huán)境的污染”“屬于固體廢物的爐渣和飛灰必須作為固體廢物處置”。

2016年6月，新版《國家危險(xiǎn)廢物名錄》發(fā)布，在附錄《危險(xiǎn)廢物豁免管理清單》指出，生活垃圾焚燒飛灰如滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB16889-2008）中6.3條要求，可進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)填埋（填埋場(chǎng)不需要危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可證），填埋過程不按危險(xiǎn)廢物管理。新政的出臺(tái)，豁免了生活垃圾焚燒飛灰在填埋環(huán)節(jié)的部分管理要求，增強(qiáng)了企業(yè)處理生活垃圾焚燒飛灰的積極性，有助于減少生活垃圾焚燒飛灰環(huán)境管理風(fēng)險(xiǎn)，提高環(huán)境管理效率。

2016年11月，國務(wù)院印發(fā)了《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃的通知》（國發(fā)〔2016〕65號(hào)），指出“到2020年，垃圾焚燒處理率達(dá)到40%”，著重強(qiáng)調(diào)“加強(qiáng)生活垃圾焚燒飛灰處理處置，向全社會(huì)公開垃圾處置設(shè)施污染物排放情況”“開展危險(xiǎn)廢物規(guī)范化管理督查考核，以含鉻、鉛、汞、鎘、砷等重金屬廢物和生活垃圾焚燒飛灰、高毒持久性廢物等為重點(diǎn)開展專項(xiàng)整治”。規(guī)劃突出了生態(tài)環(huán)境保護(hù)的戰(zhàn)略地位，為危險(xiǎn)廢物管理工作確立了頂層設(shè)計(jì)及戰(zhàn)略方向。

3 生活垃圾焚燒飛灰處理處置技術(shù)

我國生活垃圾焚燒飛灰處理處置技術(shù)主要有固化后進(jìn)入危廢填埋場(chǎng)、穩(wěn)定化后進(jìn)行衛(wèi)生填埋和資源化利用三條技術(shù)路線。常用的固化穩(wěn)定化技術(shù)包含水泥固化、熔融固化和化學(xué)藥劑穩(wěn)定化技術(shù)。

水泥固化因具有成本低廉、工藝簡單、固化產(chǎn)物強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用，該技術(shù)將垃圾焚燒飛灰和水泥按一定比例混合，加入適量的水，經(jīng)水化反應(yīng)后形成堅(jiān)固的水泥固化體。其原理是通過吸附、沉降、離子交換、鈍化等方式，使重金屬離子以氫氧化物或絡(luò)合物的形式固化于水泥水化產(chǎn)物中，從而降低飛灰中有害成分的可滲透性，達(dá)到穩(wěn)定化、無害化處理的目的。

熔融固化技術(shù)是指將飛灰和細(xì)小的玻璃質(zhì)混合，在高溫條件下使飛灰中的有機(jī)物燃燒氣化，無機(jī)物熔融成玻璃質(zhì)固化體。熔融固化后，重金屬能夠穩(wěn)定固化于玻璃體Si、O網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)。因熔融技術(shù)具有能耗大、成本高等特點(diǎn)，制約了在國內(nèi)的推廣和應(yīng)用。

化學(xué)藥劑穩(wěn)定化是利用化學(xué)藥劑通過化學(xué)反應(yīng)將重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)榈腿芙庑?、低遷移性及低毒性的沉淀物或穩(wěn)定的絡(luò)合物，具有添加量小、固化效果好、長期穩(wěn)定性能高等優(yōu)點(diǎn)，因飛灰成分波動(dòng)大，目前仍難以開發(fā)具有普適性的穩(wěn)定劑。

常用的固化穩(wěn)定化技術(shù)的特點(diǎn)如下表。

固化穩(wěn)定化技術(shù)特點(diǎn)表

近年來，除采用水泥固化、熔融固化、化學(xué)藥劑穩(wěn)定化等傳統(tǒng)方式處置生活垃圾焚燒飛灰外，部分先進(jìn)企業(yè)在資源化利用方面進(jìn)行了大量嘗試。典型的資源化利用技術(shù)路線有水泥窯協(xié)同處置飛灰技術(shù)、制備免燒/燒結(jié)型輕集料技術(shù)。

3.1 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾焚燒飛灰技術(shù)

北京金隅琉璃河水泥有限公司于2015年建成國內(nèi)首條飛灰資源化利用示范線。該示范線通過多級(jí)逆流漂洗、烘干預(yù)處理、污水處理等工藝，降低飛灰中氯、硫、鉀、鈉等揮發(fā)性元素和重金屬含量，使之形成工業(yè)鹽；經(jīng)處理的飛灰代替部分水泥原料進(jìn)入水泥窯堿性環(huán)境，通過固液相反應(yīng)將重金屬元素穩(wěn)定固化于水泥熟料礦物晶格中，最終制成無害化的水泥產(chǎn)品。同時(shí)，飛灰中二英等有毒污染物在水泥窯高溫（大于1450℃）煅燒環(huán)境中被徹底分解。該項(xiàng)目每年可處理生活垃圾焚燒飛灰1萬噸，并于2015年進(jìn)入工業(yè)化技術(shù)推廣和應(yīng)用階段。水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰工藝流程如圖1。

圖1 水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰工藝流程示意圖

3.2 垃圾焚燒飛灰制備免燒型輕集料技術(shù)

制備免燒型陶粒輕集料是垃圾焚燒飛灰資源化利用的新嘗試，天津壹鳴環(huán)境工程有限公司采用“微波解毒-廢氣處理-穩(wěn)定化處理-固化成型”的工藝路線，利用微波的熱點(diǎn)效應(yīng)，選擇性加熱飛灰中的活性炭顆粒，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)飛灰中二英的分解；處理后的飛灰經(jīng)高效換熱裝置冷卻后，與重金屬穩(wěn)定劑、固化劑充分混合進(jìn)行穩(wěn)定化處理；再進(jìn)入成型設(shè)備，與硅酸鹽水泥或其他外加劑等混合擠壓造粒，經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)后制備成免燒型飛灰陶粒，用于填埋場(chǎng)覆土或路基材料。由于微波加熱過程不需要氧氣助燃，加熱系統(tǒng)處于密閉狀態(tài)，該工藝的尾氣排放量較少，選用“酸氣中和裝置+活性炭吸附+布袋除塵器+活性炭深度吸附”的尾氣凈化處理技術(shù)即能保證尾氣安全排放[1]。工藝流程如圖2。

3.3 垃圾焚燒飛灰高溫?zé)Y(jié)技術(shù)

重慶盎瑞悅科技有限公司利用二次物料復(fù)合技術(shù)，將垃圾焚燒飛灰與活性炭、添加劑等混合制備成球核，外部包裹CaO吸氯屏蔽層，使復(fù)合球團(tuán)在高溫焚燒時(shí)內(nèi)部形成還原氣氛，促使二英迅速分解。分解出的氯元素與飛灰中的氯元素被屏蔽層中的CaO吸收，形成穩(wěn)定的CaCl2，避免二英的再次形成，從而徹底解毒二英。復(fù)合球團(tuán)在焚燒產(chǎn)生的1300℃高溫下，將重金屬固化于飛灰與殼料形成的低共熔點(diǎn)玻璃體中，不再產(chǎn)生浸出毒性。處置過程中，燃燒煙氣全部循環(huán)燃燒，廢氣干燥預(yù)熱球團(tuán)，大大減少煙氣排放總量及廢氣中污染物含量，確保煙氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)。焚燒產(chǎn)物資源化用于輕質(zhì)墻板、制磚的原料。二次物料復(fù)合球團(tuán)示意如圖3，垃圾焚燒飛灰高溫?zé)Y(jié)技術(shù)示意見圖4。

圖2 垃圾焚燒飛灰制備免燒輕集料工藝流程示意圖

圖3 二次物料復(fù)合球團(tuán)示意圖

圖4 垃圾焚燒飛灰高溫?zé)Y(jié)技術(shù)示意圖

4 垃圾焚燒飛灰安全處理處置障礙分析

我國垃圾焚燒企業(yè)多關(guān)注垃圾焚燒發(fā)電，而對(duì)飛灰安全處置的資金、技術(shù)投入不足，生活垃圾焚燒飛灰資源化利用企業(yè)數(shù)量較少，飛灰總處置量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)生量，飛灰安全處置仍存在諸多障礙。主要體現(xiàn)在：

（1）飛灰處理路線尚不明確。盡管新版《國家危險(xiǎn)廢物名錄》將垃圾焚燒飛灰進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)處置及進(jìn)入水泥窯協(xié)同處理過程納入豁免清單管理，但行業(yè)、企業(yè)和專家對(duì)各種技術(shù)還存在較大爭議。如水泥窯協(xié)同處置時(shí)存在預(yù)處理費(fèi)用高、危險(xiǎn)廢物跨區(qū)域運(yùn)輸?shù)热秉c(diǎn)，其他固化穩(wěn)定化技術(shù)未去除二英等。

（2）飛灰成分復(fù)雜，波動(dòng)較大，給處置標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行和環(huán)境監(jiān)管帶來較大困難。我國生活垃圾收集仍呈粗放式管理，垃圾組成、焚燒工藝和煙氣凈化工藝差異較大，直接導(dǎo)致飛灰成分復(fù)雜、波動(dòng)大?，F(xiàn)實(shí)條件下，飛灰中重金屬、二英含量無法頻繁取樣檢測(cè)，抽檢樣本的代表性也難以令公眾信服。

（3）飛灰處理成本高昂，導(dǎo)致飛灰處理處置設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行資金欠缺。大部分危險(xiǎn)廢物處理廠每噸飛灰的入場(chǎng)費(fèi)用在千元以上，在處置場(chǎng)稀少的部分地區(qū)危險(xiǎn)廢物處置場(chǎng)費(fèi)用高達(dá)3000元/噸，經(jīng)嚴(yán)格預(yù)處理后進(jìn)入生活垃圾填埋場(chǎng)處置，處理成本也高達(dá)800～1000元/噸，使生活垃圾的處理成本增加100～300元/噸，成為生活垃圾焚燒后期處理無法承受之重。

5 垃圾焚燒飛灰處理處置發(fā)展分析

深入推行生活垃圾分類，控制垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生量。在政府、企業(yè)和居民各個(gè)層面大力推行垃圾分類和資源化回收利用，建立生活垃圾分類投放、回收、運(yùn)輸、處理相銜接的全過程管理體系，促進(jìn)生活垃圾回收與再生資源回收網(wǎng)絡(luò)銜接，從源頭減少生活垃圾焚燒總量，降低垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生量，最大化實(shí)現(xiàn)飛灰的源頭減量和資源化利用。

建立垃圾焚燒飛灰處置激勵(lì)/補(bǔ)貼機(jī)制，促進(jìn)良好的市場(chǎng)機(jī)制形成。建議重新核定垃圾焚燒處理補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)，考慮飛灰處理成本，將補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)與飛灰規(guī)范化處理量掛鉤，保證垃圾焚燒補(bǔ)貼用到實(shí)處，監(jiān)督垃圾焚燒廠對(duì)飛灰的規(guī)范化管理。同時(shí)，對(duì)有效處置垃圾焚燒飛灰的企業(yè)給予稅收優(yōu)惠或補(bǔ)貼，引導(dǎo)社會(huì)資金參與飛灰處理處置的建設(shè)或運(yùn)營。

加強(qiáng)垃圾焚燒飛灰安全處置管理監(jiān)督力度，提升處置企業(yè)運(yùn)營管理水平。在垃圾焚燒項(xiàng)目立項(xiàng)及招投標(biāo)階段，避免脫離實(shí)際的低價(jià)中標(biāo)，致使飛灰安全處置設(shè)施配套缺少必要的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)；加強(qiáng)對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化設(shè)施運(yùn)營情況、飛灰處置情況的監(jiān)管，對(duì)達(dá)到豁免條件的飛灰，嚴(yán)格監(jiān)測(cè)其是否符合生活垃圾填埋場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)或水泥窯協(xié)同處置標(biāo)準(zhǔn)；組織開展相關(guān)考核性評(píng)價(jià)，強(qiáng)化政府監(jiān)管，提升處置企業(yè)運(yùn)營管理水平。

加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，研發(fā)最佳可行技術(shù)。將生活垃圾處理技術(shù)納入國家相關(guān)科技研發(fā)計(jì)劃，加強(qiáng)對(duì)垃圾資源化利用、二英控制、垃圾焚燒飛灰安全處置等關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。通過技術(shù)創(chuàng)新、示范和推廣應(yīng)用，形成我國生活垃圾焚燒飛灰處置的可行技術(shù)路線。

6 結(jié)語

盡管我國生活垃圾焚燒取得了快速發(fā)展和長足進(jìn)步，但垃圾焚燒飛灰的無害化處置卻進(jìn)展緩慢?！笆濉逼陂g，大量垃圾焚燒項(xiàng)目的啟動(dòng)將促使飛灰產(chǎn)生量迅速增加，作為污染控制和風(fēng)險(xiǎn)管理最為薄弱的飛灰處置環(huán)節(jié)，豁免條例的提出又將增加企業(yè)參與飛灰處理市場(chǎng)的積極性。為此，政府主管部門、科研院所、生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)通力合作，加強(qiáng)監(jiān)督管理、技術(shù)研發(fā)和運(yùn)行管理，促使我國垃圾焚燒飛灰無害化處置落實(shí)到位。

[1] 張曙光，郝永利，紀(jì)濤，等.垃圾焚燒飛灰的處置及資源化利用工藝研究[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2015（4）.

Disposal Policy and Development Analysis on Fly Ash of Municipal Solid Waste Incineration

LIU Jing, WANG Lan
(State Key Laboratory of Green Building Materials, China Building Materia ls Academy, Beijing 100024, China)

The paper discusses the policy development on fly ash treatment and disposal of municipal solid waste incineration (MSW I) in our country. The paper analyzes the technical characteristics and resource utilizations of the fly ash disposal of MSWI and points out the existing obstacles and countermeasures of the fly ash treatment and disposal of MSWI in order to provide references for the harm less disposal of MSW I fly ash.

fly ash of MSW I; disposal policy; disposal technology; developm ent analysis

X799.3

A

1006-5377（2017）05-0066-04

項(xiàng)目資助：科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)項(xiàng)目《我國水泥工業(yè)環(huán)境狀況調(diào)查》（2014FY110900）。