淺談生活垃圾焚燒飛灰綜合利用問(wèn)題

孔祥成

（濟(jì)寧市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站，山東 濟(jì)寧 272100）

多年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市建成區(qū)不斷擴(kuò)大，大量人口進(jìn)入城市生產(chǎn)生活，生活垃圾的產(chǎn)生量逐年增加。目前，中國(guó)城鎮(zhèn)居民人均每天產(chǎn)生生活垃圾超過(guò)1 kg，接近發(fā)達(dá)國(guó)家平均水平。據(jù)估計(jì)，到2020年城市垃圾的產(chǎn)生量將達(dá)到3.23億t左右[1]。《2015年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，全年共處理生活垃圾2.48億t，其中采用填埋方式處置的生活垃圾1.78億t，占比71.8%；采用堆肥方式處置400萬(wàn)t，占比不到2%；采用焚燒方式處置6 600萬(wàn)t，占比26.6%[2]。由此可以看出，垃圾衛(wèi)生填埋還是占據(jù)垃圾處理的主導(dǎo)位置，焚燒處理也有了長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)步，占比較大。由于產(chǎn)生的垃圾量巨大，土地資源有限，垃圾處理難度大，垃圾圍城現(xiàn)象不斷發(fā)生。由于處置能力不夠，很多地方生活垃圾焚燒電廠常年保持超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，由此造成一氧化碳、氮氧化物、二噁英等污染物持續(xù)超標(biāo)排放，異味問(wèn)題持續(xù)無(wú)法解決，產(chǎn)生的焚燒飛灰得不到妥善處理，帶來(lái)很多環(huán)境問(wèn)題和社會(huì)穩(wěn)定問(wèn)題。地方政府必須加快生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目布局，盡快提高垃圾焚燒處理能力和焚燒飛灰無(wú)害化處置水平。

1 生活垃圾焚燒處理快速發(fā)展

1.1 生活垃圾焚燒是當(dāng)前較理想的處理方式

垃圾焚燒發(fā)電是使廢棄物在高溫下發(fā)生熱分解、燃燒、熔融等反應(yīng)釋放能量，通過(guò)氧化燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔?，加熱鍋爐產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)渦輪做功發(fā)電。垃圾焚燒處理相較傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋處理，具有很多無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。一是占地面積小，焚燒廠占地面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于垃圾填埋場(chǎng)，垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目更容易選擇合適的位置；二是垃圾減量效果明顯，垃圾焚燒處理后所占體積能夠大幅減少，僅剩不到原來(lái)的20%，而對(duì)于實(shí)行分類(lèi)處理之后的可燃垃圾，在焚燒處理后甚至可以減少90%，極大地節(jié)約了占地面積；三是可以實(shí)現(xiàn)資源綜合利用，能夠有效地將生活垃圾中含有的能量轉(zhuǎn)化為電力；四是處理速度快，不需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存。生活垃圾焚燒發(fā)電是目前處理生活垃圾的較理想的方式，能夠有效解決占地問(wèn)題，需要各地大力發(fā)展。垃圾焚燒發(fā)電在發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家所占的比例相對(duì)較高，它們走在了中國(guó)的前面。例如，垃圾焚燒在日本的比例達(dá)到73%，在瑞典也達(dá)到了70%。

1.2 生活垃圾焚燒正在快速發(fā)展

由于垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)和運(yùn)行成本高，技術(shù)要求高，加上人們環(huán)保意識(shí)淡薄，垃圾焚燒很長(zhǎng)一段時(shí)間并沒(méi)有在我國(guó)得到很快的發(fā)展。隨著環(huán)保意識(shí)的提高和綠水青山理念的深入人心，加上可利用的土地資源日益稀少的限制，焚燒已經(jīng)成為許多大城市處理生活垃圾的必然選擇。近年來(lái)，焚燒發(fā)電在中國(guó)發(fā)展迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2016年9月，我國(guó)在運(yùn)營(yíng)的垃圾焚燒發(fā)電廠共207座，總處理能力達(dá)到了19.9萬(wàn)t/d[3]。目前，全國(guó)上下很多省市都在重新規(guī)劃布局垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，新的垃圾處理項(xiàng)目基本采用焚燒處理的方式。以濟(jì)寧市為例，2016年之前僅有1家垃圾焚燒發(fā)電廠建成投運(yùn)，目前建成投產(chǎn)和正在建設(shè)的已經(jīng)達(dá)到5家，還有縣市區(qū)正在籌劃建設(shè)。預(yù)計(jì)到2020年，全國(guó)城市生活垃圾焚燒處理比例將超越衛(wèi)生填埋成為比例最高的方式。

1.3 生活垃圾焚燒存在的問(wèn)題

垃圾焚燒發(fā)電廠運(yùn)行成本高，依賴(lài)政府的政策和資金扶持。垃圾焚燒對(duì)于設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)的要求更高，所需的技術(shù)人員和管理人員需具備更高的素質(zhì)，焚燒所需要的運(yùn)營(yíng)成本也遠(yuǎn)高于衛(wèi)生填埋。例如，一個(gè)600 t/d垃圾焚燒廠的總投資為2.5億元左右，年運(yùn)營(yíng)成本為1 400萬(wàn)元左右。垃圾焚燒還會(huì)產(chǎn)生氣體、固體和液體的二次污染。氣態(tài)污染物包括顆粒污染物、酸性氣體、重金屬、二噁英和呋喃等成分，當(dāng)焚燒不充分時(shí)，它們具有高毒性。除塵器被捕獲后，顆粒物以飛灰的形式存在。揮發(fā)性重金屬和二噁英大多吸附在焚燒飛灰上，被列為危險(xiǎn)廢物。飛灰的產(chǎn)生量約占原體積的10%，如何實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰的資源綜合利用，是一個(gè)非常重要且急需解決的問(wèn)題。

2 生活垃圾飛灰處理及存在的問(wèn)題

2.1 當(dāng)前飛灰處理技術(shù)比較

焚燒飛灰處理基本的技術(shù)有熔融、固化、安全填埋、資源化等方法。熔融是把焚燒飛灰液化并保持一段時(shí)間，冷卻成為玻璃狀的產(chǎn)品。它的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用都很高，能耗也很大，熔融過(guò)程會(huì)產(chǎn)生更具毒性的熔融飛灰，含有更高濃度的重金屬和二噁英。水泥固化是最廉價(jià)的處理技術(shù)，但它會(huì)顯著增大飛灰原有的體積。遇雨水時(shí)，飛灰中的鹽類(lèi)易滲出污染環(huán)境，不能很好地固化鉛、汞、六價(jià)鉻等重金屬。螯合固化常需要使用螯合劑，但是螯合劑一般價(jià)格昂貴，并且解決不二噁英問(wèn)題，通常需要同時(shí)加入水泥才能完全穩(wěn)定重金屬。

安全填埋是將經(jīng)過(guò)一定預(yù)處理后的焚燒飛灰在安全填埋場(chǎng)臨時(shí)安全儲(chǔ)存。然而，隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高、垃圾填埋場(chǎng)的減少和建設(shè)成本的持續(xù)增加，很多地方已經(jīng)沒(méi)有符合條件的土地來(lái)建設(shè)填埋場(chǎng)，必須考慮采用其他方式來(lái)代替。飛灰資源化再利用方法是近年來(lái)的研究熱點(diǎn)，符合當(dāng)前綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。其主要用于磚瓦、陶粒、水泥原料、熟料等建筑材料的生產(chǎn)，但在生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)境影響方面還存在一些問(wèn)題，尚待進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)，還不具備大規(guī)模推廣的條件。在發(fā)達(dá)國(guó)家，焚燒飛灰的主要處理處置方式是“穩(wěn)定+填埋”。

2.2 我國(guó)垃圾焚燒飛灰處理應(yīng)用情況

為了防治環(huán)境污染，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，我國(guó)大幅度提高了垃圾焚燒污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，能夠達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。焚燒飛灰處理效果是決定生活垃圾焚燒環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵。多年來(lái)一直沒(méi)有關(guān)于飛灰無(wú)害化處理率的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但估計(jì)不超過(guò)10%。環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理和環(huán)境污染防控是城市垃圾焚燒處理中非常薄弱的環(huán)節(jié)。目前，對(duì)飛灰的處理主要包括對(duì)填埋場(chǎng)和深埋礦的加固和穩(wěn)定，以及水泥窯的協(xié)同處置、燒結(jié)和熔化，以制備建筑材料。焚燒飛灰穩(wěn)定固化后利用危廢填埋場(chǎng)進(jìn)行安全填埋是最安全的方式，但這會(huì)使每噸廢棄物的處置成本增加60～180元，甚至超過(guò)垃圾焚燒每噸的投標(biāo)價(jià)格。因此，飛灰固化穩(wěn)定后進(jìn)入危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)的處置方法無(wú)論在處置能力還是在經(jīng)濟(jì)成本上都很難實(shí)施，中國(guó)在這方面沒(méi)有系統(tǒng)的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2.3 當(dāng)前飛灰處理存在的問(wèn)題

隨著生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的不斷上馬，越來(lái)越多的垃圾通過(guò)焚燒來(lái)處理，需要安全處理的生活垃圾焚燒飛灰的數(shù)量也會(huì)飛速增長(zhǎng)。但是，受限于我國(guó)目前危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)的填埋容量和使用壽命，妥善安全有效處置能力嚴(yán)重不足。這就造成有的垃圾焚燒企業(yè)為了節(jié)省費(fèi)用，置環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題于不顧，違規(guī)對(duì)焚燒飛灰進(jìn)行處理，引發(fā)比較嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。

焚燒飛灰處置檔案登記制度不完善，部分地區(qū)環(huán)保部門(mén)對(duì)焚燒飛灰監(jiān)管不夠重視，監(jiān)管不能及時(shí)跟上，沒(méi)有建立有效的公眾監(jiān)督機(jī)制，致使飛灰處置管理難以令人滿意。飛灰資源化利用的主要問(wèn)題是如何在處理過(guò)程中妥善控制飛灰中的重金屬、鹽等污染物，使處理后的產(chǎn)品既能滿足環(huán)境安全和使用的要求，又能滿足使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的需要。在飛灰的資源化利用方面，生活垃圾焚燒處理設(shè)施在水泥窯協(xié)同處理和熔融方面進(jìn)行了嘗試，其中水泥窯協(xié)同處理相對(duì)經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，不需要增加其他的特殊設(shè)備，更容易實(shí)現(xiàn)。但總的來(lái)說(shuō)，飛灰資源化利用技術(shù)還處于研究和試驗(yàn)階段，尚不具備成熟技術(shù)和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化能力。此外，由于研發(fā)成本高，缺乏政策支持和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和指導(dǎo)，飛灰回收利用技術(shù)的大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)仍然困難重重。

3 多措并舉解決飛灰資源化利用問(wèn)題

3.1 加強(qiáng)資源利用技術(shù)的研發(fā)

根據(jù)高效清潔和資源綜合利用的要求，最理想的途徑是安全、經(jīng)濟(jì)、徹底地回收利用焚燒飛灰。焚燒垃圾飛灰可以作為一種安全、經(jīng)濟(jì)的建筑材料，然而，這種治療方法主要使用飛灰中的二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣等物質(zhì)。其他重金屬和有害物質(zhì)在生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程中仍可能造成一定的環(huán)境影響，人們需要通過(guò)一些技術(shù)手段加以控制。這種技術(shù)還需要進(jìn)一步研究。此外，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快和基礎(chǔ)設(shè)施的完善，市場(chǎng)對(duì)建筑材料的需求量將減少，焚燒飛灰行業(yè)的處理能力也將下降。人們還需要開(kāi)發(fā)新的資源利用方法。因此，在現(xiàn)有條件下，我國(guó)焚燒飛灰的處置和管理也應(yīng)優(yōu)先考慮安全填埋，同時(shí)鼓勵(lì)發(fā)展資源型技術(shù)的安全和可持續(xù)發(fā)展，并輔以其他方法。

飛灰處理的未來(lái)趨勢(shì)和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)必須是最大限度地利用資源。垃圾焚燒飛灰含有多種有害物質(zhì)。因此，在飛灰的回收利用前，應(yīng)注意污染物的排放控制，完善產(chǎn)品的環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。應(yīng)鼓勵(lì)和支持焚燒飛灰回收技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，特別是實(shí)際工程項(xiàng)目的建設(shè)。積極開(kāi)展學(xué)習(xí)研討會(huì)、技術(shù)交流，與國(guó)外學(xué)者、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)深入合作，定期召開(kāi)座談會(huì)，設(shè)立專(zhuān)項(xiàng)資金，加強(qiáng)人才培養(yǎng)。

3.2 完善飛灰處置的環(huán)保監(jiān)管體系

環(huán)境保護(hù)部門(mén)應(yīng)當(dāng)將焚燒飛灰的處置和處置納入焚燒設(shè)施管理制度，督促焚燒廠經(jīng)營(yíng)者正確處理和處置焚燒飛灰。組織專(zhuān)家評(píng)審，評(píng)價(jià)焚燒處理和飛灰處置效果。嚴(yán)格監(jiān)督檢查執(zhí)行危險(xiǎn)廢物管理相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)情況。有效管理的依據(jù)是真實(shí)和詳細(xì)的記錄，因此有必要對(duì)飛灰處理和處置過(guò)程進(jìn)行登記和文件化。明確記錄焚燒飛灰的數(shù)量、流向、儲(chǔ)存和處理處置方法。加強(qiáng)各級(jí)立法，發(fā)布適應(yīng)性指導(dǎo)文件；及時(shí)跟蹤社會(huì)發(fā)展和技術(shù)更新情況，加快制定和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)全國(guó)各地有關(guān)部門(mén)推進(jìn)宣傳工作。建立健全焚燒飛灰資源利用技術(shù)指導(dǎo)和法律法規(guī)監(jiān)督機(jī)制，使資源利用可以以法律法規(guī)為依據(jù)。減少甚至禁止新上馬垃圾填埋場(chǎng)和飛灰填埋工程，新的焚燒工程必須具有綜合的飛灰利用能力。

3.3 加大群眾參與監(jiān)督力度

完善公眾參與監(jiān)督機(jī)制，歡迎人們積極有序地參與環(huán)境監(jiān)督，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，向社會(huì)公布生活垃圾焚燒飛灰處置相關(guān)信息?？梢蚤_(kāi)展宣傳教育工作，組織學(xué)生和市民參觀焚燒發(fā)電環(huán)境保護(hù)設(shè)施，可在街道、住宅小區(qū)、公園等公共場(chǎng)所設(shè)置展板和講座，進(jìn)一步使人了解相關(guān)知識(shí)，消除群眾的疑慮，努力爭(zhēng)取社會(huì)對(duì)焚燒飛灰合理處置的理解和支持。建設(shè)環(huán)保宣傳教育基地，通過(guò)垃圾焚燒發(fā)電廠申報(bào)省、市環(huán)保教育基地，組織群眾參觀、了解生活垃圾發(fā)電廠的運(yùn)行情況，使“鄰避效應(yīng)”變?yōu)椤班徖?yīng)”，防止環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)事件的發(fā)生，推動(dòng)社會(huì)和諧可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量的不斷增加，垃圾焚燒應(yīng)用大范圍推廣，對(duì)飛灰綜合利用處置的需求也更加迫切。如何處理和處理焚燒飛灰以滿足無(wú)害化、減量化、循環(huán)利用的要求，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，有必要研究焚燒飛灰的資源化利用，開(kāi)發(fā)符合中國(guó)城市固體需求的技術(shù)，找出環(huán)境要求與經(jīng)濟(jì)成本之間的平衡。同時(shí)，要建立和完善焚燒飛灰循環(huán)利用的監(jiān)督機(jī)制、技術(shù)指導(dǎo)和法律法規(guī)，使回收利用可依據(jù)法律法規(guī)進(jìn)行。