“焚烧飞灰零填埋”，离我们还远吗？

来源 | 上海环境卫生工程设计院

作者 | 夏旻

飞灰是生活垃圾焚烧的主要副产物。对飞灰螯合预处理后进行填埋，是目前主要处理手段。随着填埋用地紧张、环保要求提高，传统飞灰处置方式也面临变化。

生活垃圾焚烧飞灰有什么特性？

为支撑上海“原生垃圾零填埋”战略，目前分类后干垃圾采取全量焚烧的处理方式。垃圾焚烧飞灰是焚烧厂烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部的沉降物，包括重金属元素（Pb、Zn、Cr、Ni、Cu、Cd、Hg等）、易溶的盐类物质（主要为Ca、Na和K的氯化物，占飞灰重量的8~25%）和二噁英（0.34~6.7ngTEQ/g）等有机污染物，属于危险废物。

上海焚烧飞灰每日产量有多少？是如何管理的？

老港综合填埋场

目前上海运行和在建共16座垃圾焚烧设施，总焚烧能力28895吨/日。以飞灰产率0.03计，16座焚烧厂全部投运后，上海每日将产生飞灰约900吨。目前，上海生活垃圾焚烧飞灰都通过“螯合预处理+填埋”进行处置。根据《关于进一步加强本市生活垃圾焚烧飞灰环境管理的通知》，自2016年12月1日起，原则上上海市生活垃圾焚烧飞灰除崇明外，均经厂内预处理合格后纳入老港综合填埋场飞灰填埋库区安全填埋。

飞灰填埋这种传统处理方式可持续吗？目前有什么新思路？

目前，飞灰主要以填埋方式进行处置，资源化利用发展较滞后；有些地方飞灰填埋存在不达标、不规范等问题，环境隐患较突出。为规范飞灰的处理处置，推动飞灰资源化利用，提高飞灰处理处置技术水平，规范和指导飞灰的环境管理，生态环境部于2020年8月27日制定并发布了《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（试行）》（HJ 1134-2020）。对飞灰的处理方式和产物中重点污染物的定量控制， “技术规范”进行了推荐和说明：

1、应控制飞灰处理产物中的二噁英类含量，可采用低温热分解、高温烧结和高温熔融等二噁英类分解技术，处理产物中二噁英类残留的总量应不超过50ng-TEQ/kg（以飞灰干重计）。

2、应控制飞灰处理产物中的重金属浸出浓度，飞灰处理产物按照HJ557方法制备浸出液，其中重金属的浸出浓度应不超过GB8978中规定的最高允许排放浓度限值（第二类污染物最高允许排放浓度按照一级标准执行）。

3、应控制飞灰处理产物中的可溶性氯含量，可采用高温工艺、水洗工艺等脱除可溶性氯，处理产物（高温处理产物、水洗后飞灰等）中可溶性氯含量应不超过2%，以不高于1%为宜。

可以看出，行业管理单位正推动飞灰多元处置方式的应用和落地，包括低温热分解、高温烧结和高温熔融等。其中，低温热分解技术通常是指在有氧或缺氧条件下，加入或不加固相催化剂，在低于500℃的温度下对飞灰进行加热处理。高温烧结技术主要指将飞灰或其处理产物与其他硅铝质组分、助熔剂进行混合后，通过高温使其部分熔融，冷却后形成烧结体产物。高温熔融技术是指将飞灰或其处理产物与其他硅铝质组分、助熔剂进行混合后，在1300℃以上高温下使其完全熔融，包括二噁英高温分解，再经过水淬等急冷处理，形成熔融玻璃体产物的过程。

飞灰低温热解装备

HJ 1134-2020推荐的3种处置手段是否需要预处理？

HJ 1134-2020推荐的3种飞灰处置技术均是热转化相关技术，对照污染物控制的要求，可以判断，以上技术可有效降低二噁英类含量。但单独使用以上技术，需对重金属和氯化物等分离产物进一步处理。另外，高温条件下，热转化装备对防腐、保温要求较高，焚烧飞灰中大量氯化物如不提前分离，对装置装备会有较大影响。因此，利用以上3种技术，需要搭配水洗工艺，实现氯化物的有效控制。从目前工程应用的情况来看，高温烧结和高温熔融工艺与水泥窑协同处置工艺类似，需将水洗作为预处理工艺。而低温热解毒工艺，考虑热解环节的能耗，通常是将飞灰先行热解后，再进行水洗处理。

飞灰水洗工艺起源于水泥窑协同处置危险废物。《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485-2013）发布后，利用水泥窑进行飞灰处置成为了许多填埋用地不足的外地城市，如北京、杭州、芜湖等，普遍采用的新方式。由于水泥窑对入窑物料有严格的氯含量控制要求，针对具有高含氯特性的焚烧飞灰，也逐渐形成了“多级逆流漂洗+蒸发制盐”的预处理工艺。生活垃圾焚烧飞灰水洗提盐工艺由飞灰洗脱系统、水质净化系统、蒸发制盐系统和烘干系统等4大系统组成。目前的工艺已经能实现自动连续下料，水洗效果稳定，用水量小，重金属和二噁英转移率低，运行稳定，自动化程度高等。经预处理后的飞灰含氯量可稳定达到≤1%。

未来焚烧飞灰处置可能会有什么变化？

根据相关规划，上海产生的焚烧飞灰（崇明外）将全部在老港基地内处置。《上海老港生态环保基地规划》中已考虑新增飞灰库区，占地 17.56 公顷，填埋库容约 354 万吨、439 万m3，填埋年限15年（2020年-2035年）。可以看出，上海短期内对飞灰填埋已规划预留空间。然而，飞灰填埋仍然存在占用土地、建设投资高、运营维护难等问题，有必要探索储备未来飞灰处置新模式，为飞灰长效安全处理提供思路。依据前文提出的相关工艺和具体效果，可以考虑在以下技术路线进一步研究深化：

1、对焚烧原灰进行水洗预处理，实现水洗渣和盐的高效分离。其中水洗盐处理到工业级进行再利用，水洗渣通过上海周边省市水泥窑协同的形式进行处置。该路径采用的工艺形式在国内已有较多的应用案例。但是飞灰跨境处置需打通本市和外省市环保管控渠道，方能落地实施。

2、采用“低温热解毒+水洗”工艺模式，对焚烧原灰首先进行低温解毒、去除二噁英。在接下来的水洗环节，通过酸碱调节、增加助溶剂等形式，实现重金属的溶出。利用膜系统对洗脱液进行重金属和钠、钾盐分离，分离清液进入后续蒸发系统，分离浓液按危废处置。通过以上工艺，在基本实现飞灰的无害化处置、处置主要产物满足HJ 1134-2020要求后，可进行后续利用。

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