一、國(guó)內(nèi)飛灰處置技術(shù)介紹
垃圾焚燒飛灰處置方式主要包括填埋處置和資源化處置兩類。目前，填埋為最普遍的處置方法，但以水泥窯協(xié)同處置和高溫熔融燒結(jié)為主的資源化處置方式的市場(chǎng)份額也在逐漸提高。
2020年11月，國(guó)家發(fā)改委等部門聯(lián)合發(fā)布《危險(xiǎn)廢物豁免管理清單》《清單》指出：在滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及要求下，飛灰在進(jìn)入填埋場(chǎng)填埋和水泥窯協(xié)同處置時(shí)，可不按危險(xiǎn)廢物管理。
（一）填埋
填埋處置并非直接將飛灰放入填埋場(chǎng)，而是通過(guò)預(yù)處理將其中的重金屬等有害物質(zhì)“固定”并滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行填埋。目前主要“水泥固化”和“化學(xué)藥劑穩(wěn)定化”兩種方式。
1.水泥固化
水泥固化是目前應(yīng)用最廣泛的焚燒飛灰固化技術(shù)之一。該技術(shù)是將水泥和垃圾焚燒飛灰用水混合均勻，水泥加入量約為飛灰質(zhì)量的10%~20%，通過(guò)水合反應(yīng)使飛灰中重金屬等有害成分固定在穩(wěn)定的礦物結(jié)構(gòu)中，防止其溶出，以達(dá)到穩(wěn)定化、無(wú)害化的目的。
為了提高固定效果，保證水泥能有效地完成水硬性膠凝反應(yīng)，有時(shí)需根據(jù)飛灰的種類向混合物中加入適當(dāng)?shù)奶砑觿?/span>
2.化學(xué)藥劑穩(wěn)定化
化學(xué)藥劑穩(wěn)定化是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低溶解性、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過(guò)程。原理是化學(xué)藥劑與被固化材料顆?；旌虾?，經(jīng)物理化學(xué)作用的藥劑形成了“膜”及“鏈”二種結(jié)構(gòu)的膠凝物，“膜結(jié)構(gòu)”包裹了被固化材料顆粒，固化后的飛灰可以用于建筑材料或者臨時(shí)貯存。藥劑穩(wěn)定化技術(shù)以處理重金屬?gòu)U物為主，目前在飛灰穩(wěn)定化處理方面應(yīng)用較多。
3.填埋面臨的問(wèn)題
填埋處置具有工藝成熟、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、易于操作，且直接處理費(fèi)用較低等優(yōu)勢(shì)。
但飛灰填埋處置需要占用大量土地資源，特別是通過(guò)水泥固化處理的飛灰，還會(huì)增容25%～30%，占用更多填埋場(chǎng)地，土地成本較高；而且對(duì)于當(dāng)前30%以上含鹽量的飛灰，重金屬螯合效果差、有害物質(zhì)浸出率高，填埋后重金屬和二噁英污染問(wèn)題仍存在，不能完全實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處置飛灰。由此可見(jiàn)，無(wú)論是從經(jīng)濟(jì)方面還是從社會(huì)環(huán)境方面出發(fā)，飛灰固化穩(wěn)定化后進(jìn)入危險(xiǎn)廢物安全填埋場(chǎng)處置的道路都是不可持續(xù)的。
（二）資源化處置
1.水泥窯協(xié)同處置技術(shù)
水泥窯協(xié)同處置飛灰技術(shù)是將飛灰作為原料生產(chǎn)水泥的工程技術(shù)，該技術(shù)利用水泥窯獨(dú)特的高溫環(huán)境【1400℃以上，煅燒時(shí)間長(zhǎng)（一般20-30min，甚至長(zhǎng)達(dá)40min），燃燒充分、徹底，且窯內(nèi)為堿性環(huán)境，更適宜處理危險(xiǎn)廢物】將重金屬固化于水泥熟料晶格中，并徹底分解飛灰中的二噁英，保證其無(wú)法二次生成，并且產(chǎn)出水泥性能完全達(dá)到國(guó)家普通硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)。
該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)為：
（1）資源化處置，節(jié)約了部分水泥生產(chǎn)原料；
（2）飛灰中的重金屬固熔于水泥晶格中，二噁英被徹底去除；
（3）處置飛灰量大，能最大限度利用水泥窯可煅燒飛灰容量；
（4）全過(guò)程密閉，無(wú)二次污染。
（5）水泥窯協(xié)同處置標(biāo)準(zhǔn)完善，安全可靠。
2.熔融法和燒結(jié)法
熔融法與燒結(jié)法的最大區(qū)別為處置溫度不同。
熔融法是將飛灰在燃料爐內(nèi)利用燃料或電力加熱到1400℃以上的高溫，飛灰中二噁英等有機(jī)污染物發(fā)生熱分解、燃燒及氣化，而無(wú)機(jī)物則熔融形成玻璃質(zhì)熔渣，同時(shí)一部分低熔點(diǎn)重金屬元素因蒸發(fā)而被收集，殘留在飛灰中的重金屬元素被固化于高溫形成的玻璃體中，從而有效地控制重金屬的浸出。
燒結(jié)法是將待處理的危險(xiǎn)廢物與細(xì)小的玻璃質(zhì)，如玻璃屑、玻璃粉混合，經(jīng)混合造粒成型后，在1000-1100℃高溫熔融下形成玻璃固化體，借助玻璃體的致密結(jié)晶結(jié)構(gòu)，確保固化體的永久穩(wěn)定。
熔融法和燒結(jié)法具有減容率高、熔渣性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)重金屬溶出；資源化利用飛灰處置產(chǎn)物，用作建筑或鋪路材料等優(yōu)勢(shì)。但這兩種方法需要消耗消耗大量的能源，建設(shè)投資高。尤其是熔融法，目前尚無(wú)經(jīng)濟(jì)效益合理的成功案例。
3.資源化利用的關(guān)鍵問(wèn)題
垃圾焚燒飛灰中除了含有重金屬和二噁英以外，還含有大量的氯鹽，主要以氯化鈉（NaCl）、氯化鉀（KCl）和氯化鈣（CaCl）的形式存在。在飛灰資源化處置的過(guò)程中，垃圾焚燒飛灰中的氯鹽不僅會(huì)造成高溫窯爐結(jié)皮、堵塞，影響正常生產(chǎn)作業(yè)，還會(huì)導(dǎo)致處置過(guò)程中產(chǎn)生二次飛灰和處置產(chǎn)物應(yīng)用場(chǎng)景受限等問(wèn)題，最終導(dǎo)致資源化利用不徹底。
因此，飛灰資源化利用的關(guān)鍵所在則是盡可能脫除垃圾焚燒飛灰中的可溶性氯鹽。以水泥窯協(xié)同處置飛灰為例，2021年7月，由中科國(guó)潤(rùn)牽頭制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水泥窯協(xié)同處置飛灰成套裝備技術(shù)要求》規(guī)定：水泥窯協(xié)同處置飛灰成套裝備驗(yàn)收時(shí)水洗飛灰中氯離子含量應(yīng)不高于1%。
二、飛灰處置技術(shù)應(yīng)用情況
（一）填埋
填埋是國(guó)內(nèi)焚燒廠采用最廣泛的飛灰處置技術(shù)，工程應(yīng)用遍布全國(guó)。以某地生活垃圾處理場(chǎng)飛灰填埋場(chǎng)為例，項(xiàng)目投資1999.66萬(wàn)元，占地23696m2，填埋場(chǎng)庫(kù)容28.9萬(wàn)m3，固化飛灰處理規(guī)模36 t/d，設(shè)計(jì)使用年限是22年。
（二）水泥窯協(xié)同處置
2012年，國(guó)內(nèi)首條水泥窯協(xié)同處置飛灰生產(chǎn)線建于北京市琉璃河水泥有限公司，該項(xiàng)目由北京中科國(guó)潤(rùn)環(huán)?？萍加邢薰境薪?，飛灰處置能力為3萬(wàn)噸/年，于2014年底達(dá)產(chǎn)運(yùn)行，2017年該項(xiàng)目開(kāi)始建設(shè)二期飛灰處置線，處置能力為4萬(wàn)噸/年，2018年底達(dá)產(chǎn)運(yùn)行。
2018年以來(lái)，海螺創(chuàng)業(yè)、臺(tái)灣水泥、北京金隅、紅獅環(huán)保、鼎星國(guó)潤(rùn)等公司陸續(xù)在全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè)水泥窯協(xié)同處置飛灰項(xiàng)目。目前，全國(guó)范圍內(nèi)已建成的和在建的水泥窯協(xié)同處置飛灰項(xiàng)目總處置規(guī)模已經(jīng)超過(guò)60萬(wàn)噸/年。
（三）燒結(jié)法
在水泥生產(chǎn)線產(chǎn)能不足的地區(qū)，適合發(fā)展熔融燒結(jié)技術(shù)。
中廣核研究院是國(guó)內(nèi)主要研究開(kāi)發(fā)飛灰熔融技術(shù)的企業(yè)，具有工程案例，但沒(méi)有大規(guī)模推廣，主要原因?yàn)槟芎母摺⒍物w灰污染等技術(shù)難題依然存在，需要進(jìn)一步的無(wú)害化處理，且處理成本相對(duì)較高。
天津壹鳴環(huán)境科技股份有限公司是國(guó)內(nèi)主要采用燒結(jié)技術(shù)處置焚燒飛灰的企業(yè)，將飛灰資源化利用燒制陶粒。壹鳴環(huán)境在天津建設(shè)了天津市固體廢物集中處置與利用中心，該項(xiàng)目位于天津市武清區(qū)，占地超100畝，投資超1.5億元，利用燒結(jié)法處置飛灰。
（四）其他資源化處置技術(shù)應(yīng)用
目前，資源化處置技術(shù)在國(guó)內(nèi)最成功的工程化應(yīng)用案例只有飛灰水洗脫鹽+水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，除此之外的其它資源化處置技術(shù)尚處于研究開(kāi)發(fā)階段，無(wú)穩(wěn)定運(yùn)行的工程化應(yīng)用案例，不具備示范工程化條件。相關(guān)技術(shù)研究如下：
三、總結(jié)
近年來(lái)，國(guó)家、部委、省級(jí)政府陸續(xù)出臺(tái)了一系列的生活垃圾焚燒飛灰處置政策、法規(guī)，鼓勵(lì)通過(guò)資源化處置的方式處置飛灰，如2022年2月生態(tài)環(huán)境部等四部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于加快推進(jìn)城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》、2021年5月國(guó)家發(fā)改委與住建部聯(lián)合發(fā)布的《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》和2020年7月國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合印發(fā)的《城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施補(bǔ)短板強(qiáng)弱項(xiàng)實(shí)施方案》，都要求加快提高垃圾焚燒飛灰處置能力，并鼓勵(lì)通過(guò)水泥窯協(xié)同處置等資源化處置方式處置飛灰。