陳宋璇, 王 云, 王 昊

(中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司, 北京 100038)

焚燒,作為城市生活垃圾無(wú)害化、減量化、資源化處置的高效手段,已成為現(xiàn)階段生活垃圾處理的關(guān)鍵技術(shù)及主流方式。 國(guó)家發(fā)改環(huán)資[2021]642 號(hào)《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》指出,“十三五”期間,全國(guó)共建成生活垃圾焚燒廠254 座,累計(jì)在運(yùn)行的生活垃圾焚燒廠超過500 座,焚燒設(shè)施處理能力達(dá)到58 萬(wàn)t/d,全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理率約45%,初步形成了新增處理能力以焚燒為主的垃圾處理發(fā)展格局;并提出,到2025 年底,全國(guó)城市生活垃圾資源化利用率達(dá)到60%左右,全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理能力達(dá)到80萬(wàn)t/d 左右,城市生活垃圾焚燒處理能力占比65%左右[1]。

垃圾焚燒過程產(chǎn)生的固體殘留物飛灰含有較高浸出濃度的重金屬和高毒性當(dāng)量的二噁英等毒害物質(zhì),被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》[2],備受社會(huì)關(guān)注。我國(guó)大中型城市生活垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰量大,以填埋為主的處置方式會(huì)造成土地資源極度浪費(fèi)。 據(jù)調(diào)查,全國(guó)垃圾填埋場(chǎng)已接近飽和狀態(tài),鑒于土地資源緊缺的現(xiàn)狀,目前全國(guó)多個(gè)省份原則上已不再審批填埋場(chǎng)建設(shè)。 因此,亟需尋找出一條既能有效處理飛灰又能節(jié)約土地資源的有效途徑。

1 垃圾焚燒飛灰的來(lái)源及危害

垃圾焚燒飛灰是指煙氣凈化系統(tǒng)捕集物和煙道及煙囪底部沉降的底灰,一般包括吸收塔飛灰和除塵器飛灰[3]。 飛灰是由粒徑4 ～100 μm 的粉狀顆粒物組成,比表面積在170 ～1 000 m2/kg 之間,有害物質(zhì)主要為二噁英類有機(jī)物、重金屬、氯鹽等;根據(jù)飛灰中碳含量的不同,飛灰顏色從棕褐色到灰色、黑色不等[4],其具體組成主要與焚燒及煙氣凈化工藝有關(guān)。 飛灰中含有Hg、Pb、Cr、Cd、As 等大量重金屬[5],重金屬進(jìn)入土壤、地表水和地下水后,不僅對(duì)植物產(chǎn)生毒害,還可以通過食物鏈在生物體內(nèi)聚積[6]。 二噁英是多氯代二苯并二噁英和氯代二苯并呋喃的統(tǒng)稱,被稱為“世界上最毒的物質(zhì)”[7-8],飛灰中二噁英類有機(jī)物的含量可高達(dá)5 ng/g。 自1977 年Olie 等[9]首次發(fā)現(xiàn)垃圾焚燒過程中煙氣和飛灰中含痕量的二噁英以來(lái),二噁英的環(huán)境污染問題持續(xù)引起重視。

2 我國(guó)垃圾焚燒飛灰的產(chǎn)排現(xiàn)狀

2.1 垃圾焚燒現(xiàn)狀及飛灰產(chǎn)量

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,城市生活垃圾的產(chǎn)量逐年遞增。 2019 年全國(guó)337 個(gè)一至五線城市的生活垃圾生產(chǎn)量達(dá)約3.43 億t,垃圾清運(yùn)量2.42 億t,2020 年中國(guó)城市垃圾產(chǎn)生量達(dá)3.6 億t,垃圾清運(yùn)量2.35 億t[10]。

圖1 2015—2020 年我國(guó)生活垃圾產(chǎn)量Fig.1 Domestic waste output in China from 2015 to 2020

圖2 表明,近10 年來(lái),我國(guó)生活垃圾無(wú)害化處理處置規(guī)模保持增長(zhǎng)趨勢(shì),垃圾無(wú)害化處理率逐年提升,從2012 年到2021 年,我國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理率從84.83%增長(zhǎng)到99.88%。 垃圾焚燒作為生活垃圾無(wú)害化處理的關(guān)鍵技術(shù)之一,其處理規(guī)模也呈現(xiàn)出逐年遞增趨勢(shì),到2021 年,生活垃圾無(wú)害化處理中焚燒占比達(dá)到68.1%,垃圾焚燒將逐步成為生活垃圾無(wú)害化處理的主要方式[11]。

圖2 2012—2021 年我國(guó)城市生活垃圾無(wú)害化處理率Fig.2 Harmless treatment methods of domestic garbage in China city from 2012 to 2021

目前,生活垃圾焚燒主要有爐排爐(LP)和流化床(CFB)兩種形式,爐排爐和流化床焚燒爐產(chǎn)生的飛灰量為入爐垃圾質(zhì)量的3% ～5% 和15% ～20%[12-13],相比較流化床焚燒爐,爐排爐的突出優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在單臺(tái)處理量大、動(dòng)力消耗小、煙氣粉塵含量低、磨損小、燃燒技術(shù)成熟等方面,經(jīng)過多年發(fā)展,爐排爐以其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)逐漸成為垃圾焚燒發(fā)電領(lǐng)域的主流工藝方法[14]。 2018 年,爐排爐市場(chǎng)份額已超過80%,到2020 年?duì)t排爐市場(chǎng)份額接近90%。2020 年我國(guó)生活垃圾焚燒產(chǎn)生的飛灰量已超過750萬(wàn)t,同比增長(zhǎng)超過10%。

圖3 2016—2020 年生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)量Fig.3 2016—2020 domestic waste incineration fly ash output

2.2 垃圾焚燒飛灰資源化處置的發(fā)展趨勢(shì)

生活垃圾焚燒飛灰處置主要有飛灰填埋、產(chǎn)業(yè)協(xié)同等方式,各產(chǎn)業(yè)分布占比如圖4 所示,填埋作為最成熟的處理方式占比高達(dá)90%。 飛灰填埋一般采用固化處理技術(shù),存在較大的毒性浸出風(fēng)險(xiǎn);飛灰產(chǎn)業(yè)協(xié)同是飛灰資源化利用的有效途徑,為垃圾焚燒飛灰處置、生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了解決方案;其他處置生活垃圾焚燒飛灰的方式包括熔融玻璃化等。 圍繞飛灰的資源化利用進(jìn)行布局,將成為未來(lái)飛灰無(wú)害化、減量化、資源化利用的主要發(fā)展方向。

圖4 垃圾焚燒飛灰處置的產(chǎn)業(yè)分布Fig.4 Industrial distribution of incineration fly ash disposal

2.3 飛灰資源化處置政策和價(jià)格

2020 年8 月,《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范》(試行)為低溫?zé)岱纸?、高溫?zé)Y(jié)、高溫熔融等新技術(shù)工程化應(yīng)用提供依據(jù),且明確了飛灰經(jīng)過處理后二噁英、重金屬、氯鹽三種物質(zhì)的殘留量,飛灰處理產(chǎn)物按照GB34330 進(jìn)行鑒別。 2021 年5 月,國(guó)家發(fā)改委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》[發(fā)改環(huán)資[2021]642 號(hào)中]指出,要補(bǔ)齊焚燒飛灰處置設(shè)置短板,開展飛灰處置技術(shù)試點(diǎn)示范,鼓勵(lì)有條件的地區(qū)開展飛灰熔融處理、飛灰深井貯存、工業(yè)窯爐協(xié)同處置、飛灰燒結(jié)制陶粒、作為摻合料制作混凝土等技術(shù)的應(yīng)用,鼓勵(lì)飛灰中重金屬分離回收技術(shù)開發(fā)應(yīng)用。

北京市、上海市、廣東省、浙江省、江蘇省、山東省等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省(直轄市)飛灰處理政策和費(fèi)用存在較大差異(表1),但均呈現(xiàn)鼓勵(lì)少進(jìn)填埋場(chǎng),進(jìn)行協(xié)同處置或無(wú)害化、資源化處理的趨勢(shì)。 按處理飛灰平均費(fèi)用1 500 元/t 估算,到2025 年,垃圾焚燒飛灰處理產(chǎn)業(yè)具有近265 億元/年的市場(chǎng)容量(圖5)。

表1 國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省市飛灰處置量和費(fèi)用Table 1 Disposal amount and cost of fly ash in economically developed provinces and cities in China

圖5 垃圾焚燒飛灰處置市場(chǎng)容量估算Fig.5 Market capacity estimation of incineration fly ash disposal

3 飛灰處置技術(shù)

城市生活垃圾焚燒飛灰為淺灰色粉末狀顆粒,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,有球狀、針狀、棉絮狀與多角質(zhì)狀等形態(tài)結(jié)構(gòu),堆積密度約為0.6 ～0.8 g/cm3[15]。 典型飛灰采用X 射線熒光光譜分析測(cè)量的化學(xué)成分如表2所示[18]。 飛灰處置的關(guān)鍵問題涉及重金屬、二噁英和氯鹽脫除等。 一般垃圾焚燒飛灰中的重金屬總量占飛灰整體質(zhì)量的0.5% ～3.0%,二噁英的毒性當(dāng)量值集中在0.10 ～20.00 ng/g,鹽類以可溶性氯鹽NaCl、KCl 等為主,其含量高達(dá)20% ～30%[16]。 推進(jìn)飛灰中重金屬、二噁英及氯鹽的處置是實(shí)現(xiàn)飛灰資源化利用的關(guān)鍵,目前飛灰資源化和無(wú)害化處置方法大致可分為固化/穩(wěn)定化、熱處理法、分離/萃取法和協(xié)同處置技術(shù)[17]。

表2 中國(guó)不同地區(qū)不同爐型垃圾焚燒飛灰的化學(xué)組成Table 2 Chemical composition of fly ash from different types of MSW incineration in different areas of China

3.1 固化/穩(wěn)定化技術(shù)

固化與穩(wěn)定化技術(shù)主要是通過固化劑或化學(xué)藥劑,使飛灰中污染物形成穩(wěn)定化合物或被物理包裹,從而減少有害物質(zhì)的溶出,常見的方法包括:水泥固化、化學(xué)藥劑螯合固化、水熱法及機(jī)械化學(xué)法等[19-20]。

水泥固化是利用水泥的水化反應(yīng)過程使飛灰中的重金屬固化于硅酸鹽中,固化后一般呈氫氧化物或絡(luò)合物等形態(tài)[21]。 化學(xué)藥劑螯合固化是利用化學(xué)藥劑生成難溶、穩(wěn)定的化合物,以阻斷飛灰中重金屬的析出,使其溶解性、遷移性及毒性物質(zhì)降低到安全程度[22]。 水熱處理技術(shù)是指在堿性環(huán)境下,向飛灰中添加一定量的硅源、鋁源,在特定溫度、壓力下發(fā)生晶化形成沸石等礦物相,利用生成的礦物相進(jìn)行重金屬離子的交換、吸附、沉淀等作用實(shí)現(xiàn)飛灰的無(wú)害化處理[23]。 機(jī)械化學(xué)法的機(jī)理是通過機(jī)械力的多種作用方式,如碰撞、壓縮、剪切、摩擦等,對(duì)固體反應(yīng)物進(jìn)行改性,誘導(dǎo)其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,增加其反應(yīng)活性,從而激活或加速固體間的化學(xué)反應(yīng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)飛灰中重金屬的固化和二噁英的降解[24]。

圖6 飛灰處置技術(shù)示意圖Fig.6 Schematic diagram of fly ash disposal technology

3.2 分離與萃取技術(shù)

分離萃取法是指將重金屬?gòu)娘w灰中提取出來(lái),使飛灰轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì),實(shí)現(xiàn)其資源化利用,分離萃取法包括生物/化學(xué)浸提、超臨界萃取、電化學(xué)技術(shù)等[25]。

生物浸提是利用微生物在生命活動(dòng)中自身的氧化和還原特性,使飛灰中的有用成分被氧化或還原,在水溶液中以離子態(tài)或沉淀的形式與原物質(zhì)分離[26]。 化學(xué)浸提是在飛灰中加入化學(xué)藥劑,通過化學(xué)反應(yīng)使得飛灰中的重金屬浸出。 超臨界流體萃取技術(shù)是指利用流體在超臨界狀態(tài)下,溫度和壓力發(fā)生微小變化時(shí),溶質(zhì)的溶解度會(huì)發(fā)生較大的改變,從而進(jìn)行分離提純[27]。 電化學(xué)處理技術(shù)是利用電子轉(zhuǎn)移的作用使飛灰在處理過程中發(fā)生氧化還原、電解等反應(yīng)[28],飛灰中的重金屬離子因氧化還原作用而在電極兩側(cè)沉淀析出。

3.3 熱處理技術(shù)

熱處理技術(shù)是利用高溫將飛灰中的有機(jī)污染物(二噁英和呋喃等)進(jìn)行降解,并將重金屬穩(wěn)定于致密的結(jié)構(gòu)體中[29]。 經(jīng)過熱處理后的產(chǎn)物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,能有效阻止污染物遷移,處理后的飛灰產(chǎn)物減容顯著,固化后的產(chǎn)物可作為建筑村料,用于路基、地基等建筑行業(yè)。 根據(jù)降解溫度的不同,常見的熱處理方法包括:低溫?zé)峤夥?、燒結(jié)法、熔融玻璃化法等[30]。

低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)是在較低溫度條件下實(shí)現(xiàn)二噁英的分解[31],1987 年,德國(guó)教授Hagenmaier[32]最早發(fā)現(xiàn)一定條件下對(duì)飛灰進(jìn)行低溫?zé)崽幚砜捎行摮f英,陳宋璇等[33]搭建了二噁英分解裝置,研究發(fā)現(xiàn)控制溫度300 ～400 ℃、O2濃度≤0.1%、冷卻系統(tǒng)降溫至100 ℃以下時(shí),二噁英的分解率在99%以上。

燒結(jié)法處理飛灰是在低于熔融溫度的條件下為粉末顆粒提供擴(kuò)散能量,將大部分甚至全部氣孔從飛灰中排除,將飛灰變成致密堅(jiān)硬的燒結(jié)體,實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)的包裹和固化,使其符合相關(guān)材料性能要求[34]。 王建偉等[35]將垃圾焚燒飛灰在高溫下燒結(jié),煙囪中PCDD/Fs 排放量為0.017 ～0.020 ng/m3,低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)0.1 ng/m3,燒結(jié)后的建材基材中PCDD/Fs 的含量降至0.008 9 ～0.009 5 μg/kg,去除率達(dá)90.09% ～91.97%。

熔融技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外一項(xiàng)比較先進(jìn)的垃圾焚燒飛灰無(wú)害化、資源化處理技術(shù),在高溫?zé)嵩吹淖饔孟聦⒐虘B(tài)飛灰融化形成具有致密結(jié)晶結(jié)構(gòu)體的玻璃狀或玻璃-陶瓷狀物質(zhì),熔融過程中重金屬被牢固地束縛在玻璃體中,有機(jī)污染物因高溫而分解或轉(zhuǎn)換成氣體逸出[36-37]。 玻璃化與熔融法類似,是將飛灰與玻璃料的混合物加熱到熔融溫度,急冷后形成玻璃態(tài),其主體結(jié)構(gòu)是由[SiO4]四面體構(gòu)成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。 飛灰熔融處理后所得樣品無(wú)害化程度高、穩(wěn)定性好,減量效果顯著。 張楚等[38]研究指出,飛灰熔融玻璃體中以Ca 和Si 的化合物為主要成分,超過45%的Cu、30%的Zn、Cd、Pb 和45%的Ni、Cr 等重金屬封存在熔融玻璃體中。 高靜等[39]通過添加15%B2O3使流動(dòng)溫度從1 211 ℃降至986 ℃,提升了重金屬固化效果。 曹熠等[40]開展了電弧爐高溫熔融處理焚燒飛灰的技術(shù)應(yīng)用研究,熔渣冷卻后形成的玻璃體中重金屬浸出濃度符合浸出毒性標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.4 協(xié)同處置技術(shù)

協(xié)同處置技術(shù)是將焚燒飛灰作為原料或添加物,摻入礦山、冶金、建材等行業(yè)的物料中,在不影響原有工藝及產(chǎn)品性能的條件下實(shí)現(xiàn)焚燒飛灰的消納處置[41]。 2019 年科技部組織制定的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“固廢資源化”重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案,提出應(yīng)利用好京津冀地區(qū)工業(yè)設(shè)施完善,鋼鐵冶金、水泥熟料產(chǎn)能規(guī)模大的優(yōu)勢(shì),繼續(xù)提升冶金、建材等工業(yè)設(shè)施協(xié)同消納飛灰、油泥等危險(xiǎn)廢物的比例[42]。 按照當(dāng)前協(xié)同處置技術(shù)消納率,京津冀區(qū)域飛灰消納潛力巨大[43]。 常見的協(xié)同處置技術(shù)包括:水洗-水泥窯協(xié)同、冶金爐協(xié)同、礦井充填、建材化等[44]。

水泥窯協(xié)同處置是將垃圾焚燒飛灰在窯爐中煅燒,從而將有害的重金屬固化在水泥熟料中[45]。1997 年日本率先以城市垃圾焚燒飛灰為主要原料生產(chǎn)出了高強(qiáng)度水泥,拉開了水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰的工業(yè)化之路。 我國(guó)相關(guān)技術(shù)起步較晚,2012 年金隅琉璃河水泥公司建成了國(guó)內(nèi)首條城市垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處置的示范線,目前飛灰年處理能力達(dá)12 萬(wàn)t,但飛灰進(jìn)窯協(xié)同處置前一般需要進(jìn)行水洗脫氯處理[46]。

鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)流程溫度高、規(guī)模大、污染治理體系完善,鋼鐵工業(yè)協(xié)同處置飛灰可以利用現(xiàn)成的主體設(shè)備和污染治理設(shè)備,極大節(jié)約固廢處置的投資成本[47],飛灰中主要組分CaO 是冶金過程需要添加的熔劑,但是揮發(fā)性金屬及Cl 等元素則屬于有害元素,應(yīng)嚴(yán)格控制其入爐總量。 劉征建等[48]提出采用冶金爐處置飛灰的工藝,通過模擬計(jì)算指出控制溫度1 400 ～1 550 ℃、堿度1.0 ～1.2 時(shí),飛灰中的硅鈣鎂等物質(zhì)熔化,并使?fàn)t渣具有較好的流動(dòng)性,保證爐渣順利排出;試驗(yàn)中將飛灰與水泥按照7∶1添加進(jìn)行壓塊,并在冶金爐中進(jìn)行熔融處理,實(shí)現(xiàn)了垃圾焚燒飛灰的無(wú)害化處理。 肖恒等[49]將飛灰配入轉(zhuǎn)爐窯進(jìn)行協(xié)同處置,當(dāng)飛灰配入量為28%時(shí),焙燒溫度可以降至1 100 ℃,且K、Na、Pb、Zn、Cl 的脫除比例分別從61.32%、46.65%、36.09%、10.99%、77.06% 提 高 到 97.93%、 68.96%、 87.91%、59.76%、93.79%,焙燒后物料可返回冶金爐窯回用。

工業(yè)固廢與飛灰作為膠凝材料,與尾礦砂等一起制成充填材料,可用于礦山充填[50]。 王珂等[51]以鐵尾礦砂為骨料,高爐礦渣粉、飛灰和少量脫硫石膏為膠凝材料,當(dāng)飛灰、礦渣、脫水石膏質(zhì)量比為60%:36%:4%時(shí),所制成的充填材料28 d 抗壓強(qiáng)度為13.18 MPa,高于我國(guó)礦山實(shí)際膠結(jié)充填強(qiáng)度一般值1 ～6.5 MPa[52]。

利用飛灰與水泥制備免燒磚,其抗壓強(qiáng)度可達(dá)到國(guó)標(biāo)建筑用磚MU20 級(jí)及以上。 許鵬等[53]使用焚燒飛灰、燃煤飛灰及礦渣粉為原料制備堿激發(fā)磚材,飛灰最大摻量40%,制得試件28 d 抗壓強(qiáng)度達(dá)28.69 MPa,且重金屬固化穩(wěn)定性好。 李強(qiáng)等[54]利用飛灰制備混凝土空心磚,飛灰最大摻量達(dá)到50%,其抗壓強(qiáng)度為33.9 MPa,符合MU30 的標(biāo)準(zhǔn)。

不同飛灰處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)如表3 所示,其中固化/穩(wěn)定化-填埋技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)飛灰處置的主要技術(shù)之一,但存在占地廣、二噁英滲透和重金屬浸出的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。 熔融/玻璃化技術(shù)減容效果好,對(duì)大部分重金屬的固化及二噁英去除效果較好,但其能耗較大。 水泥窯協(xié)同處置技術(shù)可有效去除二噁英,同時(shí)將飛灰中99%以上的重金屬固化,但入窯前需增加水洗飛灰工藝及濃鹽廢水處理設(shè)施,投資成本較高。

表3 各類飛灰處理方法優(yōu)缺點(diǎn)Table 3 Advantages and disadvantages of various fly ash treatment methods

4 新技術(shù)研究思路

垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)多樣,其中固化/穩(wěn)定化處理技術(shù)較為成熟,水泥窯協(xié)同處置技術(shù)逐漸普及邁向工業(yè)化,高溫熔融技術(shù)、水熱處理技術(shù)等還在不斷推進(jìn),但是每種技術(shù)各有利弊,想要實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒飛灰的無(wú)害化、資源化處置,實(shí)現(xiàn)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,還需進(jìn)一步研發(fā)新技術(shù)。 圖7 為垃圾焚燒飛灰無(wú)害化處置新技術(shù)研究思路。

垃圾焚燒飛灰的物性特征復(fù)雜,其無(wú)害化處置技術(shù)面臨諸多難點(diǎn),圖7 針對(duì)可溶性氯鹽二噁英、重金屬含量高等問題提出解決思路:通過水溶液洗滌分離、熱態(tài)下渣鹽分層分離等方式實(shí)現(xiàn)飛灰中氯鹽的分離;基于脫氯反應(yīng)脫除二噁英,使其分解為無(wú)毒小分子;采用藥劑螯合穩(wěn)定重金屬,減少浸出毒性,并通過高溫熔融固化,實(shí)現(xiàn)重金屬無(wú)害化處置。 提出2 種技術(shù)模式:“1 +N”表示一步解決主要問題,其他多種方法輔助;“X + Y + Z”表示按次序多步驟、逐步解決問題,形成多技術(shù)聯(lián)用組合工藝。 技術(shù)創(chuàng)新可借助固化/穩(wěn)定化、熱處理、分離/萃取、協(xié)同處置等已有主要處置方法,加強(qiáng)技術(shù)的可行性,推動(dòng)工程市場(chǎng)化的可用性。

單一技術(shù)+配套技術(shù)(“1 +N”)主要采用高溫熔融技術(shù),依靠高溫實(shí)現(xiàn)二噁英快速分解,熔融態(tài)爐渣和鹽分層分離,爐渣水碎還可實(shí)現(xiàn)重金屬固化,可一步解決二噁英、重金屬和氯鹽等主要問題,為保證飛灰熔融技術(shù)效果,還需要配套技術(shù)還包括高溫?zé)煔馓幚?、廢鹽再利用、水碎污水循環(huán)利用等。

多技術(shù)聯(lián)用組合工藝(“X +Y +Z”)是實(shí)現(xiàn)焚燒飛灰的無(wú)害化、資源化處置的趨勢(shì),針對(duì)飛灰處置過程中存在的基礎(chǔ)難題,筆者提出“飛灰脫鹽-二噁英低溫解毒-重金屬亞熔融固化-資源化利用”的多技術(shù)聯(lián)用新工藝,采用飛灰水洗脫鹽-分質(zhì)分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)氯鹽脫除,采用低溫?zé)峤饧夹g(shù)降解二噁英,通過亞熔融固化有害重金屬,該聯(lián)合工藝形成流程連貫、低運(yùn)行成本的飛灰處置技術(shù)體系,有利于焚燒飛灰無(wú)害化、資源化處置的工業(yè)推廣應(yīng)用。

5 對(duì)策與建議

1)土地資源緊張,力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)零填埋。 現(xiàn)有固化填埋技術(shù)增容較大,占用大量土地資源,且存在二噁英滲透和重金屬浸出的潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)積極推進(jìn)飛灰無(wú)害化、資源化處置技術(shù)的工程化應(yīng)用,優(yōu)先在發(fā)達(dá)地區(qū)實(shí)現(xiàn)飛灰處置零填埋。

2)拓展單一技術(shù)+配套技術(shù)、多技術(shù)聯(lián)用等組合工藝發(fā)展新思路。 注重技術(shù)多樣性發(fā)展,多種技術(shù)結(jié)合再創(chuàng)新,取長(zhǎng)補(bǔ)短,將各技術(shù)優(yōu)勢(shì)組合聯(lián)用,通過系統(tǒng)工程師設(shè)計(jì),解決飛灰處置過程中成本高、能耗高、二次污染嚴(yán)重等問題。

3)完善飛灰處置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。 產(chǎn)業(yè)協(xié)同處置將是未來(lái)飛灰無(wú)害化、資源化處置的重要路徑,應(yīng)從行業(yè)角度出發(fā),由行業(yè)協(xié)會(huì)組織圍繞飛灰處置全過程制定飛灰資源化利用及協(xié)同產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

4)深入推進(jìn)飛灰無(wú)害化、資源化利用新技術(shù)。加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)投入,推進(jìn)技術(shù)發(fā)展,突破熱處理技術(shù)的工程化、產(chǎn)業(yè)化的難點(diǎn)問題。 國(guó)家及地方提供示范項(xiàng)目支持,產(chǎn)業(yè)引導(dǎo),積極推進(jìn)飛灰無(wú)害化、資源化利用技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研一體化發(fā)展模式,為新型技術(shù)的工程示范應(yīng)用成本提供補(bǔ)貼抵稅等優(yōu)惠政策。