一、國內(nèi)飛灰處置技術介紹
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份額也在逐漸提高。
2020年11月，國家發(fā)改委等部門聯(lián)合發(fā)布《危險廢物豁免管理清單》《清單》指出：在滿足相應標準及要求下，飛灰在進入填埋場填埋和水泥窯協(xié)同處置時，可不按危險廢物管理。
（一）填埋
填埋處置并非直接將飛灰放入填埋場，而是通過預處理將其中的重金屬等有害物質(zhì)“固定”并滿足相關標準后，再進行填埋。目前主要“水泥固化”和“化學藥劑穩(wěn)定化”兩種方式。
1.水泥固化
水泥固化是目前應用最廣泛的焚燒飛灰固化技術之一。該技術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%，通過水合反應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，以達到穩(wěn)定化、無害化的目的。
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，有時需根據(jù)飛灰的種類向混合物中加入適當?shù)奶砑觿?/span>
2.化學藥劑穩(wěn)定化
化學藥劑穩(wěn)定化是通過化學反應使有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為低溶解性、低遷移性及低毒性物質(zhì)的過程。原理是化學藥劑與被固化材料顆粒混合后，經(jīng)物理化學作用的藥劑形成了“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貯存。藥劑穩(wěn)定化技術以處理重金屬廢物為主，目前在飛灰穩(wěn)定化處理方面應用較多。
3.填埋面臨的問題
填埋處置具有工藝成熟、系統(tǒng)簡單、易于操作，且直接處理費用較低等優(yōu)勢。
但飛灰填埋處置需要占用大量土地資源，特別是通過水泥固化處理的飛灰，還會增容25%～30%，占用更多填埋場地，土地成本較高；而且對于當前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題仍存在，不能完全實現(xiàn)無害化處置飛灰。由此可見，無論是從經(jīng)濟方面還是從社會環(huán)境方面出發(fā)，飛灰固化穩(wěn)定化后進入危險廢物安全填埋場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
水泥窯協(xié)同處置飛灰技術是將飛灰作為原料生產(chǎn)水泥的工程技術，該技術利用水泥窯獨特的高溫環(huán)境【1400℃以上，煅燒時間長（一般20-30min，甚至長達40min），燃燒充分、徹底，且窯內(nèi)為堿性環(huán)境，更適宜處理危險廢物】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，保證其無法二次生成，并且產(chǎn)出水泥性能完全達到國家普通硅酸鹽水泥標準。
該技術的優(yōu)勢為：
（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）全過程密閉，無二次污染。
（5）水泥窯協(xié)同處置標準完善，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污染物發(fā)生熱分解、燃燒及氣化，而無機物則熔融形成玻璃質(zhì)熔渣，同時一部分低熔點重金屬元素因蒸發(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廢物與細小的玻璃質(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。但這兩種方法需要消耗消耗大量的能源，建設投資高。尤其是熔融法，目前尚無經(jīng)濟效益合理的成功案例。
3.資源化利用的關鍵問題
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程中，垃圾焚燒飛灰中的氯鹽不僅會造成高溫窯爐結(jié)皮、堵塞，影響正常生產(chǎn)作業(yè)，還會導致處置過程中產(chǎn)生二次飛灰和處置產(chǎn)物應用場景受限等問題，最終導致資源化利用不徹底。
因此，飛灰資源化利用的關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，由中科國潤牽頭制定的行業(yè)標準《水泥窯協(xié)同處置飛灰成套裝備技術要求》規(guī)定：水泥窯協(xié)同處置飛灰成套裝備驗收時水洗飛灰中氯離子含量應不高于1%。
二、飛灰處置技術應用情況
（一）填埋
填埋是國內(nèi)焚燒廠采用最廣泛的飛灰處置技術，工程應用遍布全國。以某地生活垃圾處理場飛灰填埋場為例，項目投資1999.66萬元，占地23696m2，填埋場庫容28.9萬m3，固化飛灰處理規(guī)模36 t/d，設計使用年限是22年。
（二）水泥窯協(xié)同處置
2012年，國內(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，該項目由北京中科國潤環(huán)?？萍加邢薰境薪?，飛灰處置能力為3萬噸/年，于2014年底達產(chǎn)運行，2017年該項目開始建設二期飛灰處置線，處置能力為4萬噸/年，2018年底達產(chǎn)運行。
2018年以來，海螺創(chuàng)業(yè)、臺灣水泥、北京金隅、紅獅環(huán)保、鼎星國潤等公司陸續(xù)在全國范圍內(nèi)建設水泥窯協(xié)同處置飛灰項目。目前，全國范圍內(nèi)已建成的和在建的水泥窯協(xié)同處置飛灰項目總處置規(guī)模已經(jīng)超過60萬噸/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。
中廣核研究院是國內(nèi)主要研究開發(fā)飛灰熔融技術的企業(yè)，具有工程案例，但沒有大規(guī)模推廣，主要原因為能耗高、二次飛灰污染等技術難題依然存在，需要進一步的無害化處理，且處理成本相對較高。
天津壹鳴環(huán)境科技股份有限公司是國內(nèi)主要采用燒結(jié)技術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)境在天津建設了天津市固體廢物集中處置與利用中心，該項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應用
目前，資源化處置技術在國內(nèi)最成功的工程化應用案例只有飛灰水洗脫鹽+水泥窯協(xié)同處置技術，除此之外的其它資源化處置技術尚處于研究開發(fā)階段，無穩(wěn)定運行的工程化應用案例，不具備示范工程化條件。相關技術研究如下：
三、總結(jié)
近年來，國家、部委、省級政府陸續(xù)出臺了一系列的生活垃圾焚燒飛灰處置政策、法規(guī)，鼓勵通過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《關于加快推進城鎮(zhèn)環(huán)境基礎設施建設的指導意見》、2021年5月國家發(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施發(fā)展規(guī)劃》和2020年7月國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設部、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施補短板強弱項實施方案》，都要求加快提高垃圾焚燒飛灰處置能力，并鼓勵通過水泥窯協(xié)同處置等資源化處置方式處置飛灰。