“我国飞灰管束工艺选拔要紧受战略、经济、本领要素的影响。战略上偏向于资源化管束,但经济考量使中西部等欠畅旺区域多选拔填埋,目前国际及国内的主流管束本领也是填埋管束。”正在 2024 年 3 月姑苏召开的“2024(第二届)填埋场运营照料及生态修复研讨会”上,中城院(北京)处境科技股份有限公司第二奇迹部副总司理董学光显露。
他添加说:“当然这并不是对飞灰资源化有成见,相反咱们也正正在编造《生涯垃圾点火飞灰资源化管束本领规程》整体尺度,奈何环保且低价的管理好垃圾点火结果一公里困难,飞灰资源化管束还必要行业志士更多的发奋。”
本文作家基于住修部《生涯垃圾点火灰渣管束本领导则》编造思量,正在扼要回来生涯垃圾点火飞灰管束过程的根源上,着重先容了飞灰填埋、水泥窑协同处分、低温热判辨、飞灰熔融处分、飞灰烧结等几种管束本领门道的上风和缺陷,并对目下我国飞灰无害化处分和资源化行使存正在的题目提出了自身的见解。
按照住修部统计年鉴宣告的点火产能,联络炉排工艺 3% 产灰率测算, 2022 年我国垃圾点火发作的飞灰近万万吨,而目前已修或正在修的飞灰资源化项目管束产能迫近 200 万吨,且相对鸠合于东部畅旺都邑,个别都邑产能过剩,飞灰资源化管束已进入“价值战”时间。
2016 版《国度危机废料名录》奉行之后,生涯垃圾填埋场不必要管理危废许可证就能够给与飞灰处分,极大督促了“不乱化固化+独立分区填埋”的体例的进展,也是目前飞灰处分的主流体例。
飞灰不含水,且飞灰产量低能够做到雨天不功课,因而飞灰填埋场本不应当发作渗滤液,但因为项目维持和运营的不类型,以及预管束工艺不达标等因由,导致飞灰填埋崭露极少题目。
每个都邑的飞灰填埋范畴是原生涯垃圾填埋范畴的 1/20 以下,填埋范畴降落了,但填埋程度未见明显提升。因而倡导飞灰管束措施应试虑集修,即“跨区域构造维持飞灰协同处分措施,或省域内兼顾计议维持飞灰处分措施” 。
飞灰资源化门道多样,但被宽待的门道仅有水泥窑协同管束。因而从管束本钱角度研究,目前的资源化门道多半对标水泥窑协同管束门道,即“告终了二噁英等有机物的管束,去除了氯盐,但对重金属没有提取”,因而重金属都固化或者不乱化正在产物中,以知足浸出液浓度条件为宗旨,举办修材产物行使。
高温熔融或高温烧结固然管束本钱较高,但可通过“二次飞灰”告终对重金属的提取及高温不乱化重金属。因为目前战略对重金属提取没有独特条件,因而无法通过本领迭代低落管束价值,只可静待战略收紧。
飞灰泉源减量应有夸奖战略。垃圾点火厂余热可供飞灰资源化工艺运用,因而生涯垃圾点火厂继承飞灰资源化管束有肯定的上风。但由此发作一个题目,垃圾点火企业又有驱动力去泉源减量飞灰吗?
未被宽待的飞灰资源化工艺产物应合适现行国度尺度《固体废料甄别尺度公则》中条件的产物德地尺度条件,因而,水洗后的飞灰残渣,假使进入生涯垃圾点火厂协同管束,发作的炉渣应举办固体废料甄别。
研究到资源化行使本钱较高、终端销道不畅等,再加上目前飞灰处分的付费主体为垃圾点火企业,本身都面对国补退坡、应收账款压力大、垃圾入炉量亏折等效益不佳的题目,各式要素叠加下,都局限了飞灰资源化行使进一步进展。
过去 30 多年,因为我国引进、接收、消化才华较强、研习速率较疾,再加上国度战略的撑持,我国垃圾点火发电行业博得明显的成效,越发是近十年的提高最为昭着,加入运营的垃圾点火发电措施年年立异高。
按照住修部宣告的《城乡维持统计年鉴》,我国加入运营垃圾点火厂的数目也由 2012 年的 167 座扩充到 2022 年的 961 座,同比拉长了 5 倍;日管束范畴也由 2012 年的 13.21 万吨升至 2022 年 100 万吨,同比拉长了 7 倍多。
跟着我国加入运营的垃圾点火厂越来越多,飞灰的产量也正在“水涨船高”。若遵照炉排工艺 3% 产灰率测算,2022 年我国垃圾点火发电日管束范畴 99.95 万吨,仅 2022 年这一年世界垃圾点火厂飞灰日产量 3 万吨,年产量已超万万吨,比拟 2012 年数据,拉长了 750%。
因为飞灰含有 Zn、Pb、Cu、Cr、Cd、Ni 等重金属,以及可溶盐、二噁英和呋喃等无益物质。若未能接纳适合的处分体例,易受表界处境要素(如碳酸化反响、酸雨腐蚀以及填埋场渗滤液等)的扰乱而产生浸出,从而对处境变成污染。因而,我国正在《国度危机废料名录》中真切将飞灰列为危机废料,轨则必需通过肯定的管束,低落其危机性从此,本事进入填埋场举办平安填埋或者研究进一步资源化的行使。
为了破解飞灰处分困难,遏止因犯科倾倒飞灰导致的庞大处境污染案的产生,近年来国度及个别省份出台战略,造订尺度,对飞灰填埋和资源化行使处径做了真切的战略条件。如 2020 年 7 月,三部委宣告合于《城镇生涯垃圾分类和管束措施补短板强弱项奉行计划》,条件:维持垃圾点火措施应同步真切飞灰处分途径,跨区域构造维持飞灰协同处分措施。
2020 年 8 月,生态处境部宣告《生涯垃圾点火飞灰污染把握本领类型(试行)》,该类型不光提出飞灰填埋的条件,也提出了飞灰资源化的途径,同时轨则了飞灰污染把握的总体条件。
2023 年 5 月,生态处境部与发改委宣告《危机废料庞大工程维持总体奉行计划(2023 - 2025 年)》,正在世界兼顾维持 20 个中心区域性独特危机废料鸠合处分中央,正在这 20 个鸠合处分中央中,有 17 个项主意要紧处分对象为飞灰,凸显了飞灰行为危机废料的要紧性和火速性。
行为固废行业纲要性向导文献,《“十四五”都邑生涯垃圾分类管束措施进展计议》再次夸大,要加疾补齐点火飞灰处分措施短板,计议维持生涯垃圾点火厂时要同步真切飞灰处分途径,合理构造生涯垃圾点火飞灰处分措施。类型水泥窑协同管束措施维持,巩固协同处分经过中飞灰蓄积、移动等合头照料,加强协同处分措施前端飞灰预管束,避免对处境变成二次污染。
与此同时,极少优秀省市,如江浙、上海等地,也正在主动索求除填埋除表飞灰的处分体例,接踵出台了合连战略,以慰勉和撑持飞灰的资源化行使。如 2022 年 10 月,浙江省印发《浙江省危机废料“趋零填埋”三年攻坚动作计划》,条件 2024 年合前酿成点火飞灰等大宗危机废料资源化行使才华,到 2025 年,全省危机废料填埋比把握正在 5% 以内。
2024 年 1 月 9 日,江苏省财务厅、省生态处境厅印发《江苏省“无废都邑”维持夸奖方法》接纳“考试夸奖”与“项目清单”相联络的体例,提拔飞灰、废盐等独特种别危机废料的资源化行使程度。
上海也发布了《上海市生涯垃圾照料条例》等文献,对点火飞灰等无机类危机废料多途径行使途置也举办了类型和向导。
假使合连战略不休加大对飞灰处分的桎梏力度,但回来我国飞灰的处分过程,从游离于囚禁除表的犯科倾倒,到行为危废种别纳入囚禁视线,从宽待照料螯合不乱后送至填埋场举办分区填埋,到慢慢索求采用资源化门道造成修材等产物。能够说,我国飞灰无害化处分和资源化行使也走过了一段漫长而繁杂的过程。
2008 年以前,国内生涯垃圾要紧以填埋为主,生涯垃圾点火项目至极少,因而飞灰发作量也较少,那时国内对飞灰切磋侧重不足,无益物质相识不清,囚禁力度和司法法例也不苛,飞灰除少数区域发展水泥窑协同或送危机废料填埋场举办填埋处分,人人都长短法倾倒和大意处分。
2008 年从此,原环保部(现生态处境部)先后修订了《生涯垃圾填埋场污染把握尺度》、《生涯垃圾点火污染把握尺度》,针对飞灰进入生涯垃圾填埋场处分正在含水率、二噁英含量、重金属浓度等方面提出了入场条件。
2008 年版《国度危机废料名录》中将飞灰列入危废名录,但并未对生涯垃圾点火飞灰提出宽待照料,2016 年,《国度危机废料名录》(2016)新增危机废料宽待照料,宽待飞灰进入生涯垃圾填埋场独立分区填埋和水泥窑协同处分。
2016 年以前,准绳上水泥坐褥企业、垃圾填埋场回收飞灰处分时需具备危废管束处分合连许可证,从而影响了飞灰的无害化处分。新版《国度危机废料名录》奉行之后,生涯垃圾填埋场不必要管理危废许可证就能够给与飞灰处分,极大督促了“不乱化固化+填埋”的体例的进展,成为垃圾点火企业处分飞灰的主流体例。
然而,近年来,跟着飞灰产量逐年攀升以及存量填埋场库容饱和、选址较难的影响,守旧填埋无害化处分体例受阻,我国东部畅旺都邑崭露了多种飞灰资源化行使体例:水泥窑协同处分、低温热判辨、飞灰熔融处分、飞灰烧结。
按照 2020 年 8 月 27 日生态处境部奉行《生涯垃圾点火飞灰污染把握本领类型(试行)》HJ 1134-2020,对付飞灰填埋处分有如下条件:
(1)未经管束的飞灰采用密封包装后,知足《危机废料填埋污染把握尺度》GB 18598 条件,可进入刚性危机废料填埋场填埋。
(2)飞灰管束产品知足 GB 18598 合于重金属浸出液浓度、PH 值、含水率、水溶性盐、有机质等入场条件的,可进入柔性危机废料填埋场填埋。
(3)飞灰含水率、二噁英、浸出液伤害因素知足《生涯垃圾填埋场污染把握尺度》GB 16889 入场条件的,可进入生涯垃圾填埋场分区填埋。
综上,《生涯垃圾点火飞灰污染把握本领类型(试行)》指出了点火飞灰填埋的 3 个去向:新尺度刚性填埋场、柔性危废填埋场、生涯垃圾填埋场独立分区。
但因为目前点火厂人人采用刻板炉排炉,氯离子含量为 10%-20%,未经脱氯的飞灰中“水溶性盐”含量不知足柔性危机废料填埋场填埋的条件,按照上述类型条件,飞灰水泥固化预管束后,只可进入刚性危机废料填埋场填埋,或者重金属螯合不乱化后,进入生涯垃圾填埋场孑立分区填埋。
该管束体例是将飞灰与水泥等固化剂夹杂后酿成固化物,从而删除重金属的溶出。初期,因为水泥固化法的工艺简易、本领本钱低,该本事获得平常使用。然而,飞灰经水泥固化管束后增容较大,增大了填埋场库容压力,同时存正在重金属正在固化后容易再次浸出等题目,再加长进入危废填埋场填埋处分本钱较高,极事态限了飞灰进入危废填埋场的运用。
该管束体例是将飞灰螯合剂与飞灰夹杂,进而酿成一种拥有低融解性、低迁徙性、低毒性的高分子络合物,从而告终了重金属的不乱化管束。这种飞灰螯合剂不光管束速率疾,并且实用边界平常,与飞灰夹杂后酿成的固化物不乱性极高。正在告终了飞灰的无害化管束的同时,还能有用删除飞灰的增容。
必要戒备的,为确保处境平安,螯合不乱化工艺对飞灰管束后的后果有着苛酷的条件。管束后的飞灰必需知足《生涯垃圾填埋污染把握尺度》(GB 16889-2008)轨则前提后,如含水率幼于 30%,二噁英含量(或等效毒性量)低于 3 g /kg,浸出液污染物质地浓度低于下表中轨则的限值等,方可进入生涯垃圾填埋场举办填埋处分。
其余,相对付送入危废填埋场“填埋”,螯合不乱化飞灰送入生涯垃圾填埋场处分本钱相对较低,不研究征地,单方填埋管束用度 100-200 元/吨,是刚性填埋场管束本钱(1200~2200 元/吨)相等之几,因而研究到经济性以及宽待不必要管理危废许可证等要素,飞灰送入生涯垃圾填埋场独立分区“填埋”是最佳管束体例。
然而按照《城镇生涯垃圾分类和管束措施补短板强弱项奉行计划》“原生垃圾零填埋,局限生涯垃圾填埋场的维持”的战略导向,各地正加快生涯垃圾填埋场的停用、封场,异日飞灰或难以“入土为安”,2022 年至今,浙江、上海、贵州等省市真切了到 2025 年飞灰填埋的局限条件。
近年来,因为囚禁缺失和减省本钱的考量,以及存量老旧生涯垃圾填埋场防渗功效较弱,飞灰成为主旨环保督察组中心囚禁对象,正在填埋经过中也暴漏出如下题目:
(2)预管束工艺不达标,耐久性不强;因为螯合剂厂商程度七零八落,受雨雪天色影响,螯合固化影响失效,耐久性不强,重金属等无益物易浸出。
(3)不苛酷践诺分区填埋,也未经固化与生涯垃圾夹杂填埋;运营单元认识不强,未接纳有用的分区门径,无独立分区空间,崭露了飞灰与生涯垃圾(炉渣等)夹杂填埋气象。
飞灰不含水,且飞灰产量低能够做到雨天不功课,因而飞灰填埋场本不应当发作渗滤液,但因为项目维持和运营的不类型,以及预管束工艺不达标等因由,才会导致飞灰填埋崭露上述题目,因而,加强对飞灰填埋场囚禁、造订处分机造删除对处境二次污染,也是主管部分的做事中心。
除了填埋表,近几年我国东部畅旺都邑初步索求飞灰资源化行使处径,如水泥窑协同处分、低温热判辨、飞灰熔融、飞灰烧结等,通过正在高温烧结、熔融预管束后,将飞灰与石膏、其他硅铝质资料复合造备水泥夹杂材、混凝土掺合料,用于修材和混凝土行业。
水泥窑协同处分:飞灰采用水洗脱盐后,将氯含量降至 1% 以下,再运输到周边区域的水泥厂举办协同处分,北京、上海、浙江的飞灰大个别采用此种体例。
但必要指出,因为飞灰中的氯离子较多,水泥熟料掺入比例失当洽会对混凝土中的钢筋拥有腐化性,影响兴办物的构造强度,因而,飞灰进水泥窑必需把握掺入比,低落氯离子的含量。其余,受限于运输半径的题目,目前该本事仅正在亲近水泥厂的少数区域运用。
低温热判辨:将飞灰正在缺氧或无氧氛围下,通过低于 500 ℃ 的低温热判辨反响,将个中的二噁英类污染物判辨脱毒,再通过水洗管束去除飞灰中的氯离子、重金属,管束后的洁白飞灰可用于造备环保免烧修材。代表案例,湖州垃圾点火飞灰资源化行使项目采用“低温热解+水洗+修材原料坐褥水稳资料及免烧砖”。
飞灰熔融处分:飞灰熔融处分行使高温来降解飞灰中有机污染物,将重金属不乱于致密的陶瓷及玻璃构造体中。飞灰熔融后仅密度扩充就可减容 70% 以上,且天生的玻璃体能知足危机烧毁物毒性浸出尺度,从而告终减容、减毒以及资源化行使。代表案例,浙江嘉兴 20 万吨/年飞灰高温熔融资源化行使项目采用“飞灰水洗+高温熔融本领”。
飞灰烧结:行使低于熔融的温度 900-1000 ℃,供给飞灰的扩散能量,将大个别乃至统共气孔填充,形成致密坚硬的烧结体。通过烧结后,烧结体内致密的颗粒将重金属困绕低落飞灰重金属浸出毒性。代表案例,天津市固体废料鸠合处分与行使中央采用烧结本领处分点火飞灰的企业,将飞灰高温烧结之后做修材。
综上所述,必要指出的,飞灰资源化门道多样,但被宽待的门道仅有水泥窑协同管束。因而,从管束本钱角度研究,目前的资源化门道多半对标水泥窑协同管束门道,即“告终了二噁英等有机物的管束,去除了氯盐,但对重金属没有提取”,因而重金属都固化或者不乱化正在产物中,以知足浸出液浓度条件为宗旨,举办修材产物行使。
高温熔融或高温烧结固然管束本钱较高,但可通过“二次飞灰”告终对重金属的提取及高温不乱化重金属。因为目前战略对重金属提取没有独特条件,因而,无法通过本领迭代低落管束价值,只可静待战略收紧。
除水泥窑协同处分表,本质上飞灰资源化获胜落地的使用案例较少,目前要紧是东部较为畅旺都邑正在索求,影响其大范畴运用的要紧因由:
固然有着顶层战略的撑持,但飞灰的资源化行使处径也与其他环保行业的题目一律,面对资金题目。与守旧螯合不乱化填埋 100-200 元/吨比拟,飞灰资源化管束工艺价值遍及 2000 元/吨上下,处分本钱是守旧填埋本领门道 倍。
钱从哪里来以及是否有合连补贴战略撑持飞灰资源化新型本领的进展,2023 年 8 月,生态处境部《对十四届世界人大一次聚会第2613号倡导》作出了“合于造订飞灰资源化行使补贴战略”回答,提出:“研究生涯垃圾点火发电行业社会血本参预遍及,运营节余形式较为成熟不乱,不宜再通过财务补贴体例实行飞灰资源化行使。”
因而,研究到资源化行使本钱较高,又无战略补贴撑持,再加上目前飞灰处分的付费主体为垃圾点火企业,本身都面对国补退坡、应收账款压力大、垃圾入炉量亏折等效益不佳的题目,各式要素叠加下,都局限了飞灰资源化行使进一步进展。
从本领使用来看,无论是水泥窑协同处分,仍旧低温热判辨、高温熔融、烧结工艺,均有本身的本领缺陷,影响后端资源化产物的销道。
飞灰水洗水泥窑协同处分经过中,因为水洗盐水中有机螯合剂含量高,处分工艺繁杂,导致蒸发结晶出的工业盐较难达标,乃至是个别氯离子还保存正在资源化产品,影响水泥质地导致销道不畅。以日本的生态水泥为例,用垃圾点火炉飞灰为原料修造出来的生态水泥,正在 2001-2006 年有五家生态水泥厂接踵投产,最大产能 85 万吨/年,但因为销道不畅,大个别都已停产。
飞灰通过高温熔融、高温烧结等工艺,造备陶粒、岩棉、泡沫陶瓷等资源化产物,不光存正在能耗大,管束本钱过高的题目,导致高温处分本领较难范畴化实行使用,并且由于熔融的玻璃体最终去处未认定,财产链未美满,无法真正告终飞灰的资源化行使。
从飞灰特点来看,垃圾点火飞灰因为富集了点火烟气中的重金属、二噁英等污染物,且拥有高氯的特色,成为其管束处分的困难。资源化工艺正在管束此类飞灰时,面对着重金属与二噁英恐怕激励的处境污染危急;高氯含量则容易导致摆设腐化,扩充摆设维持本钱。目前二噁英及氯盐的洗脱本领有了很大的提高,但价值慷慨限造了资源化门道的进展。因而,低落处分本钱、巩固重金属的提取与把握是异日资源化本领切磋的症结。