一、国内飞灰处置技术介绍

垃圾焚烧飞灰处置方式主要包括填埋处置和资源化处置两类。目前，填埋为最普遍的处置方法，但以水泥窑协同处置和高温熔融烧结为主的资源化处置方式的市场份额也在逐渐提高。

2020年11月，国家发改委等部门联合发布《危险废物豁免管理清单》《清单》指出：在满足相应标准及要求下，飞灰在进入填埋场填埋和水泥窑协同处置时，可不按危险废物管理。

（一）填埋

填埋处置并非直接将飞灰放入填埋场，而是通过预处理将其中的重金属等有害物质“固定”并满足相关标准后，再进行填埋。目前主要“水泥固化”和“化学药剂稳定化”两种方式。

1.水泥固化

水泥固化是目前应用最广泛的焚烧飞灰固化技术之一。该技术是将水泥和垃圾焚烧飞灰用水混合均匀，水泥加入量约为飞灰质量的10%~20%，通过水合反应使飞灰中重金属等有害成分固定在稳定的矿物结构中，防止其溶出，以达到稳定化、无害化的目的。

为了提高固定效果，保证水泥能有效地完成水硬性胶凝反应，有时需根据飞灰的种类向混合物中加入适当的添加剂。

2.化学药剂稳定化

化学药剂稳定化是通过化学反应使有毒有害物质转化为低溶解性、低迁移性及低毒性物质的过程。原理是化学药剂与被固化材料颗粒混合后，经物理化学作用的药剂形成了“膜”及“链”二种结构的胶凝物，“膜结构”包裹了被固化材料颗粒，固化后的飞灰可以用于建筑材料或者临时贮存。药剂稳定化技术以处理重金属废物为主，目前在飞灰稳定化处理方面应用较多。

3.填埋面临的问题

填埋处置具有工艺成熟、系统简单、易于操作，且直接处理费用较低等优势。

但飞灰填埋处置需要占用大量土地资源，特别是通过水泥固化处理的飞灰，还会增容25%～30%，占用更多填埋场地，土地成本较高；而且对于当前30%以上含盐量的飞灰，重金属螯合效果差、有害物质浸出率高，填埋后重金属和二噁英污染问题仍存在，不能完全实现无害化处置飞灰。由此可见，无论是从经济方面还是从社会环境方面出发，飞灰固化稳定化后进入危险废物安全填埋场处置的道路都是不可持续的。

（二）资源化处置

1.水泥窑协同处置技术

水泥窑协同处置飞灰技术是将飞灰作为原料生产水泥的工程技术，该技术利用水泥窑独特的高温环境【1400℃以上，煅烧时间长（一般20-30min，甚至长达40min），燃烧充分、彻底，且窑内为碱性环境，更适宜处理危险废物】将重金属固化于水泥熟料晶格中，并彻底分解飞灰中的二噁英，保证其无法二次生成，并且产出水泥性能完全达到国家普通硅酸盐水泥标准。

该技术的优势为：

（1）资源化处置，节约了部分水泥生产原料；

（2）飞灰中的重金属固熔于水泥晶格中，二噁英被彻底去除；

（3）处置飞灰量大，能最大限度利用水泥窑可煅烧飞灰容量；

（4）全过程密闭，无二次污染。

（5）水泥窑协同处置标准完善，安全可靠。

2.熔融法和烧结法

熔融法与烧结法的最大区别为处置温度不同。

熔融法是将飞灰在燃料炉内利用燃料或电力加热到1400℃以上的高温，飞灰中二噁英等有机污染物发生热分解、燃烧及气化，而无机物则熔融形成玻璃质熔渣，同时一部分低熔点重金属元素因蒸发而被收集，残留在飞灰中的重金属元素被固化于高温形成的玻璃体中，从而有效地控制重金属的浸出。

烧结法是将待处理的危险废物与细小的玻璃质，如玻璃屑、玻璃粉混合，经混合造粒成型后，在1000-1100℃高温熔融下形成玻璃固化体，借助玻璃体的致密结晶结构，确保固化体的永久稳定。

熔融法和烧结法具有减容率高、熔渣性质稳定、无重金属溶出；资源化利用飞灰处置产物，用作建筑或铺路材料等优势。但这两种方法需要消耗消耗大量的能源，建设投资高。尤其是熔融法，目前尚无经济效益合理的成功案例。

3.资源化利用的关键问题

垃圾焚烧飞灰中除了含有重金属和二噁英以外，还含有大量的氯盐，主要以氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）和氯化钙（CaCl）的形式存在。在飞灰资源化处置的过程中，垃圾焚烧飞灰中的氯盐不仅会造成高温窑炉结皮、堵塞，影响正常生产作业，还会导致处置过程中产生二次飞灰和处置产物应用场景受限等问题，最终导致资源化利用不彻底。

因此，飞灰资源化利用的关键所在则是尽可能脱除垃圾焚烧飞灰中的可溶性氯盐。以水泥窑协同处置飞灰为例，2021年7月，由中科国润牵头制定的行业标准《水泥窑协同处置飞灰成套装备技术要求》规定：水泥窑协同处置飞灰成套装备验收时水洗飞灰中氯离子含量应不高于1%。

二、飞灰处置技术应用情况

（一）填埋

填埋是国内焚烧厂采用最广泛的飞灰处置技术，工程应用遍布全国。以某地生活垃圾处理场飞灰填埋场为例，项目投资1999.66万元，占地23696m2，填埋场库容28.9万m3，固化飞灰处理规模36 t/d，设计使用年限是22年。

（二）水泥窑协同处置

2012年，国内首条水泥窑协同处置飞灰生产线建于北京市琉璃河水泥有限公司，该项目由北京中科国润环保科技有限公司承建，飞灰处置能力为3万吨/年，于2014年底达产运行，2017年该项目开始建设二期飞灰处置线，处置能力为4万吨/年，2018年底达产运行。

2018年以来，海螺创业、台湾水泥、北京金隅、红狮环保、鼎星国润等公司陆续在全国范围内建设水泥窑协同处置飞灰项目。目前，全国范围内已建成的和在建的水泥窑协同处置飞灰项目总处置规模已经超过60万吨/年。

（三）烧结法

在水泥生产线产能不足的地区，适合发展熔融烧结技术。

中广核研究院是国内主要研究开发飞灰熔融技术的企业，具有工程案例，但没有大规模推广，主要原因为能耗高、二次飞灰污染等技术难题依然存在，需要进一步的无害化处理，且处理成本相对较高。

天津壹鸣环境科技股份有限公司是国内主要采用烧结技术处置焚烧飞灰的企业，将飞灰资源化利用烧制陶粒。壹鸣环境在天津建设了天津市固体废物集中处置与利用中心，该项目位于天津市武清区，占地超100亩，投资超1.5亿元，利用烧结法处置飞灰。

（四）其他资源化处置技术应用

目前，资源化处置技术在国内最成功的工程化应用案例只有飞灰水洗脱盐+水泥窑协同处置技术，除此之外的其它资源化处置技术尚处于研究开发阶段，无稳定运行的工程化应用案例，不具备示范工程化条件。相关技术研究如下：

三、总结

近年来，国家、部委、省级政府陆续出台了一系列的生活垃圾焚烧飞灰处置政策、法规，鼓励通过资源化处置的方式处置飞灰，如2022年2月生态环境部等四部委联合发布的《关于加快推进城镇环境基础设施建设的指导意见》、2021年5月国家发改委与住建部联合发布的《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》和2020年7月国家发展改革委、住房城乡建设部、生态环境部联合印发的《城镇生活垃圾分类和处理设施补短板强弱项实施方案》，都要求加快提高垃圾焚烧飞灰处置能力，并鼓励通过水泥窑协同处置等资源化处置方式处置飞灰。