“塵末”是金-淺談垃圾焚燒飛灰中資源

  根據(jù)住建部《十三五城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》，到2020 年底，直轄市、計(jì)劃單列市和省會(huì)城市（建成區(qū)）生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到100%。全國(guó)城鎮(zhèn)新增生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施能力34 萬(wàn)噸/日，垃圾總焚燒量達(dá)59.14萬(wàn)噸/日，年產(chǎn)生飛灰量約1000萬(wàn)噸，將垃圾焚燒飛灰處理到相對(duì)無(wú)可溶性鹽、變廢為寶、資源化是飛灰處置的大勢(shì)所趨。

  一、垃圾焚燒飛灰為何難以處理

  1）成分復(fù)雜

  生活垃圾焚燒飛灰是指垃圾焚燒發(fā)電廠在煙氣凈化系統(tǒng)收集而得的殘余物。飛灰中含有苯并芘、苯并蒽、二噁英等有機(jī)污染物和Cr、Cd、Hg、Pb、Cu、Ni等重金屬，被歸為危險(xiǎn)廢棄物。國(guó)家環(huán)保部頒發(fā)的《危險(xiǎn)廢物污染防治政策》中，將生活垃圾焚燒飛灰列為“不宜用危險(xiǎn)廢物的通用方法進(jìn)行管理和處理，而需特別注意的危險(xiǎn)廢物”，代號(hào)為HW18。而由于國(guó)情限制，我國(guó)垃圾分類(lèi)工作較落后，生活垃圾焚燒飛灰的成分差別也較大，為后續(xù)處理工作提高難度。

  2）總量巨大

  據(jù)《2017年城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》指出，“我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電裝機(jī)規(guī)模、發(fā)電量均居世界第一。截至2016 年底，全國(guó)27個(gè)省（區(qū)、市）投產(chǎn)了垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目273個(gè)， 年平均利用小時(shí)數(shù)5981小時(shí)，年垃圾處理量約10456萬(wàn)噸，較2015 年新增25個(gè)項(xiàng)目，新增并網(wǎng)裝機(jī)容量41萬(wàn)千瓦?！崩贌w灰產(chǎn)生量約為生活垃圾處理量的3～4%，僅2016年全年產(chǎn)生的垃圾焚燒飛灰就至少為300萬(wàn)噸。

  3）可溶鹽增加了處置難度

  隨著垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，迅猛增長(zhǎng)的飛灰量也引起了越來(lái)越多的關(guān)注。然而在飛灰處理過(guò)程中，大家的焦點(diǎn)都放在如何穩(wěn)定和控制飛灰中的重金屬及二噁英時(shí)，飛灰中的“可溶鹽”卻是不容忽視的。

  “鹽”——指一類(lèi)金屬離子或銨根離子（NH4+）與酸根離子或非金屬離子結(jié)合的化合物，垃圾焚燒飛灰中含有較高的氯離子，因而產(chǎn)生了較多的可溶性鹽酸鹽。在不同的垃圾焚燒工藝下所產(chǎn)生的飛灰中氯離子含量略有差別，爐排爐所產(chǎn)生的飛灰中的氯離子含量約為12%-20%，循環(huán)流化床所產(chǎn)生的飛灰的氯離子含量約為3%-5%。“從焚燒爐類(lèi)型來(lái)看，2016年年末我國(guó)焚燒發(fā)電項(xiàng)目總處理能力28萬(wàn)噸/日，其中采用爐排爐技術(shù)的焚燒項(xiàng)目處理能力為22萬(wàn)噸/日；采用流化床技術(shù)的處理能力為6萬(wàn)噸/日。對(duì)比2010年，焚燒技術(shù)的 占比發(fā)生重大變化，到2016年，爐排爐的日處理能力占比從46%提高到79%，可以看出，爐排爐技術(shù)逐步占據(jù)我國(guó)垃圾焚燒處理方式的主導(dǎo)地位?！保〝?shù)據(jù)來(lái)自《2017年城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》）。高含氯的飛灰占到了近一半的比重，并正以迅猛的速度增長(zhǎng)著。

  由于可溶性鹽酸鹽的存在，不論何種處置方式都存在著各類(lèi)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在填埋方式下，尚沒(méi)有對(duì)飛灰中的可溶鹽進(jìn)行處理，易溶于水的鹽對(duì)飛灰鰲合或固化后的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，溶于水中的鹽更會(huì)對(duì)填埋場(chǎng)地造成危害；在水泥窯協(xié)同處置或高溫熔融的技術(shù)中，氯離子會(huì)導(dǎo)致高溫窯爐結(jié)皮、結(jié)圈甚至堵塞。去除飛灰中可溶性鹽成為了不可或缺的步驟。

  二、“塵末”是金

  飛灰雖是垃圾焚燒的附加產(chǎn)物，被作為危險(xiǎn)廢棄物處置，但其中也蘊(yùn)藏著大量的可利用資源。飛灰中的可溶物主要是可溶性鹽類(lèi)，如氯化鈉、氯化鉀等，可提純?yōu)楣I(yè)級(jí)原料；不可溶物主要以鈣、硅、鋁、鐵等無(wú)機(jī)物為主，能替代優(yōu)質(zhì)石灰石燒制水泥熟料。

  我國(guó)鉀鹽資源嚴(yán)重短缺，被國(guó)土資源部列為8種大宗緊缺礦產(chǎn)之一，按照鉀肥含氯化鉀62%以上的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，2016年飛灰中鉀肥的含量占當(dāng)年全國(guó)鉀肥進(jìn)口量的10%以上，飛灰中的氯化鉀可緩解我國(guó)鉀肥資源的短缺。