「一言不合」就協同：當飛灰遇上了水泥窯

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提起飛灰，會想到什麼？大地之殤、焚燒之痛、談灰色變、浴水重生……

垃圾焚燒飛灰中氯離子、重金屬、二噁英等有毒物質含量較多，我國環保局將其定義為危廢，代號HW18。因國內無垃圾分類基礎，飛灰污染物質不穩定和成分不確定使其無害化處置和再生循環面臨很大困難。

水泥窯協同處置飛灰技術、環保可靠、處理成本合理，為困擾全國各大城市的「垃圾圍城」問題提供了一條可行的產業鏈處置終端技術。

來源丨中國環聯

作者丨孫真

飛灰知多少

哪裡來的

垃圾焚燒飛灰是在生活垃圾焚燒發電過程中主要收集於煙氣管道、煙氣凈化裝置、旋風分離器和布袋除塵器等處的容重較輕、粒徑細小的粉體物質。

產生量有多少

我國垃圾焚燒主要以流化床和爐排爐為主，兩種爐型處理能力分別占我國生活垃圾比例為1:2，流化床焚燒爐產生飛灰量約為入爐垃圾質量的15-20%，爐排爐產生飛灰量約為入爐垃圾量的3-5%。

垃圾焚燒能力占無害化處理能力表格

根據《十三五城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》，十三五期間，全國規劃新增生活垃圾無害化處置能力50.97萬噸/日，設市城市生活垃圾焚燒能力占無害化總能力比例達到50%，東部地區達到60%。垃圾焚燒產業爆髮式增長，未來飛灰產生量巨大。

到2020年底，垃圾總焚燒量達59.14萬噸/日，年產生飛灰量約為1000萬噸。

成分複雜、毒性大

城市生活垃圾焚燒飛灰中不僅含有大量的Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn等重金屬無機有害物，還富集了高濃度的具有最強毒性的二噁英等有機致癌物，故我國國家環境保護局將生活垃圾焚燒飛灰定義為國家危險廢物（代號HW18）。

資源化特徵

飛灰中的不溶物主要以鈣、硅、鋁、鐵等無機組分為主，這也是利用水泥窯處置飛灰的優勢之一，這部分成分約佔飛灰總量的60-70%，全國目前每年產生400萬噸飛灰，經無害化處理後，將能替代優質石灰石280萬噸。

主要政策支持

《關於城市垃圾焚燒飛灰處置有關問題的復函》環辦函2014（122）：飛灰在目前沒有相關綜合利用標準情況下，不得採用送建材公司加水泥、河沙做標磚等方式進行綜合利用，只能按照《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》（GB30485-2013）要求，利用水泥窯協同處置等方式進行綜合利用。

《危險廢物豁免管理清單》：生活垃圾焚燒飛灰處置滿足《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》（GB30485-2013），進入水泥窯協同處置，水泥窯協同處置過程不按危險廢物管理；提高了處置企業的積極性。

《關於促進生產過程協同資源化處理城市及產業廢棄物工作的意見》中指出加大支持推進利用現有水泥窯協同處理垃圾焚燒飛灰等危廢。

《綠色製造工程實施指南（2016-2020年）》中指出鼓勵推進水泥窯協同處理生活垃圾飛灰等，促進產城融合。

水泥窯協同飛灰，why

填埋場限制

飛灰填埋處置在近期內是主要的處置方式，但隨著環保監查力度的加大，其對環境的潛在風險的不可控性會限制其廣泛應用。

中國環科院固體廢物污染控制技術研究所調查發現，所有填埋場防滲層均有嚴重的滲漏現象，對周邊地下水環境造成了嚴重污染。

水泥窯優勢

水泥窯協同處置飛灰具有技術成熟、不佔用土地、環境風險小的優勢，將隨著技術的不斷優化和處置成本的降低，將成為我國大中型城市飛灰處置的主流技術。

飛灰的主要化學組分為鈣、硅和鋁，接近普通硅酸鹽水泥，存在作為建築材料進行資源化利用的一定物質基礎，如可替代部分原料、處理量較大、處理較為徹底、二噁英可完全焚毀去除等。 水泥熟料為合格品，質量檢測指標均符合標準。

環境無害化

經過預處理的飛灰在水泥窯中高溫熔融煅燒，二噁英被完全分解且不會二次合成，實現環境無害化；而重金屬被有效固定在水泥熟料中，真正實現了飛灰的無害化、減量化與資源化處置。

首條飛灰工業化處置示範線

目前國內已實現產業化運行的只有金隅琉水的3萬噸/年水泥窯協同處置飛灰示範線。

實現了連續穩定運行，最大單日處理量實現了150噸/天，連續穩定處理能力110-120噸/天。

飛灰工業線流程示意圖 來源：中國水泥

國內外技術指標對比圖：

國外

北京金隅

基本工藝

水洗飛灰製備水泥

水洗飛灰製備水泥

入窯工藝

灰漿入分解爐

干灰入窯尾室

水灰比

20:1

3:1

水處理方式

排入城市污水管道

全部回用

搬運次數

1

1

洗滌次數

1次

1次

技術成果轉化

產業化

產業化

問題焦點

水洗脫氯鹽

我國飛灰中氯含量高達到100-200g/kg以上，而普通水泥中規定氯含量必須小於0.6g/kg，因此為了飛灰的資源利用必須把飛灰中所含的大量的氯去除掉。

水洗脫氯過程中的二噁英

二噁英不溶於水，只能吸附在水中的懸浮物中，所以只要將水中的懸浮物去除，水中就不會存在二噁英。

垃圾飛灰對水泥質量的影響

垃圾飛灰中鈣、硅、鋁、鐵共佔總量的60%以上，這些都是水泥中所需要的成分，因此用水洗飛灰燒制水泥，通過對水泥生料配料進行微調即可生產出合格的水泥熟料。

協同存在的不足和問題

第一：藥劑投加量較大（主要調節酸鹼用），運行成本費用較高；

第二：廢水蒸鹽後，產生的混鹽（主要是鉀鈉鹽）價值低，後續分離成本高；

第三：運行容易出現結皮堵塞現象，對穩定運行有一定影響；

第四：重金屬問題，水泥煅燒過程中鉛、鎘、汞等毒性較強的重金屬絕大部分進入煙氣，後被捕及進入窯灰，再次返回窯內再次煅燒或直接與水泥熟料混合，成為水泥產品的一部分，實際上將重金屬分散稀釋到了水劑產品中。

經濟、社會、環境效益

飛灰處置屬於社會公益項目，政府會為企業處置做相應的補貼，經濟效益不明顯，但仍可微利運營。同時可為企業轉型和可持續發展提供了堅實保障。

保護生態環境，實現了飛灰的資源綜合再利用，符合循環經濟的發展方向，而且能夠進一步解決困擾多年的垃圾飛灰處置出路問題，實現了社會效益、環保效益和經濟效益的有效統一。

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