淺談生活垃圾焚燒飛灰綜合利用問題

孔祥成

（濟寧市環(huán)境保護監(jiān)測站，山東 濟寧 272100）

多年來，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，城市建成區(qū)不斷擴大，大量人口進入城市生產(chǎn)生活，生活垃圾的產(chǎn)生量逐年增加。目前，中國城鎮(zhèn)居民人均每天產(chǎn)生生活垃圾超過1 kg，接近發(fā)達國家平均水平。據(jù)估計，到2020年城市垃圾的產(chǎn)生量將達到3.23億t左右[1]。《2015年環(huán)境統(tǒng)計年報》數(shù)據(jù)顯示，全年共處理生活垃圾2.48億t，其中采用填埋方式處置的生活垃圾1.78億t，占比71.8%；采用堆肥方式處置400萬t，占比不到2%；采用焚燒方式處置6 600萬t，占比26.6%[2]。由此可以看出，垃圾衛(wèi)生填埋還是占據(jù)垃圾處理的主導(dǎo)位置，焚燒處理也有了長足的發(fā)展進步，占比較大。由于產(chǎn)生的垃圾量巨大，土地資源有限，垃圾處理難度大，垃圾圍城現(xiàn)象不斷發(fā)生。由于處置能力不夠，很多地方生活垃圾焚燒電廠常年保持超負荷運轉(zhuǎn)，由此造成一氧化碳、氮氧化物、二噁英等污染物持續(xù)超標(biāo)排放，異味問題持續(xù)無法解決，產(chǎn)生的焚燒飛灰得不到妥善處理，帶來很多環(huán)境問題和社會穩(wěn)定問題。地方政府必須加快生活垃圾焚燒發(fā)電項目布局，盡快提高垃圾焚燒處理能力和焚燒飛灰無害化處置水平。

1 生活垃圾焚燒處理快速發(fā)展

1.1 生活垃圾焚燒是當(dāng)前較理想的處理方式

垃圾焚燒發(fā)電是使廢棄物在高溫下發(fā)生熱分解、燃燒、熔融等反應(yīng)釋放能量，通過氧化燃燒產(chǎn)生高溫?zé)煔猓訜徨仩t產(chǎn)生過熱蒸汽來驅(qū)動渦輪做功發(fā)電。垃圾焚燒處理相較傳統(tǒng)的衛(wèi)生填埋處理，具有很多無可比擬的優(yōu)勢。一是占地面積小，焚燒廠占地面積遠遠小于垃圾填埋場，垃圾焚燒發(fā)電項目更容易選擇合適的位置；二是垃圾減量效果明顯，垃圾焚燒處理后所占體積能夠大幅減少，僅剩不到原來的20%，而對于實行分類處理之后的可燃垃圾，在焚燒處理后甚至可以減少90%，極大地節(jié)約了占地面積；三是可以實現(xiàn)資源綜合利用，能夠有效地將生活垃圾中含有的能量轉(zhuǎn)化為電力；四是處理速度快，不需要長期儲存。生活垃圾焚燒發(fā)電是目前處理生活垃圾的較理想的方式，能夠有效解決占地問題，需要各地大力發(fā)展。垃圾焚燒發(fā)電在發(fā)達工業(yè)國家所占的比例相對較高，它們走在了中國的前面。例如，垃圾焚燒在日本的比例達到73%，在瑞典也達到了70%。

1.2 生活垃圾焚燒正在快速發(fā)展

由于垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)和運行成本高，技術(shù)要求高，加上人們環(huán)保意識淡薄，垃圾焚燒很長一段時間并沒有在我國得到很快的發(fā)展。隨著環(huán)保意識的提高和綠水青山理念的深入人心，加上可利用的土地資源日益稀少的限制，焚燒已經(jīng)成為許多大城市處理生活垃圾的必然選擇。近年來，焚燒發(fā)電在中國發(fā)展迅速，據(jù)不完全統(tǒng)計，至2016年9月，我國在運營的垃圾焚燒發(fā)電廠共207座，總處理能力達到了19.9萬t/d[3]。目前，全國上下很多省市都在重新規(guī)劃布局垃圾焚燒發(fā)電項目，新的垃圾處理項目基本采用焚燒處理的方式。以濟寧市為例，2016年之前僅有1家垃圾焚燒發(fā)電廠建成投運，目前建成投產(chǎn)和正在建設(shè)的已經(jīng)達到5家，還有縣市區(qū)正在籌劃建設(shè)。預(yù)計到2020年，全國城市生活垃圾焚燒處理比例將超越衛(wèi)生填埋成為比例最高的方式。

1.3 生活垃圾焚燒存在的問題

垃圾焚燒發(fā)電廠運行成本高，依賴政府的政策和資金扶持。垃圾焚燒對于設(shè)備和應(yīng)用技術(shù)的要求更高，所需的技術(shù)人員和管理人員需具備更高的素質(zhì)，焚燒所需要的運營成本也遠高于衛(wèi)生填埋。例如，一個600 t/d垃圾焚燒廠的總投資為2.5億元左右，年運營成本為1 400萬元左右。垃圾焚燒還會產(chǎn)生氣體、固體和液體的二次污染。氣態(tài)污染物包括顆粒污染物、酸性氣體、重金屬、二噁英和呋喃等成分，當(dāng)焚燒不充分時，它們具有高毒性。除塵器被捕獲后，顆粒物以飛灰的形式存在。揮發(fā)性重金屬和二噁英大多吸附在焚燒飛灰上，被列為危險廢物。飛灰的產(chǎn)生量約占原體積的10%，如何實現(xiàn)垃圾焚燒飛灰的資源綜合利用，是一個非常重要且急需解決的問題。

2 生活垃圾飛灰處理及存在的問題

2.1 當(dāng)前飛灰處理技術(shù)比較

焚燒飛灰處理基本的技術(shù)有熔融、固化、安全填埋、資源化等方法。熔融是把焚燒飛灰液化并保持一段時間，冷卻成為玻璃狀的產(chǎn)品。它的建設(shè)和運行費用都很高，能耗也很大，熔融過程會產(chǎn)生更具毒性的熔融飛灰，含有更高濃度的重金屬和二噁英。水泥固化是最廉價的處理技術(shù)，但它會顯著增大飛灰原有的體積。遇雨水時，飛灰中的鹽類易滲出污染環(huán)境，不能很好地固化鉛、汞、六價鉻等重金屬。螯合固化常需要使用螯合劑，但是螯合劑一般價格昂貴，并且解決不二噁英問題，通常需要同時加入水泥才能完全穩(wěn)定重金屬。

安全填埋是將經(jīng)過一定預(yù)處理后的焚燒飛灰在安全填埋場臨時安全儲存。然而，隨著環(huán)境保護要求的提高、垃圾填埋場的減少和建設(shè)成本的持續(xù)增加，很多地方已經(jīng)沒有符合條件的土地來建設(shè)填埋場，必須考慮采用其他方式來代替。飛灰資源化再利用方法是近年來的研究熱點，符合當(dāng)前綠色生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。其主要用于磚瓦、陶粒、水泥原料、熟料等建筑材料的生產(chǎn)，但在生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)境影響方面還存在一些問題，尚待進一步研究和開發(fā)，還不具備大規(guī)模推廣的條件。在發(fā)達國家，焚燒飛灰的主要處理處置方式是“穩(wěn)定+填埋”。

2.2 我國垃圾焚燒飛灰處理應(yīng)用情況

為了防治環(huán)境污染，促進技術(shù)進步，我國大幅度提高了垃圾焚燒污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，能夠達到國際先進水平。焚燒飛灰處理效果是決定生活垃圾焚燒環(huán)境問題的關(guān)鍵。多年來一直沒有關(guān)于飛灰無害化處理率的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但估計不超過10%。環(huán)境風(fēng)險管理和環(huán)境污染防控是城市垃圾焚燒處理中非常薄弱的環(huán)節(jié)。目前，對飛灰的處理主要包括對填埋場和深埋礦的加固和穩(wěn)定，以及水泥窯的協(xié)同處置、燒結(jié)和熔化，以制備建筑材料。焚燒飛灰穩(wěn)定固化后利用危廢填埋場進行安全填埋是最安全的方式，但這會使每噸廢棄物的處置成本增加60～180元，甚至超過垃圾焚燒每噸的投標(biāo)價格。因此，飛灰固化穩(wěn)定后進入危險廢物安全填埋場的處置方法無論在處置能力還是在經(jīng)濟成本上都很難實施，中國在這方面沒有系統(tǒng)的研究和實踐經(jīng)驗。

2.3 當(dāng)前飛灰處理存在的問題

隨著生活垃圾焚燒發(fā)電項目的不斷上馬，越來越多的垃圾通過焚燒來處理，需要安全處理的生活垃圾焚燒飛灰的數(shù)量也會飛速增長。但是，受限于我國目前危險廢物填埋場的填埋容量和使用壽命，妥善安全有效處置能力嚴重不足。這就造成有的垃圾焚燒企業(yè)為了節(jié)省費用，置環(huán)境風(fēng)險問題于不顧，違規(guī)對焚燒飛灰進行處理，引發(fā)比較嚴重的環(huán)境污染問題。

焚燒飛灰處置檔案登記制度不完善，部分地區(qū)環(huán)保部門對焚燒飛灰監(jiān)管不夠重視，監(jiān)管不能及時跟上，沒有建立有效的公眾監(jiān)督機制，致使飛灰處置管理難以令人滿意。飛灰資源化利用的主要問題是如何在處理過程中妥善控制飛灰中的重金屬、鹽等污染物，使處理后的產(chǎn)品既能滿足環(huán)境安全和使用的要求，又能滿足使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的需要。在飛灰的資源化利用方面，生活垃圾焚燒處理設(shè)施在水泥窯協(xié)同處理和熔融方面進行了嘗試，其中水泥窯協(xié)同處理相對經(jīng)濟簡單，不需要增加其他的特殊設(shè)備，更容易實現(xiàn)。但總的來說，飛灰資源化利用技術(shù)還處于研究和試驗階段，尚不具備成熟技術(shù)和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化能力。此外，由于研發(fā)成本高，缺乏政策支持和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和指導(dǎo)，飛灰回收利用技術(shù)的大規(guī)模研究開發(fā)仍然困難重重。

3 多措并舉解決飛灰資源化利用問題

3.1 加強資源利用技術(shù)的研發(fā)

根據(jù)高效清潔和資源綜合利用的要求，最理想的途徑是安全、經(jīng)濟、徹底地回收利用焚燒飛灰。焚燒垃圾飛灰可以作為一種安全、經(jīng)濟的建筑材料，然而，這種治療方法主要使用飛灰中的二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵、氧化鈣等物質(zhì)。其他重金屬和有害物質(zhì)在生產(chǎn)過程和使用過程中仍可能造成一定的環(huán)境影響，人們需要通過一些技術(shù)手段加以控制。這種技術(shù)還需要進一步研究。此外，隨著我國現(xiàn)代化進程的加快和基礎(chǔ)設(shè)施的完善，市場對建筑材料的需求量將減少，焚燒飛灰行業(yè)的處理能力也將下降。人們還需要開發(fā)新的資源利用方法。因此，在現(xiàn)有條件下，我國焚燒飛灰的處置和管理也應(yīng)優(yōu)先考慮安全填埋，同時鼓勵發(fā)展資源型技術(shù)的安全和可持續(xù)發(fā)展，并輔以其他方法。

飛灰處理的未來趨勢和長遠目標(biāo)必須是最大限度地利用資源。垃圾焚燒飛灰含有多種有害物質(zhì)。因此，在飛灰的回收利用前，應(yīng)注意污染物的排放控制，完善產(chǎn)品的環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。應(yīng)鼓勵和支持焚燒飛灰回收技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，特別是實際工程項目的建設(shè)。積極開展學(xué)習(xí)研討會、技術(shù)交流，與國外學(xué)者、科研機構(gòu)和企業(yè)深入合作，定期召開座談會，設(shè)立專項資金，加強人才培養(yǎng)。

3.2 完善飛灰處置的環(huán)保監(jiān)管體系

環(huán)境保護部門應(yīng)當(dāng)將焚燒飛灰的處置和處置納入焚燒設(shè)施管理制度，督促焚燒廠經(jīng)營者正確處理和處置焚燒飛灰。組織專家評審，評價焚燒處理和飛灰處置效果。嚴格監(jiān)督檢查執(zhí)行危險廢物管理相關(guān)制度和標(biāo)準(zhǔn)情況。有效管理的依據(jù)是真實和詳細的記錄，因此有必要對飛灰處理和處置過程進行登記和文件化。明確記錄焚燒飛灰的數(shù)量、流向、儲存和處理處置方法。加強各級立法，發(fā)布適應(yīng)性指導(dǎo)文件；及時跟蹤社會發(fā)展和技術(shù)更新情況，加快制定和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)全國各地有關(guān)部門推進宣傳工作。建立健全焚燒飛灰資源利用技術(shù)指導(dǎo)和法律法規(guī)監(jiān)督機制，使資源利用可以以法律法規(guī)為依據(jù)。減少甚至禁止新上馬垃圾填埋場和飛灰填埋工程，新的焚燒工程必須具有綜合的飛灰利用能力。

3.3 加大群眾參與監(jiān)督力度

完善公眾參與監(jiān)督機制，歡迎人們積極有序地參與環(huán)境監(jiān)督，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，向社會公布生活垃圾焚燒飛灰處置相關(guān)信息。可以開展宣傳教育工作，組織學(xué)生和市民參觀焚燒發(fā)電環(huán)境保護設(shè)施，可在街道、住宅小區(qū)、公園等公共場所設(shè)置展板和講座，進一步使人了解相關(guān)知識，消除群眾的疑慮，努力爭取社會對焚燒飛灰合理處置的理解和支持。建設(shè)環(huán)保宣傳教育基地，通過垃圾焚燒發(fā)電廠申報省、市環(huán)保教育基地，組織群眾參觀、了解生活垃圾發(fā)電廠的運行情況，使“鄰避效應(yīng)”變?yōu)椤班徖?yīng)”，防止環(huán)境風(fēng)險事件的發(fā)生，推動社會和諧可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)論

隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量的不斷增加，垃圾焚燒應(yīng)用大范圍推廣，對飛灰綜合利用處置的需求也更加迫切。如何處理和處理焚燒飛灰以滿足無害化、減量化、循環(huán)利用的要求，是一個亟待解決的問題。為了實現(xiàn)環(huán)境與經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，有必要研究焚燒飛灰的資源化利用，開發(fā)符合中國城市固體需求的技術(shù)，找出環(huán)境要求與經(jīng)濟成本之間的平衡。同時，要建立和完善焚燒飛灰循環(huán)利用的監(jiān)督機制、技術(shù)指導(dǎo)和法律法規(guī)，使回收利用可依據(jù)法律法規(guī)進行。