垃圾焚烧飞灰：危废！
垃圾焚烧飞灰：危废！
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垃圾焚烧
生态环境部于2020年8月27日制定并发布了《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（试行）》（ HJ 1134-2020）。对飞灰的处理方式和产物中重点污染物的定量控制，“技术规范”进行了推荐和说明：
1 、应控制飞灰处理产物中的二噁英类含量，可采用低温热分解、高温烧结和高温熔融等二噁英类分解技术，处理产物中二噁英类残留的总量应不超过50ng-TEQ/kg（以飞灰干重计）。
2 、应控制飞灰处理产物中的重金属浸出浓度，飞灰处理产物按照HJ557方法制备浸出液，其中重金属的浸出浓度应不超过GB8978中规定的最高允许排放浓度限值（第二类污染物最高允许排放浓度按照一级标准执行）。
3 、应控制飞灰处理产物中的可溶性氯含量，可采用高温工艺、水洗工艺等脱除可溶性氯，处理产物（高温处理产物、水洗后飞灰等）中可溶性氯含量应不超过2%，以不高于1%为宜。
截至2021年11月24日，全国投运垃圾焚烧规模已达74.6万吨/日，相比2020年末增加10.9万吨/日（按焚烧炉投运时间统计），增幅17.2%。
2021年5月，《“十四五”城镇生活垃圾分类和处理设施发展规划》中总体目标中提出垃圾焚烧处理能力：到2025年底，全国城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨/日左右，城市生活垃圾焚烧处理能力占比65%左右。
垃圾焚烧飞灰产生工艺
二噁英
二噁英是一种具有较强生物毒性的有机化合物，其毒性是氰化物的130倍、砒霜的900倍，具有不可逆的“致畸、致癌、致突变”毒性，被视为“世界上最危险的化学物质之一”。又因其一旦渗透到环境之中，就很难自然降解消除，故有着“世纪之毒”之称。二噁英化学性质非常稳定，熔点较高，极难溶于水。在705℃以下时是相当稳定的，高于此温度即开始分解。
二噁英
垃圾焚烧时会产生大量的飞灰，即在烟气净化系统（APC）和热回收系统（如节热器、锅炉等）中收集而得的残余物，约占垃圾焚烧灰渣总量的20%左右，它是生活垃圾焚烧后烟气除尘器收下的物质，因其中含有重金属元素（Pb、Zn、Cr、Ni、Cu、Cd、Hg等），焚烧飞灰中的重金属总量达到0.5%~3.0%，以 Pb，Cu，Zn等居多，而且飞灰中的重金属为非惰性物质，浸出毒性很高。
垃圾焚烧发电
飞灰中含有易溶的盐类物质（主要为Ca、Na和K，占飞灰重量的8-25%），此外垃圾焚烧飞灰中含有二噁英（0.34-6.7ngTEQ/g）等有机污染物而不能直接填埋处理，属于危废，代号为HW18。
飞灰是含水率很低的细小尘粒，呈浅灰色粉末状，一般所取灰样的含水率为10%-23%，热灼减率为34%-51%。飞灰的粒径大小不均，是由颗粒物、反应产物、未反应产物和冷凝产物聚集而成的不规则物体，但总的来说，粒径较小，基本在100μm以下，表面粗糙，呈多角质装，孔隙率较高，比表面积较大，这使铅和镉等易挥发性金属在其表面凝结富集。
由于烟气净化的脱酸过程会喷入过量碱性物质（如石灰等）去除HCl等有害气体，导致产生的飞灰碱性和腐蚀性较强，pH一般在11-13之间。
下图为文献中垃圾焚烧飞灰组成：
垃圾飞灰组成
垃圾焚烧飞灰组成
炉型对飞灰产量和性质影响最大，机械炉排炉产灰比约为3-5%，而流化床型焚烧炉产灰比在15%左右；炉排炉由于烟气处理过程不同，其产生的飞灰Ca、Cl和重金属含量均高于流化床飞灰，而流化床飞灰的主要组分为Al、Si和Fe等。由于世界上的垃圾焚烧炉绝大多数为炉排炉型，因此有关生活垃圾焚烧飞灰的研究多集中在炉排炉型飞灰上。
机械炉排炉
按2021年焚烧能力统计数据,全国飞灰日产生量28781吨，全国飞灰年产量约1000万吨。
目前上海运行和在建共16座垃圾焚烧设施，总焚烧能力28895吨/天。以飞灰产率0.03计，16座焚烧厂全部投运后，上海每天将产生飞灰约900吨。
由天津、上海等较早使用垃圾焚烧技术城市的处理成本数据测算，飞灰经固化之后通过相关危废处理单位最终处理，成本约1000-2000元/吨飞灰。
垃圾焚烧飞灰处理水产生量为2.06-2.35m 3 /t，均值为2.18m 3 /t。
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