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“全國(guó)飛灰填埋量已超一千萬(wàn)噸，成為當(dāng)前危廢單一品種填埋量最大類別”。在2024(第十八屆)固廢戰(zhàn)略論壇上，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，固體廢物處理與資源化研究所所長(zhǎng)何品晶以“獨(dú)辟蹊徑 破解垃圾焚燒飛灰處理難題 —“FAST工藝”實(shí)踐探索”為題，作了主題發(fā)言。
何品晶指出，垃圾焚燒飛灰處理是當(dāng)前固廢領(lǐng)域面臨的重要問(wèn)題和痛點(diǎn)，而主流處理技術(shù)均存在一定問(wèn)題，尤其在資源化協(xié)同處理上，水泥窯協(xié)同在很多城市并不可靠，我們需要一種不依賴于其他行業(yè)或設(shè)施，僅靠自身就能實(shí)現(xiàn)低成本、低填埋率、高利用率、穩(wěn)定可靠且具備長(zhǎng)期環(huán)境安全性的垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)。
當(dāng)前，我國(guó)生活垃圾主要依靠焚燒進(jìn)行處理。但是，在垃圾焚燒的過(guò)程中，會(huì)不可避免地產(chǎn)生飛灰，而飛灰的主要污染物為二惡英、重金屬(浸出毒性)、溶解鹽(本身談不上是污染物，但是，其中大量存在的氯對(duì)二惡英的生成和重金屬的揮發(fā)起著至關(guān)重要的作用)，是飛灰資源化利用的限制因素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)城市+縣城每年約有2.52億噸生活垃圾焚燒處理，若按照4%的飛灰填埋比例估算，我國(guó)每年的飛灰填埋量將高達(dá)1000萬(wàn)噸以上。
何品晶表示，盡管相較于垃圾總量而言每年1000萬(wàn)噸的飛灰填埋量顯得較小，但若從危險(xiǎn)廢物的角度來(lái)看，飛灰已成為當(dāng)前單一品種危廢填埋最大的類別。以上海市為例，2023年上海市的危廢填埋量約 30 萬(wàn)噸，其中的垃圾焚燒飛灰填埋量為23萬(wàn)噸，占比 2/3 多，成為垃圾焚燒處理的重大問(wèn)題和痛點(diǎn)。
01 需求即方向
何品晶指出，當(dāng)前垃圾焚燒飛灰處理的主流工藝，包括固化/穩(wěn)定化+填埋、水洗脫鹽、高溫?zé)崽幚?、高溫協(xié)同熱處理、低溫(脫附)分解二惡英等，均存在一定問(wèn)題。一是穩(wěn)定化后的填埋庫(kù)容緊缺，國(guó)家戰(zhàn)略規(guī)劃降低填埋率；二是水泥窯/工業(yè)爐窯協(xié)同處置、熔融等熱處理需依靠外部設(shè)施，具有出路不穩(wěn)定和不確定性；三是二惡英控制成本、能耗和碳排放高；四是需要跨行業(yè)、跨部門管理政策支持、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全。
以水泥窯協(xié)同為例，在眾多垃圾焚燒協(xié)同處理中，水泥窯無(wú)疑是最常見(jiàn)的選擇。但是，從時(shí)間維度上來(lái)看，相當(dāng)一部分水泥窯設(shè)施，其開工率大約在50%左右，意味著有一半的時(shí)間它們是處于停工或非運(yùn)行狀態(tài)；而從空間分布上來(lái)看，生活垃圾焚燒廠的分布密度明顯高于水泥窯，同時(shí)，鑒于生活垃圾焚燒廠產(chǎn)生的飛灰需要及時(shí)處理，因此，這種依賴是不可靠的。亟需尋找更為穩(wěn)定、可行的飛灰處理技術(shù)途徑，以確保實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒廠的持續(xù)運(yùn)行和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。
面對(duì)垃圾焚燒飛灰處理主流工藝存在的問(wèn)題，何品晶指出資源化利用是值得深入探討的方向。國(guó)家對(duì)此高度重視，體現(xiàn)在無(wú)廢城市建設(shè)、減污降碳協(xié)同增效及危險(xiǎn)廢物減量化和利用處置能力建設(shè)的需求上。
這些重大需求實(shí)際上也為垃圾焚燒飛灰的資源化處理指明了方向，就是亟需尋求一種不依賴于其他行業(yè)或設(shè)施，僅憑自身就能實(shí)現(xiàn)低成本、低填埋率、高利用率、穩(wěn)定可靠且具備長(zhǎng)期環(huán)境安全性的處理技術(shù)。在此背景下，飛灰原位爐內(nèi)低碳協(xié)同減量和無(wú)害化處理工藝(簡(jiǎn)稱“FAST”工藝)應(yīng)運(yùn)而生。
02 FAST工藝實(shí)踐探索
“FAST”工藝是一種專注于處理垃圾焚燒廠自身產(chǎn)生飛灰的技術(shù)，通過(guò)脫鹽除重、分鹽回收和協(xié)同熱處理三大系統(tǒng)，在垃圾焚燒廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)飛灰的減量化、無(wú)害化和資源化。該工藝不依賴?yán)贌龔S外的第三方設(shè)施，具有減污降碳、全量利用、可靠安全等特點(diǎn)。
同時(shí)，“FAST”工藝環(huán)保排放達(dá)標(biāo)合規(guī)。廢水：廢水零排放，飛灰水洗浸出液經(jīng)過(guò)預(yù)處理蒸發(fā)分鹽后，蒸發(fā)冷凝液全量回用；廢氣：廢氣零排放，車間廢氣收集后進(jìn)入垃圾焚燒爐協(xié)同處理；固廢：含重金屬污泥和雜鹽(5%——8%)，作為危廢需要委托專業(yè)的第三方合規(guī)處置(推薦：危廢填埋或者高溫熔融)。
此外，為規(guī)范和指導(dǎo)上海環(huán)境集團(tuán)再生能源運(yùn)營(yíng)管理有限公司的FAST工藝管理工作，提高運(yùn)行水平，防治環(huán)境污染，根據(jù)國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及上海環(huán)境集團(tuán)公司、上海環(huán)境集團(tuán)再生能源運(yùn)營(yíng)管理有限公司有關(guān)規(guī)定，特制定了《飛灰原位爐內(nèi)低碳協(xié)同減量和無(wú)害化處理管理標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定了“FAST”工藝處理環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)、污染控制和監(jiān)測(cè)監(jiān)管要求。
“FAST”工藝技術(shù)管理規(guī)范：
1、僅用于處理垃圾焚燒廠自身產(chǎn)生的生活垃圾焚燒飛灰(自產(chǎn)自銷)；
2、飛灰需經(jīng)預(yù)處理并塑型后回爐，便于爐內(nèi)控制其行為、便于在爐渣中分離取樣監(jiān)測(cè)；
3、塑型飛灰進(jìn)入垃圾焚燒爐熱處理的比例不超過(guò)3%入爐垃圾質(zhì)量(不對(duì)外服務(wù))；
4、進(jìn)入垃圾焚燒爐熱處理的塑型飛灰可溶性氯含量不超過(guò)2%；
5、進(jìn)入垃圾焚燒爐熱處理的塑型飛灰回爐應(yīng)處于特定適宜的主體反應(yīng)溫度區(qū)間；
6、進(jìn)入垃圾焚燒爐熱處理的塑型飛灰在焚燒爐內(nèi)的停留時(shí)間應(yīng)滿足規(guī)定要求；
7、熱處理后分離的飛灰顆粒應(yīng)滿足二惡英類不超過(guò)50 ng-TEQ/kg；重金屬浸出濃度不超過(guò)GB 8978中規(guī)定的最高允許排放濃度限值；可溶性氯含量應(yīng)不超過(guò)2%。
03 “FAST”工藝應(yīng)用實(shí)踐
何品晶詳細(xì)介紹了“FAST”工藝在上海老港垃圾焚燒廠示范工程項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用情況，該示范項(xiàng)目的處理能力為處理750t/d垃圾焚燒線產(chǎn)生的全量飛灰。
在這個(gè)系統(tǒng)中，用來(lái)脫除溶解性/揮發(fā)性氯鹽和重金屬，飛灰塑型調(diào)整尺度和強(qiáng)度，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行15個(gè)月。
該系統(tǒng)去除水洗液中的重金屬，并梯度分離水洗液中的氯化鈉和氯化鉀，制備合格工業(yè)鹽產(chǎn)品外售。
原狀飛灰經(jīng)過(guò)水洗塑型以后，將其引入爐排爐的特定區(qū)域，并使其在該區(qū)域內(nèi)停留規(guī)定的時(shí)間；經(jīng)過(guò)熱處理后，飛灰與爐渣一同排出。由于進(jìn)行了塑型處理并滿足相關(guān)強(qiáng)度要求，飛灰在返回后仍能基本保持其原始形狀。因此，可以對(duì)其進(jìn)行有效的管理和監(jiān)控，并確認(rèn)飛灰是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化，從而避免出現(xiàn)稀釋排放現(xiàn)象。
該示范工程項(xiàng)目經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期持續(xù)的實(shí)踐，得出：飛灰處理量12 t，需補(bǔ)水5.8 t，冷凝水全量回用于飛灰浸出，得到2.75 t 工業(yè)氯化鉀和氯化鈉，產(chǎn)生0.7 t 雜鹽和重金屬污泥。整個(gè)過(guò)程及其產(chǎn)物能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，并且，沒(méi)有對(duì)生活垃圾焚燒過(guò)程產(chǎn)生影響，也未發(fā)現(xiàn)對(duì)爐渣的性質(zhì)、煙氣的排放產(chǎn)生影響。
此外，在2024年4月“FAST”工藝的專家評(píng)審會(huì)上，相關(guān)權(quán)威專家也給出了評(píng)審意見(jiàn)，專家組認(rèn)為：“FAST”工藝為拓展既有危廢協(xié)同處置渠道開辟了一種新的工藝路徑，為生活垃圾焚燒飛灰的無(wú)害化處理和資源化利用提供了一種節(jié)能降碳的新方式?；贔AST工藝，生活垃圾焚燒飛灰有條件豁免返回原廠生活垃圾焚燒爐的技術(shù)方案具有可行性，符合國(guó)家現(xiàn)行管理政策導(dǎo)向，可為FAST工藝的工程化應(yīng)用和規(guī)模化推廣提供依據(jù)。
何品晶表示，2025年“FAST”工藝將在上海逐步推廣應(yīng)用。但是，鑒于生活垃圾焚燒爐并非專為處理危險(xiǎn)廢物設(shè)計(jì)的工程設(shè)施，因此，必須明確“FAST”工藝不能處理垃圾焚燒廠外的飛灰。
原標(biāo)題：何品晶：獨(dú)辟蹊徑 擺脫依賴第三方 飛灰協(xié)同處置新路徑
