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“全國飛灰填埋量已超一千萬噸，成為當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，同濟大學環(huán)境科學與工程學院教授、博士生導師，固體廢物處理與資源化研究所所長何品晶以“獨辟蹊徑 破解垃圾焚燒飛灰處理難題 —“FAST工藝”實踐探索”為題，作了主題發(fā)言。
何品晶指出，垃圾焚燒飛灰處理是當前固廢領(lǐng)域面臨的重要問題和痛點，而主流處理技術(shù)均存在一定問題，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，僅靠自身就能實現(xiàn)低成本、低填埋率、高利用率、穩(wěn)定可靠且具備長期環(huán)境安全性的垃圾焚燒飛灰處理技術(shù)。
當前，我國生活垃圾主要依靠焚燒進行處理。但是，在垃圾焚燒的過程中，會不可避免地產(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，全國城市+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，我國每年的飛灰填埋量將高達1000萬噸以上。
何品晶表示，盡管相較于垃圾總量而言每年1000萬噸的飛灰填埋量顯得較小，但若從危險廢物的角度來看，飛灰已成為當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 萬噸，其中的垃圾焚燒飛灰填埋量為23萬噸，占比 2/3 多，成為垃圾焚燒處理的重大問題和痛點。
01 需求即方向
何品晶指出，當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、高溫熱處理、高溫協(xié)同熱處理、低溫(脫附)分解二惡英等，均存在一定問題。一是穩(wěn)定化后的填埋庫容緊缺，國家戰(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、標準規(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，水泥窯無疑是最常見的選擇。但是，從時間維度上來看，相當一部分水泥窯設(shè)施，其開工率大約在50%左右，意味著有一半的時間它們是處于停工或非運行狀態(tài)；而從空間分布上來看，生活垃圾焚燒廠的分布密度明顯高于水泥窯，同時，鑒于生活垃圾焚燒廠產(chǎn)生的飛灰需要及時處理，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，以確保實現(xiàn)垃圾焚燒廠的持續(xù)運行和環(huán)境保護的雙重目標。
面對垃圾焚燒飛灰處理主流工藝存在的問題，何品晶指出資源化利用是值得深入探討的方向。國家對此高度重視，體現(xiàn)在無廢城市建設(shè)、減污降碳協(xié)同增效及危險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，僅憑自身就能實現(xiàn)低成本、低填埋率、高利用率、穩(wěn)定可靠且具備長期環(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)同減量和無害化處理工藝(簡稱“FAST”工藝)應運而生。
02 FAST工藝實踐探索
“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)實現(xiàn)飛灰的減量化、無害化和資源化。該工藝不依賴垃圾焚燒廠外的第三方設(shè)施，具有減污降碳、全量利用、可靠安全等特點。
同時，“FAST”工藝環(huán)保排放達標合規(guī)。廢水：廢水零排放，飛灰水洗浸出液經(jīng)過預處理蒸發(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)范和指導上海環(huán)境集團再生能源運營管理有限公司的FAST工藝管理工作，提高運行水平，防治環(huán)境污染，根據(jù)國家、行業(yè)標準及上海環(huán)境集團公司、上海環(huán)境集團再生能源運營管理有限公司有關(guān)規(guī)定，特制定了《飛灰原位爐內(nèi)低碳協(xié)同減量和無害化處理管理標準》，規(guī)定了“FAST”工藝處理環(huán)節(jié)的運行參數(shù)、污染控制和監(jiān)測監(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；
3、塑型飛灰進入垃圾焚燒爐熱處理的比例不超過3%入爐垃圾質(zhì)量(不對外服務(wù))；
4、進入垃圾焚燒爐熱處理的塑型飛灰可溶性氯含量不超過2%；
5、進入垃圾焚燒爐熱處理的塑型飛灰回爐應處于特定適宜的主體反應溫度區(qū)間；
6、進入垃圾焚燒爐熱處理的塑型飛灰在焚燒爐內(nèi)的停留時間應滿足規(guī)定要求；
7、熱處理后分離的飛灰顆粒應滿足二惡英類不超過50 ng-TEQ/kg；重金屬浸出濃度不超過GB 8978中規(guī)定的最高允許排放濃度限值；可溶性氯含量應不超過2%。
03 “FAST”工藝應用實踐
何品晶詳細介紹了“FAST”工藝在上海老港垃圾焚燒廠示范工程項目中的實際應用情況，該示范項目的處理能力為處理750t/d垃圾焚燒線產(chǎn)生的全量飛灰。
在這個系統(tǒng)中，用來脫除溶解性/揮發(fā)性氯鹽和重金屬，飛灰塑型調(diào)整尺度和強度，該系統(tǒng)已實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行15個月。
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)定的時間；經(jīng)過熱處理后，飛灰與爐渣一同排出。由于進行了塑型處理并滿足相關(guān)強度要求，飛灰在返回后仍能基本保持其原始形狀。因此，可以對其進行有效的管理和監(jiān)控，并確認飛灰是否已經(jīng)實現(xiàn)了無害化，從而避免出現(xiàn)稀釋排放現(xiàn)象。
該示范工程項目經(jīng)過長期持續(xù)的實踐，得出：飛灰處理量12 t，需補水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。整個過程及其產(chǎn)物能夠達到相關(guān)的標準規(guī)范要求，并且，沒有對生活垃圾焚燒過程產(chǎn)生影響，也未發(fā)現(xiàn)對爐渣的性質(zhì)、煙氣的排放產(chǎn)生影響。
此外，在2024年4月“FAST”工藝的專家評審會上，相關(guān)權(quán)威專家也給出了評審意見，專家組認為：“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害化處理和資源化利用提供了一種節(jié)能降碳的新方式。基于FAST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，符合國家現(xiàn)行管理政策導向，可為FAST工藝的工程化應用和規(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用。但是，鑒于生活垃圾焚燒爐并非專為處理危險廢物設(shè)計的工程設(shè)施，因此，必須明確“FAST”工藝不能處理垃圾焚燒廠外的飛灰。
原標題：何品晶：獨辟蹊徑 擺脫依賴第三方 飛灰協(xié)同處置新路徑
