生态化的烟尘处理技术 击破飞灰疑云处理难题

2015年中国的垃圾产生量大约为25,000万吨/年，其中城市生活清运量约为16,000万吨左右。随着十三五的开展，2020年我国的目标焚烧率将从目前的34%左右达到接近50％，与此相应，飞灰的产生量将越来越多。

 中国城市建设研究院有限公司环境工程公司副总经理黄文雄在2015（第九届）固废战略论坛上表示，未处理的飞灰按现行法律法规，属于危险废弃物，必须进入危废填埋场处置。然而目前的危废填埋能力，无法满足急速增长的飞灰的处置需要，随着飞灰产生量的迅速增加，问题日益严峻。在这种背景下，飞灰的违规处理正日益成为尖锐的环保与社会问题。

 以下内容根据嘉宾发言整理，未经本人审核：

 “十三五”末垃圾焚烧比例或上升到50%  飞灰量将急增

 2015年中国的垃圾产生量大约为25,000万吨/年，其中城市生活清运量约为16,000万吨左右。近两年，垃圾焚烧方式飞速发展，预计到“十三五”末，垃圾焚烧比例可能会有现在的30%上升至50%。作为焚烧的副产物飞灰也急剧增大。

由图1可见：飞灰产出量>危废估计填埋能力

垃圾直接填埋存在填埋场容量和环境方面的问题，因此垃圾焚烧的处理方式增长很快。如图1所示，从2010年到2014年，5年内垃圾焚烧产生的飞灰增长达到2.4倍。

随着十三五的开展，2020年我国的目标焚烧率将从目前的34%左右达到接近50％，与此相应，飞灰的产生量将越来越多。

垃圾焚烧产生的飞灰中包括大量有害重金属，合规处理正成为重要课题。

未处理飞灰按现行法律法规，属于危险废弃物，必须进入危废填埋场处置。表中可见，目前的危废填埋能力，无法满足急速增长的飞灰的处置需要，随着飞灰产生量的迅速增加，问题日益严峻。

在这种背景下，飞灰的违规处理正日益成为尖锐的环保与社会问题，关于这方面的新闻报道屡见报端。

2008年，国家出台了生活垃圾填埋场污染控制标准（GB16889-2008）的国标 ，规定焚烧产生的飞灰经处理达标后，可以填埋到生活垃圾填埋场。

由图2可见：飞灰产出量《生活垃圾填埋能力

如图2所示，生活垃圾填埋场的填埋能力远远超过飞灰的产生量。飞灰如果经过适当处理达标后，填埋到生活垃圾填埋场，这对我国今后的垃圾处理来说，是很重要的一个解决方案。另外，根据2014年实施的新环境保护法，除非送去危废填埋场处置，如果处理没有达标而擅自填埋，将面对相应惩罚甚至刑责。

由于飞灰处理缺乏技术，不了解处理方法的优劣，或者由于经费限制，很多垃圾焚烧项目业主对飞灰的有效处理方式缺乏了解、非常困惑。

 国外飞灰处理经验参考  二硫代氨基甲酸盐成为飞灰重金属处理的主流药剂

 作为国外飞灰处理的参考经验，我们介绍一下以焚烧和填埋处理为主流的日本的相关技术。

图3：飞灰重金属处理的主流药剂 ：二硫代氨基甲酸盐

 日本垃圾焚烧率达到75%，为世界最高。早在1992年，日本对飞灰的合规处理进行了强制要求。生活垃圾焚烧后，产生飞灰并大幅度减容。飞灰中包含的有害重金属经过稳定化处理后，填埋处置。

 从技术上来讲，以前曾经有水泥添加处理或者二硫代氨基甲酸盐进行飞灰重金属处理等方式，目前已经基本上不添加水泥，80％直接用二硫代氨基甲酸盐处理。

 水泥固化为什么开始停止使用？三个原因：1、稳定化效果差；2、增容效果多，填埋场库容极大浪费；3、重金属二次溶出的问题。

 图3，我们以铅重金属为例，采用的是水泥和二硫代氨基甲酸盐进行二次溶出的情况，蓝色情况是水泥固化后重金属二次溶出，红色是采用二硫代氨基甲酸盐的溶出。二硫代氨基甲酸盐已经成为市场的主流。

 市场上可以分为三类药剂：二甲胺类药剂、二乙胺类药剂、哌嗪类药剂。稳定性能是比较好，二甲胺和二乙胺会产生有害物质会产生易燃易爆的情况，哌嗪类药剂这种情况是比较小的。哌嗪类药剂是他的化学成分，它的有效浓度占重要及的40%左右。

图4：少量就可将重金属高效稳定化

 图4中，显示了水泥处理和二硫代氨基甲酸盐处理的特点。

 水泥的成本低，曾用于飞灰的重金属处理，也曾考虑用水泥处理后将飞灰作为建材再利用，但重金属处理性能差，需要大量添加，大幅增加填埋量，处理后的飞灰中的重金属会产生二次溶出，由于飞灰中的氯化物浓度过高，腐蚀性很强，无法作为建材再利用，因此，使用情况越来越少。

 相比之下，利用二硫代氨基甲酸盐处理，具有高效重金属处理性能，使用几个百分点就可以稳定处理重金属，不会造成增量，同时重金属的二次溶出也不存在，由于以上优点，目前成为日本重金属处理的主流。

 对哌嗪类药剂的三方面综合评价

 下面是我对课题研究从三个方面进行哌嗪类药剂的评价。

一、重金属处理性能；

二、有害物质的含有；

三、有害物质易燃易爆物质的产生

重金属处理性能

图5：不同地域重金属含量的差异

 本次课题研究选择了国内4个垃圾焚烧厂飞灰进行实验，100批次的重金属检测。分别在华北地区、西南地区以及华东地区和华南地区，分别选择了飞灰进行了实验室实验和现场实验。

项目1：华南地区

 项目1：华北地区重金属的分析情况。我们分析条件完全和国标方法一样，组成采用是XRF，溶出条件采用的是HJ/T300-2007，浓度测定ICP-MS。飞灰超标量不是特别大，铅相对超标。

项目2：华南地区

 项目2：华南地区的情况，尽管也是铅和铬的超标，华北地区数量更大一些，而且用XRF总结出来也是比较大。当添加哌嗪类药剂5%情况下才达到，远远小于我们填埋的限制。

项目3：西南地区

 项目3：采取中国西南地区的飞灰，对TS-300的重金属处理性能进行确认。

结果显示未处理飞灰的Pb和Ni的溶出量高于限值。当我们添加哌嗪类2%的情况下发现它是达标了。

 有害物质的含有情况

 二甲胺类的药剂以其较强的毒害性知名。具体来讲，该物质中含有或者可以结合为四甲基福美双这一物质，该物质属于致癌性、致畸性物质，时有关于其致畸和致死的报告出现，在日本已被禁止使用。

 另一方面，二乙胺类和TS-300（哌嗪类）药剂经过分析，不含有这类有害物质。二甲胺类容易产生福美双这个物质，它会含有或者二次产生福美双这个物质。但是福美双具有致癌性、致畸性的特点，在日本已经停止使用。二乙胺和哌嗪类不会产生福美双。

 有害物质和易燃易爆物质产生

最后，介绍一下重金属处理药剂使用中的有害物质和易爆物质的产生情况。

 有一些我们二硫代氨基甲酸盐实际上是可以通过胺类来合成的，所以我们二硫代氨基甲酸盐它会产生胺类和二硫化碳，二硫化碳是容易产生易燃易爆的风险。

图6：有些药剂会产生二硫化碳（具有毒性・易爆性）

图7是三类药剂在现场做实验的时候，二氧化硫的情况。

二硫代氨基甲酸盐类药剂有很多种，有些可能发生化学反应，产生有害并且易爆的二硫化碳气体。

以下是二硫化碳的主要特性：一种对人体有高度毒害的物质，具有低沸点、高蒸汽压、挥发性强、易暴露于蒸汽之中、低闪点、高爆炸范围、易爆等危险性。

综上所述，哌嗪类药剂是安全性・重金属处理性能优异的药剂。四个药剂包括水泥和二甲胺、二乙胺、哌嗪类，从安全性、稳定性的性能，综合评价，哌嗪类是具有一定优势的。特别是在现在飞灰的处理市场需求是比较大的情况下，在综合考虑环境安全性以及稳定化效果情况下，哌嗪类药剂应该引起更大的重视。

谢谢大家！

编辑：陈丹丹