一、研究背景

　　随着我国城市化进程加快，生活垃圾焚烧处理规模持续扩大，随之产生的焚烧飞灰量急剧增加。飞灰因其含有重金属、二噁英类等有毒有害物质，被列入《国家危险废物名录》（HW18），其安全处置是垃圾焚烧行业面临的重大挑战。传统飞灰处置方式如稳定化固化后填埋或水泥窑协同处置，存在占地大、成本高及资源化利用率低等问题。在此背景下，开发一种能够就地、高效、低成本地实现飞灰减量与无害化、资源化的技术，对提升垃圾焚烧厂的经济与环境效益、促进行业可持续发展具有重要意义。

　　二、技术简介

　　生活垃圾焚烧飞灰就地循环减量技术，由武汉致衡环境安全工程技术有限公司联合中国科学院武汉岩土力学研究所、武汉科技大学等机构研发。该技术旨在直接在垃圾焚烧厂内，通过一系列调质改性工艺，将危险废物属性的飞灰转化为满足《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范（试行）》（HJ1134-2020）要求的一般固体废物，并实现飞灰大幅减量（目标≥90%），转化后的产物可作为建材原料进行资源化利用。该技术已通过中试验证，并计划建设示范工程。

　　三、关键核心技术

　　该技术的核心在于“调质+胶凝固化+中高温烧结+水淬”的多污染物协同控制集成工艺。

　　该技术关键模块包括：

　　（一）飞灰专用调质药剂技术：针对飞灰特性研发的复配药剂，能有效促进胶凝固化反应并调整飞灰熔融特性。

　　（二）高压对辊团粒成型技术：将调质后的飞灰通过专用设备压制成型，形成具有一定强度的团粒，便于投加并减少入炉过程中的粉尘。

　　（三）飞灰团粒协同焚烧与烧结技术：将飞灰团粒返回焚烧炉内，利用炉内中高温（700～900℃）环境，使团粒经历干燥、有机物分解、无机物熔结的过程，实现二噁英分解和重金属稳定化。

　　（四）水淬稳定化技术：烧结后的高温团粒经水急冷（水淬），形成致密、化学性质稳定的玻璃态渣粒，进一步固化重金属并降低其浸出毒性。

　　四、主要技术原理

　　（一）解毒（危废转一般固废）

　　二噁英：在≥800℃的炉内高温环境下停留足够时间（45～75分钟），被彻底分解。

　　重金属：通过调质药剂的胶凝固化作用（水合反应、吸附、包裹）以及炉内的烧结固化作用（与硅铝酸盐等共熔形成稳定矿物相），显著降低其浸出毒性和迁移性。部分易挥发重金属在高温下挥发并随烟气进入后端净化系统。

　　（二）控污（实现资源属性）

　　可溶性氯盐：部分在调质阶段生成难溶性Friedel盐；部分在炉内预热阶段以氯化氢形式挥发；残留部分通过水淬过程溶解分离或稳定化，使最终产物水溶性氯含量≤2%。

　　（三）节能降耗

　　通过调质降低飞灰的烧结温度，并利用垃圾焚烧系统本身的高温条件，无需额外建设高温熔融设施，显著降低能耗和投资运行成本。

　　五、工艺优势

　　（一）就地处理：直接在产灰的垃圾焚烧厂内完成处理，省去高昂的外运费用和长途运输环境风险。

　　（二）高效减量：飞灰综合减量率可达90%以上，极大减轻末端处置压力。

　　（三）彻底解毒：能同时高效降解二噁英并稳定固化重金属，产物满足国家最新污染控制标准。

　　（四）资源导向：改性后的烧结渣粒可用作免烧砖、水稳层集料等建材原料，实现资源循环。

　　（五）成本低廉：充分利用现有焚烧设施的能量和空间，综合处理成本预计低于1050元/吨飞灰，相较于传统处置方式经济性显著。

　　六、技术先进性

　　（一）专利技术支撑：技术已形成专利族，截至2024年8月，已获授权发明专利共6件,实用新型专利共5件，构建了坚实的技术壁垒。

　　（二）多学科交叉研发团队：团队核心成员涵盖环境工程、热能工程、岩土力学及材料科学等领域，确保技术的深度与可靠性。

　　（三）第三方验证与权威评估：中试结果经中国科学院水生生物研究所、江苏中宣生态土研究院等第三方检测机构验证，污染物控制指标全部达标。2024年8月，技术通过生态环境部固体废物与化学品管理技术中心的评估，专家结论为“技术可行，风险可控”，建议开展规模化示范。

　　七、成果影响

　　该技术的成功应用将彻底改变当前垃圾焚烧飞灰处置的格局：

　　环境效益：从根本上解决飞灰的污染问题，降低环境的风险。

　　经济效益：为垃圾焚烧厂节省巨额的飞灰外运处置费用，提升项目盈利能力。

　　社会效益：化解“邻避效应”，促进垃圾焚烧设施的稳定运行和新建项目的落地，推动“无废城市”建设。

　　八、产业化进展

　　中试完成：已于2023年在芜湖绿洲环保能源有限公司（2×750t/d炉排炉垃圾焚烧厂）完成规模化现场中试，处理了实际产生的飞灰，验证了技术的可行性和稳定性。

　　示范工程规划：计划在北控武汉锅顶山垃圾焚烧发电厂等大中型焚烧厂建设示范工程，设计处理规模为30t/d，目前已完成初步实施方案。

　　九、应用案例

　　中试案例：芜湖绿洲垃圾焚烧发电厂。中试期间，对原灰及处理后的团粒、烧结渣进行了全面检测，结果表明重金属浸出浓度、二噁英含量、可溶性氯含量均优于HJ1134-2020标准限值。

　　技术应用业绩：武汉致衡公司已在广州李坑垃圾焚烧飞灰处理站、新疆金源危险废物处置基地等多个固废处置项目中积累了丰富的工程经验，为该技术的工程化放大提供了坚实基础。

　　十、结语

　　垃圾焚烧飞灰就地循环减量技术是一项具有原创性、高效性和经济性的创新技术。它精准抓住了飞灰处置的痛点，通过巧妙的工艺设计，将废物处理过程与现有焚烧系统深度融合，实现了飞灰的“就地、减量、无害化、资源化”，为垃圾焚烧飞灰的安全、绿色、低成本处置提供了全新的解决方案，产业化应用前景广阔。今后该技术必将为我国生活垃圾的完全无害化处理和资源循环利用做出重要贡献，市场前景和社会环境效益巨大。

　　（来源：武汉致衡环境安全工程技术有限公司）