生活垃圾焚烧飞灰处置过程中氯盐解决途径的探讨

生活垃圾焚烧飞灰处置过程中氯盐解决途径的探讨

陈宏虎

江苏天楹环保能源有限公司 江苏省海安市 226600

摘要

生活垃圾焚烧发电因具有减量化、占用土地资源少及可实现能源化的优势，目前已成为我国生活垃圾处置的主流方式。生活垃圾焚烧飞灰（以下简称“飞灰”）是生活垃圾焚烧烟气净化系统收集而得到的粉状物质，因其富集大量的重金属和二噁英类污染物，固其属于危险废物（HW18），必须得到安全合规处置。

目前，主流的飞灰处置方法是螯合固化后填埋和水泥窑协同处置，二者都具有很大的局限性。近年来，等离子体熔融处置飞灰逐渐得到应用，其具有减容率高，无害化彻底的独特优势。

垃圾焚烧飞灰中氯元素含量高达20%，在等离子体熔融处置过程中会产生大量的氯盐，不仅会给企业带来极大的经济负担，若解决途径不合法更可能引起环境污染事件。因此，急需给等离子体熔融处置飞灰过程中产生的氯盐寻求一个合理的解决途径。

关键词：垃圾焚烧 氯盐 重金属

1. 氯盐的产生

飞灰在熔融炉中，经高温电弧加热至1300-1500℃，充分熔融反应后形成气相和液相，气相上升流经高温氧化室后进入烟气净化系统，液相分层为上下两部分，上层为密度较轻的硅酸盐熔体，下层为密度较重的金属液。熔融烟气中主要有害成分为高浓度酸性气体（HCl、SO2等）和含重金属的氯盐颗粒物。

烟气急冷和两级水洗产生的高盐废水经预处理+蒸发结晶系统蒸发结晶产生结晶盐，主要成分是NaCl和KCl。

2. 危险性鉴别

由于熔融烟气中含有一定量的重金属，虽然经过烟气急冷和二级水洗后，99.99%的重金属都会进入水相中，但是仍然不能保证氯盐中不含有重金属污染物。因此需要按照《GB5085.3 危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》[2]的规定进行危险性鉴别，若超过鉴别标准的规定，则应该将此氯盐定义成危废，按照危险废物的要求进行管理。

若经鉴别不属于危险废物，且根据实际运营情况分析，烟气中的重金属被水洗去除后，剩余的重金属含量极低，即使全部重金属浸出，其浓度仍远低于浸出毒性的限值，此类氯盐绝大多数不属于危险废物。

3. 一般固废和副产品的识别

    若氯盐不属于危险废物，那么仍有可能属于一般固废。一般固废和副产品的区别在于，副产品是具有产品质量标准的物质，具有产品属性，而一般固废属于废物，不具备商品的属性[3]。

4. 氯盐的产品性判别
   1. 产品识别的基本原则

(1)符合国家、地方或行业通行的产品质量标准；

(2)符合相关的国家污染控制标准或技术规范要求，包括该产物中有毒有害物质的含量；

(3)有稳定、合理的市场需求。

4.2现行标准的分析

目前，我国工业氯盐产品的标准体系尚不健全，比如《GB/T 5462-2015工业盐》标准，适用于海湖盐和井矿盐或以盐湖卤水、盐湖或地下卤水为原料制成的工业盐；《草甘膦副产工业盐》标准适用于草甘膦生产过程中产生的副产盐；《煤化工副产工业氯化钠》标准适用于煤化工生产过程中的副产盐。

利用等离子体技术处置垃圾焚烧飞灰在全国甚至全世界都属于新兴发展的技术，对于处置过程中产生的氯盐更是没有一个成熟且直接的标准可以引用。因此，只能在现行标准中选择相关性较大且指标限值较为严格的标准进行整合。

4.3标准的选择

在现行的国家标准、行业标准、地方标准和团体标准中，有如下几个标准和垃圾焚烧飞灰氯盐较为相关。

（1）《水泥窑协同处置飞灰预处理产品水洗氯化物 T/CCAS 010—2019》[4]

（2）《融雪剂 GB23851-2017》[5]

以上2种标准既规定了工业氯盐的产品质量标准，也对特征污染物标准进行的规定。特别是《水泥窑协同处置飞灰预处理产品水洗氯化物》标准，所处置的原料和产物均与等离子体处置飞灰的情况类似，借鉴意义最大。

4.4产品质量标准

（1）外观指标

白色、微黄色或青白色晶体，无明显的杂物。

（2）产品质量标准

等离子体处置垃圾焚烧飞灰产生的氯盐的主要理化指标见表1。

表1 氯盐的主要理化指标              单位为 g/100g

4.5特征污染物指标标准

垃圾焚烧飞灰中含有大量重金属 (铅、汞、铬、镉、砷等)，这些污染物有可能在处置过程中转移至氯盐中，因此在氯盐的特征污染物指标因子评价选择时必须考虑上述污染物。

等离子体处置垃圾焚烧飞灰产生的氯盐中的重金属指标见表2。

表2  氯盐中的重金属指标单位为 mg/kg

4.6产品市场需求

副产工业盐作为工业原料用盐，是化学工业的最基本原料之一，被称为“化学工业之母”。基本化学工业主要产品中的盐酸、烧碱、纯碱、氯化铵、氯气等都是用工业盐为原料生产的，有机合成工业中也需要大量的副产工业盐。其中，两碱行业的用量最大，约占工业盐消费量的70%以上；2021年中国纯碱产量2913.3万吨，烧碱产量3891万吨，且逐年稳步增加。

因此，副产工业盐有着巨大且稳定的市场需求，工业地位难以撼动。

4.7评价与判别

    等离子体处置垃圾焚烧飞灰产生的氯盐，通过产品质量指标评价和特征污染物指标评价分析，若能符合产品质量标准和特征污染物标准，且市场需求稳定，则可以定义为副产工业盐产品。

5. 产品管理
   1. 购买单位的审核

副产工业盐产品的购买单位应尽量选择直接使用单位，若选择贸易型单位，则需要核对其营业执照经营范围是否包含工业盐（非食用盐）的购销；同时要求购买单位制定副产工业盐的利用计划和方案，确定计划采购的数量和利用方案（去向）。

5.2副产工业盐产品的日常管理

（1）工业副产盐生产企业、使用单位必须建立、保存完整的生产、销售、库存、运输记录，所有数据电子文档长期保存，纸质文档保存三年以上；

（2）工业副产盐生产企业、使用单位必须按月如实向当地盐业主管机构报送盐产品的存储记录、流向及使用情况；

（3）工业副产盐生产企业、使用单位对工业副产盐的运输，必须采取专车直达运输方式，不得中途倒换、转卖；

（4）工业副产盐包装上，必须印制产品名称、规格、生产单位，并醒目标明“禁止食用”字样；

（5）产品应贮存在干燥的仓库中，如临时堆放要妥善封存，严防受潮。

6. 结论

等离子体处置垃圾焚烧飞灰产生的氯盐，数量巨大，必须要正规解决。氯盐首先经危险性鉴别，判断是否是危险废物，若是危险废物则按危险废物管理；若不是危险废物则进行产品性判别，若经产品质量指标评价和特征污染物指标评价分析符合相应标准，且产品需求稳定，则可以定义为副产工业盐的产品。同时加强产品的日常管理。

[1] 周珍雄,邵倩,余姮蓉,桂湘也,陈效,吴成强.垃圾焚烧飞灰水洗脱氯资源化研究[J].广东化工，2021(06):106-107

[2] GB5085.3,《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》[S]

[3] 徐诚.论对危险废物及副产品的界定和管理[J].环境保护与循环经济,2021(01):105-107

[4] T/CCAS 010—2019,《水泥窑协同处置飞灰预处理产品水洗氯化物》[S]

[5] GB23851-2017,《融雪剂》[S]