课题组自主研发的捏合机
出料口(上)和捏合产物
垃圾焚烧飞灰富含高浓度重金属和二恶英，被世界各国列为危险废物，需要特殊处理。而在我国，飞灰处理却面临着尴尬——大部分城市没有危险废物处理设施，有设施的城市也无法处理如此大量的飞灰。
这是清华大学环境科学与工程系教授王伟近日向《科学时报》记者介绍的。王伟说：“我国标准对垃圾焚烧飞灰处理限制得非常严格，但现实情况是出口无法落实。飞灰处理处于无控状态。”
经过3年国家自然科学基金项目“垃圾焚烧飞灰中重金属的分布、迁移规律的研究”和“863”计划“危险废物处理处置技术”的研究，王伟课题组提出“严格过程、放宽出口”的处理思路和“螯合稳定化+卫生填埋”的技术路线，可以解决现在飞灰无处处理的问题。
严格出口VS没有出口
垃圾处理有3种方式：填埋、焚烧和堆肥，以前我国以填埋为主。但是近年来，由于城市土地面积不足和垃圾量急剧增加，填埋垃圾已经不是最佳选择。王伟说：“现在北京每天要产生18000吨垃圾，10吨卡车要拉1800车。填埋场必须不断找新地，很多填埋场都在扩建。”另外，垃圾成分变化之后也不适宜堆肥，目前我国垃圾焚烧的需求越来越高。据王伟介绍，最近四五年，焚烧的比例从1%~2%迅速增加到14%，我国的垃圾焚烧能力已经达到每天4万吨。
垃圾焚烧产生3%～5%的飞灰。飞灰是一类很特殊的废物，富含高浓度的重金属和二恶英，被称为双料污染物。研究发现，其中重金属含量在1%～9%之间，平均约为3%。因此世界各国都将飞灰定义为危险废物。
按照我国现行处理危险废物的标准，飞灰合法的处理出路只有一条——填埋进安全填埋场。而这条标准和现实之间的矛盾是：在我国建有垃圾焚烧厂的城市中大部分没有安全填埋场；有安全填埋场的城市也无法处理。
王伟说，这其中有两个原因：首先，进安全填埋场的处理费用在900～1500元/吨，如果按照1500元计算，每吨垃圾就要收费40多元。而政府补贴的垃圾处理费很多企业接受不了；其次，由于飞灰量太大，每天都有几百吨，安全填埋场往往不接收，因为如果接收了飞灰就没法处理其他废物了。
“我们计算过，一个大型的安全填埋场如果每天填埋飞灰，两三年就填满了。”王伟说，“危险废物填埋场在规划时是针对比飞灰更危险的危险物的，谁都没有关注过飞灰。所以现实情况就是国家标准现在没有得到执行，不知道处理到哪里去了。这就是我国标准的一个问题：出口限定得非常严格，反而导致没有出口，缺乏过程管理，都在过程中流失了。”
制定新的检验方法
“我国行业中存在一种争论，有人认为飞灰不是危险废物，国家标准定得不对。”王伟说，产生这种争论的原因是，危险废物的判别标准是进行浸出毒性试验，而用这个方法检测的飞灰超标并不是很严重。“因此我们自然科学基金的项目就是要研究清楚飞灰中到底有多少种重金属、以什么形态存在、在环境中如何迁移、如何控制。”
课题组研究发现，之所以作浸出毒性试验的结果比较低，是因为飞灰中含大量碱性物质，但绝大多数重金属在强碱性条件下不浸出，而是以氢氧化物的形式沉淀。“所以不浸出是个假象。”王伟说，“只是在这种pH值达到12以上的条件下不浸出。但在现实中，垃圾填埋场环境的pH值只有5～6，重金属会大量浸出。所以说飞灰确实是危险废物。”
在此基础之上，课题组提出了新的重金属污染控制毒性浸出程序——模拟卫生填埋场的酸度来检测。该方法已经从今年5月1日开始实施。
放宽出口 实现控制
处理飞灰有几种方式，王伟表示，仅仅通过加水泥或碱不能使其在填埋场稳定，因为飞灰相对于环境来说量太少，不足以改变环境的pH值。“也可以通过固化、熔融的方式做成建材，但这个历程更长，日本研究了20年最近才刚出台标准。并且做成建材和我们日常生活更近，因此工艺要求更高，成本也更高。”
课题组采用了化学稳定的方法。在对5种药剂的稳定化产物进行性能研究比较之后，发现DTC螯合剂具有明显优势，其稳定化产物形成了比处理前更加致密的聚合体，飞灰颗粒之间发生了粘连现象，pH值降低到5时仍然不会浸出。在此基础之上，课题组在国内首次提出了垃圾焚烧飞灰螯合稳定化技术，该技术能够大大降低焚烧飞灰中重金属的活动性，产物在卫生填埋场中具有长期稳定性，达到生活垃圾填埋污染控制标准，可进入一般的卫生填埋场填埋。
据介绍，这种“螯合稳定化+卫生填埋”的稳定化处置技术成本约为500～800元/吨，相对于安全填埋的处置费用（900～1500元/吨）大大降低。该技术已被国家环保总局列入2007年度《国家先进污染防治示范技术名录》。
课题组自主研发了以针对焚烧飞灰特性的DTC类螯合剂和捏合机为核心的设备，还建立了示范工程。
王伟说：“卫生处理场是每个城市都有的，这样每个城市就都具备了管理好飞灰的基本条件。希望通过这种方法能实现对飞灰的控制，而不再像以前一样处于无控的状态。”据悉，相关标准正在送审当中。
