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app与工程系教授王伟近日向《app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app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app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。”
课题组采用了明升手机稳定的方法。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。