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文档简介

CSTM团体标准《飞灰回转窑高温烧结污染控制技术规范》

编制说明

(立项阶段□征询意见阶段☑审查阶段□

报批阶段□)

1、目的意义

焚烧残余物是生活垃圾焚烧设施的烟气净化系统捕集物和烟道及烟囱底部

沉降的飞灰的统称,在2021年版《国家危险废物名录》中被列为HW18类的危险

废物,具有极大的环境危害性。被焚烧物质中的危害因子在焚烧过程中会发生迁

移转化,大部分二噁英类、重金属以及氯盐等特征污染物最终富集于焚烧残余物

中。“十四五”期间,我国生活垃圾的焚烧需求仍将持续增长,亟需对焚烧残余物

进行妥善处置,以削减其环境及人体健康风险。

固化稳定化是常用的焚烧残余物终端解决手段,一般采用水泥和化学药剂

(如螯合剂等)使被焚烧物质中的重金属形成稳定化合物并固结成水泥基胶凝

体,随后进行填埋。然而,焚烧残余物填埋处置主要面临三个现实困境:一是受

城市土地短缺和“邻避效应”的双重影响下,填埋场选址较为困难;二是固化体中

的重金属淋滤溶出形成潜在环境风险源;三是我国“无废城市”建设要求“趋零填

埋”。因此,对焚烧残余物进行处理,去除其中的有害成分以实现后续资源化利

用,是生态环境管理与可持续发展的重大需求。

焚烧残余物回转窑高温烧结技术是指利用回转窑,在1100℃-1250℃的温度

下对焚烧残余物进行高温处理,二噁英类等持久性有机物彻底分解,可溶盐、挥

发性重金属等在烟气中富集进入浓缩灰,不易挥发性重金属等污染物被高温固化

在矿物晶格内,最终形成烧结产品。天津壹鸣环境科技股份有限公司多年来从事

焚烧残余物高温烧结技术攻关,并且在上海大学牵头的国家重点研发专项项目

“固废焚烧残余物稳定化无害化处理技术与装备”中,天津壹鸣环境科技股份有限

公司承担课题3“焚烧残余物粉体烧结陶粒化与氯挥发促进控制关键技术与装备”

的研究,对焚烧残余物高温烧结技术进行了深入的研究。

基于此,天津壹鸣环境科技股份有限公司联合中国建筑材料科学研究总院有

限公司、中国环境科学研究院以及上海大学组成标准编制团队,向中国材料与试

验团体标准委员会建材环境风险及污染控制技术委员会申请《飞灰回转窑高温烧

结污染控制技术规范》的立项。技术委员会于2023年1月组织标准立项审查会,

批准了本标准的立项。

2、预期的社会效益、经济效益

本标准的编制,在技术上对焚烧残余物回转窑高温烧结和烧结产物在使用过

程中的环境风险提出了技术要求。对焚烧残余物高温烧结工艺提出了要求,保障

了焚烧残余物高温烧结符合环境风险管理要求。

3、工作简况

标准编制组对焚烧残余物高温烧结技术已有多年研究基础,为开展本标准编

制提供了良好的前期工作基础。2019年,标准编制组成功申报国家重大研发专

项“固废资源化”项目“固废焚烧残余物稳定化无害化处理技术与装备”(项目编号

2019YFC1906900)后,进一步开展了工程示范研究工作。

标准编制组针对我国焚烧残余物高温烧结技术进行研究,重点对污染控制技

术关键节点和技术要求进行了分析和梳理。对国内焚烧残余物处理利用的相关标

准、规范、技术文件进行了广泛调研,研究了相关技术文件制定的基本原则与理

论基础;对我国主要焚烧残余物的物理化学特性进行了分析,识别其中的二噁英

类、重金属以及氯盐等特征污染物的组分与污染特性;研究了焚烧残余物高温烧

结过程和烧结产物中的污染物产生和排放特征。同时,标准编制组在示范工程运

行的基础上,对焚烧残余物高温烧结的污染控制内容进行了验证与修正。

在此研究基础上,标准编制组向中国材料与试验团体标准委员会建材环境风

险及污染控制技术委员会提出了《飞灰回转窑高温烧结污染控制技术规范》立项

申请。2023年1月通过标准立项审查后,编制组在进一步调研和行业专家咨询

的基础上,形成了《飞灰回转窑高温烧结污染控制技术规范(征求意见稿)》。

4、标准编制的原则

《飞灰回转窑高温烧结污染控制技术规范》是我国针对焚烧残余物在回转窑

内高温烧结和烧结产品使用过程中污染控制技术要求进行规范的首个团体标准。

本标准的编制主要原则为:

(1)依法研究编制。本标准符合《中华人民共和国固体废物污染防治法》《固

体废物鉴别标准通则》《危险废物鉴别标准通则》《固体废物再生利用污染防

治技术导则》《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试行)》等国家法律法规、

标准的规定。

(2)全过程污染控制原则。针对焚烧残余物在回转窑内高温烧结和烧结产品使

用过程中的污染节点,分别提出对应的环境风险控制措施,完善废水、废气、噪

声、固体废物等污染物的排放控制,同时明确焚烧残余物回转窑高温烧结产物在

使用过程中的环境控制指标,以其对焚烧残余物高温烧结和产品利用的全过程进

行污染控制和环境管理。

(3)可持续发展原则。以科学发展观为指导,以实现经济、社会的可持续发展

为目标,以国家生态环境保护相关法律法规等管理性文件为根据,通过制定和实

施标准,促进环境效益、经济效益和社会效益的统一。

5、确定标准主要技术内容的依据

该标准为污染控制技术规范,主要针对不同工况下烧结产物中二噁英类的含

量、重金属污染物含量等进行检测确定标准参数。

6、主要试验或验证结果

标准编制组在研究编制过程中,对焚烧残余物回转窑高温烧结过程中排放的

烟气进行了相关测试。由于没有专门的污染控制标准,鉴于焚烧残余物回转窑高

温烧结的生产温度及设备条件与危险废物焚烧回转窑接近,因此大气污染物排放

指标参考《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484)。由表1可知,两次测

试回转窑烟气中常规污染物、典型重金属以及二噁英类污染物排放检测结果均满

足相关标准限值要求。

表1回转窑烟气污染物排放情况

污染物类型第一次测试第二次测试参照标准标准限值

常规污染物单位:mg/m3

颗粒物1.17.7320

CO2763.6780

HCl4.056.9250

GB18484

SO2314380

NOX32387250

HF0.030.032

重金属单位:mg/m3

Hg0.00250.00250.05

Cd0.00380.00680.05

GB18484

As0.0140.020.5

Pb0.0360.0560.5

二噁英单位:ng-TEQ/Nm3

二噁英类0.0240.019GB184840.5

图1窑尾烟气常规污染物排放特性

标准编制组在研究编制过程中,对烧结产物中二噁英类和重金属污染物含量

进行检测。烧结产物中重金属的可浸出浓度如表2所示,焚烧残余物回转窑高温

烧结制备烧结产品过程中,部分重金属被固化在烧结体内,浸出特性大大降低,

部分以气态形式挥发随烟气进入净化设施。参照《水泥窑协同处置固体废物技术

规范》(GB30760)中水泥熟料可浸出重金属含量限值,可以发现两次烧结产

物中的重金属可浸出浓度均满足相关标准限值要求。

表2烧结产物中重金属的可浸出浓度(mg/L)

重金属类型第一次检测第二次检测参照标准标准限值

As0.00050.00050.1

GB30760

Pb0.0090.0090.3

Cd0.0010.0010.03

Cr0.0110.0110.2

Cu0.0920.1691.0

Ni0.0030.0030.2

Zn0.3420.8641.0

Mn0.4620.5001.0

图2烧结产物中重金属可浸出浓度

焚烧残余物回转窑高温烧结制备的烧结产物中,二噁英类含量如表3所示。

烧结产物中二噁英类污染物应参照《生活垃圾焚烧飞灰污染控制技术规范(试

行)》(HJ1134)执行。由表3可以看出,两次检测烧结产物中二噁英类的含

量分别为1.7ng-TEQ/kg和8.9ng-TEQ/kg,均小于HJ1134中规定的50ng-TEQ/kg

的限值要求。

表3烧结产物中二噁英类含量(ngTEQ/kg)

样品第一次检测第二次检测参考标准标准限值

烧结产物1.78.9HJ113450

此外,本部分规定焚烧残余物回转窑高温烧结企业,应定期对烧结产物中的

二噁英类、重金属以及可溶性氯含量进行检测,以确保烧结产物不造成环境污染。

当焚烧残余物来源相对稳定且检测结果稳定达标时,可适当减少检测频次;若焚

烧残余物来源发生变化、设备长期停机或者检测结果不达标时,则重新加严检测

频次。

7、与国际、国外同类标准水平的对比情况。

本标准与相关国际/国外/国家/行业/地方/团体标准主要参数对比表

标准号拟立项标准对比标准对比标准

《生活垃圾焚烧飞灰《高温烧结处置生活垃

《飞灰回转窑高温烧污染控制技术规范圾焚烧飞灰制陶粒技术

标准名称

结污染控制技术规范》(试行)》(HJ规范》(DB12/T

1134-2020)779-2018)

范围

原理

制样要求

试验条件

仪器设备

---

试剂材料

试验方法

试验结果

试验有效性判

目前我国暂无利用回HJ1134与本标准的相DB12/T779与本标准

转窑对焚烧残余物进同点在于应用对象主的相同点在于应用对象

行高温烧结处置的污体均为焚烧残余物,不主体均为焚烧残余物,

染控制技术规范。本标同点在于:第一,处理且处置方式均为高温烧

准系统规范了回转窑和处置技术工艺不同,结,不同点在于:第一,

无法比对高温烧结处置焚烧残本标准为通过回转窑对烧结产物的污染控制

余物的包装运输与贮对焚烧残余物进行高要求不同,本标准规定

存要求、工艺技术与污温烧结,HJ1134中飞烧结产物在满足相关生

染控制要求、对烧结产灰处理工艺除高温烧态环境和产品质量标准

物的污染控制要求、人结外,还包括水洗、固的前提下,可以用于制

员与制度要求以及环化稳定化、成型化、低备人造骨料、建筑材料

境管理要求,无法与其温热分解、高温熔融、等,DB12/T779所指烧

他标准进行对比填埋等;第二,标准内结产物仅为陶粒;第二,

容不同,本标准除对焚标准内容侧重不同,本

烧残余物高温烧结污标准主要对焚烧残余物

染控制进行规定外,还回转窑高温烧结处置的

规定了烧结产物的污污染控制进行规范,

染控制要求DB12/T779侧重飞灰

高温烧结的全过程环境

管理,包括处置设施技

术要求、回转窑运行操

作技术要求等

8、与有关的现行法律、法规和标准的关系

为解决焚烧残余物填埋引发的环境问题,探索焚烧残余物高值资源化是国内

外研究的重要热点。发达国家的研究集中在焚烧飞灰二噁英类的毒性解析和催化

分解解毒、对Zn、Pb、Cd、Hg等重金属特征解析、挥发促进及其晶格稳定原

理、飞灰在水泥混凝土替代胶凝性与耐久性方面的应用基础研究。除日本外,发

达国家焚烧残余物仍以填埋为主,资源化利用仍停留在基础研究和中试阶段。如

日本80年代建成了第一条焚烧飞灰掺量达50%的水泥生产线。同时,焚烧残余

物高温熔

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