飛灰二惡英類低溫催化分解污染控制技術(shù)規(guī)范-編制說明（征求意見稿）

項目背景飛灰是固體廢物高溫熱處置的殘余物之一，是《國家危險廢物名錄》中被列為HW18“焚燒處置殘渣”類的危險廢物，具有極大的環(huán)境危害性。以生活垃圾焚燒飛灰為例，其以富集二惡英類、重金屬和氯鹽為特征，毒性較大。且隨著我國生活垃圾焚燒處置比例的不斷提高，產(chǎn)生量增長迅速。根據(jù)住建部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2020年我國生活垃圾焚燒處置量約為14608萬噸，產(chǎn)生飛灰總量已超過600萬噸。飛灰傳統(tǒng)的處置方式為固化后填埋，受《危險廢物填埋污染控制標準》《生活垃圾填埋場污染控制標準》中嚴苛的建設(shè)標準與日益困難的選址雙重局限，處理成本十分高昂。因此，對飛灰進行處理去除其中的有害成分、以實現(xiàn)后續(xù)資源化利用，是生態(tài)環(huán)境管理與可持續(xù)發(fā)展的重大需求。飛灰的低溫催化分解是指將飛灰在較低的溫度下加熱，在具有反應催化活性的組分作用下使其中的二噁英發(fā)生分解反應的二噁英解毒技術(shù)。中國環(huán)境科學研究院聯(lián)合湖州京蘭環(huán)?？萍加邢薰窘?jīng)過數(shù)年攻關(guān)，將飛灰的低溫催化分解技術(shù)與解毒后飛灰的水洗技術(shù)、水洗后殘渣制磚等技術(shù)工藝進行組合，實現(xiàn)了飛灰的低溫解毒后資源化利用的目標。在上海大學牽頭的國家重點研發(fā)專項項目“固廢焚燒殘余物穩(wěn)定化無害化處理技術(shù)與裝備”中，中國環(huán)境科學研究院體與湖州京蘭環(huán)?？萍加邢薰竟餐袚苏n題2“焚燒殘余物低溫催化分解與鹽分質(zhì)分離關(guān)鍵技術(shù)與裝備”的研究，對飛灰二惡英類低溫催化分解技術(shù)進行了深入的研究并建設(shè)示范工程。生態(tài)環(huán)境部2020年發(fā)布實施的《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ1134-2020）中明確提出，飛灰的處理工藝包括低溫分解。但是這一行業(yè)規(guī)范中沒有對低溫分解的工藝過程的關(guān)鍵工藝參數(shù)如反應溫度、時間等進行明確規(guī)定，也沒有提出針對低溫熱分解全過程的管理技術(shù)要求。因此，制定《飛灰二惡英類低溫催化分解污染控制技術(shù)規(guī)范》是規(guī)范飛灰低溫催化分解技術(shù)，促進這一技術(shù)的推廣應用，為解毒后飛灰的資源化利用提供風險控制技術(shù)保證的需求。2021年，中國環(huán)境科學研究院、湖州京蘭環(huán)?？萍加邢薰?、上海大學聯(lián)合組成編制團隊，向中國材料與試驗團體標準委員會建材環(huán)境風險及污染控制技術(shù)委員會申請《飛灰二惡英類低溫催化分解污染控制技術(shù)規(guī)范》的立項。技術(shù)委員會于2021年12月24日組織標準立項審查會，批準了本標準的立項。編制原則《飛灰二惡英類低溫催化分解污染控制技術(shù)規(guī)范》是我國針對飛灰二惡英類低溫催化分解過程的污染控制技術(shù)要求進行規(guī)范的首個團體標準。本標準的編制主要原則為：（1）依法研究編制。本標準符合《中華人民共和國固體廢物污染防治法》《固體廢物鑒別標準通則》《危險廢物鑒別標準通則》《固體廢物再生利用污染防治技術(shù)導則》《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范（試行）》等國家法律法規(guī)標準的規(guī)定。（2）重視風險防控。本標準中充分考慮飛灰中二噁英類對生態(tài)環(huán)境和人體健康的影響，旨在規(guī)范飛灰低溫分解技術(shù)全過程環(huán)境管理，控制低溫催化分解過程與后續(xù)利用過程的環(huán)境風險。編制工作過程標準編制組從2011年就開始了對于飛灰低溫催化分解技術(shù)研究，為開展本標準編制提供了良好的前期工作基礎(chǔ)。2019年成功申報國家重大研發(fā)專項“固廢資源化”項目“固廢焚燒殘余物穩(wěn)定化無害化處理技術(shù)與裝備”（項目編號2019YFC1906900）后，進一步開展了工程示范研究工作。標準編制組針對我國生活垃圾焚燒飛灰低溫催化分解技術(shù)進行研究，重點對污染控制技術(shù)關(guān)鍵節(jié)點和技術(shù)要求進行了分析和梳理。對國內(nèi)飛灰處理利用的相關(guān)標準、規(guī)范、技術(shù)文件進行了廣泛調(diào)研，研究了相關(guān)技術(shù)文件制定的基本原則與理論基礎(chǔ)；對我國生活垃圾焚燒飛灰的物理化學特性進行了分析，識別其中的二惡英的組分特征；研究了飛灰低溫催化過程和產(chǎn)物中的污染物產(chǎn)生和排放特征，分析經(jīng)濟可行的污染控制技術(shù)要求。同時，課題組在示范工程運行的基礎(chǔ)上，對飛灰低溫催化的污染控制內(nèi)容進行了驗證與修正。在此基礎(chǔ)上，標準編制組于2021年11月向中國材料與試驗團體標準委員會建材環(huán)境風險及污染控制技術(shù)委員會提出了《飛灰二惡英類低溫催化分解污染控制技術(shù)規(guī)范》立項申請。2021年12月通過標準立項審查后，編制組在進一步調(diào)研和行業(yè)專家咨詢的基礎(chǔ)上，形成了《飛灰二惡英類低溫催化分解污染控制技術(shù)規(guī)范》（征求意見稿）。本標準編制的必要性分析4.1生活垃圾焚燒行業(yè)綠色發(fā)展的要求隨著我國經(jīng)濟和城鄉(xiāng)居民生活質(zhì)量的提升、城市化的飛速發(fā)展，生活垃圾產(chǎn)生量逐年遞增。根據(jù)中國國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)，生活垃圾無害化處理量從2010年的1.23億噸增長到2020年的2.35億噸。由于土地資源有限，焚燒處置占比從2010年的18.81%增長至2020年的62.29%。但同時焚燒處置也會給環(huán)境帶來二次污染，例如焚燒過程產(chǎn)生的飛灰，每焚燒1噸生活垃圾會產(chǎn)生30-50kg的飛灰。飛灰被列入我國的《國家危險廢物名錄》。在垃圾焚燒過程中，絕大部分二噁英都會富集在飛灰中，隨著土地資源的受限導致飛灰傳統(tǒng)的固化后填埋處理方式逐漸受到限制，如何有效消除飛灰中二噁英的毒性日益受到重視。制定飛灰二惡英低溫催化分解污染控制的技術(shù)規(guī)范，可以為飛灰的低溫處理提供技術(shù)支持，保證飛灰的妥善處置，是生活垃圾焚燒行業(yè)綠色發(fā)展的重要需求。4.2焚燒飛灰資源化利用發(fā)展的要求飛灰是生活垃圾焚燒過程產(chǎn)生的固體廢物，其主要組成CaO和SiO2的質(zhì)量比占30-50%甚至更高，具有一定的資源化利用潛力。因此，焚燒飛灰的資源化利用技術(shù)的研究與推廣應用，既可以減輕飛灰填埋處置的土地壓力，又有效的利用了其中的資源。同時，飛灰作為危險廢物的管理屬性決定了飛灰資源化利用過程與資源化產(chǎn)物應用過程的環(huán)境風險控制是影響其推廣應用的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)。制定飛灰二惡英低溫催化分解污染控制的技術(shù)規(guī)范，針對飛灰二惡英低溫催化分解過程中，飛灰的包裝運輸與貯存、工藝技術(shù)、處理后飛灰的環(huán)境風險評估進行規(guī)范，是焚燒飛灰資源化利用技術(shù)健康、有序發(fā)展的要求。編制目標圍繞飛灰二惡英低溫催化分解技術(shù)，對飛灰的低溫催化分解過程關(guān)鍵技術(shù)、飛灰處理產(chǎn)物的特性指標進行了規(guī)定，同時提出了包括包裝、運輸、貯存、檢測與制度等管理技術(shù)要求，以實現(xiàn)飛灰二惡英低溫催化分解技術(shù)的全過程管理。標準主要技術(shù)內(nèi)容6.1范圍針對飛灰采用低溫催化分解技術(shù)進行二惡英解毒的過程，以全過程風險防控思想為指導，對規(guī)定了生活垃圾焚燒飛灰二惡英類低溫催化分解處理技術(shù)的定義，總則，包裝運輸和貯存要求，工藝技術(shù)與污染控制要求，人員和制度要求等。適用于采用低溫催化分解技術(shù)實現(xiàn)生活垃圾焚燒飛灰中的二惡英類解毒過程的環(huán)境保護。6.2規(guī)范性引用文件本部分列出了在本標準中所引用的國家標準和行業(yè)標準等規(guī)范性文件。6.3術(shù)語和定義本部分為執(zhí)行本標準制定的專門術(shù)語，包括飛灰，低溫催化分解，處理后飛灰。6.4總則本部分規(guī)定了飛灰處理處置技術(shù)路線的設(shè)施和場所選擇的基本原則，選擇原則等原則性要求。本部分規(guī)定飛灰的低溫催化分解應以《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ1134）《固體廢物再生利用污染防治技術(shù)導則》（HJ1091）作為主要技術(shù)要求依據(jù)，同時，考慮經(jīng)過低溫催化分解后的飛灰的后續(xù)利用處置方式的不同，其環(huán)境管理屬性應根據(jù)HJ1134的要求進行判定。6.5包裝運輸和貯存要求對飛灰與處理后飛灰的包裝方式、運輸車輛、貯存設(shè)施及作業(yè)過程中散落飛灰的處理方式提出技術(shù)要求，以防止散落和逸散的環(huán)境與人體健康風險。6.6工藝技術(shù)與污染控制要求6.6.1工藝技術(shù)要求飛灰中二惡英在低溫熱處理過程中發(fā)生兩種降解反應：脫氯/加氫反應和脫氯/縮合反應。二惡英脫氯/加氫反應的主要產(chǎn)物是低氯代產(chǎn)物，二惡英脫氯/縮合反應的主要產(chǎn)物是無序碳高聚物。由于飛灰中二惡英低溫熱降解產(chǎn)物中低氯代產(chǎn)物的量遠低于初始氯代產(chǎn)物總量，因此，脫氯/縮合反應是飛灰中二惡英低溫降解的主要途徑。CaO是與飛灰低溫熱處理條件下二惡英的脫氯/縮合反應相關(guān)的活性物質(zhì)，是介質(zhì)體系與脫氯效率相關(guān)的關(guān)鍵內(nèi)在因素，同時，飛灰中含有的大量的Cu等過渡金屬，是二惡英脫氯反應的催化劑。二惡英脫氯/縮合反應的產(chǎn)物為高分子量的聚合物，不會產(chǎn)生毒性更高的物質(zhì)，表明了二惡英低溫熱處理技術(shù)的安全性。因此，根據(jù)編制組前期研究成果，結(jié)合飛灰低溫催化分解技術(shù)研究與應用現(xiàn)狀，本標準確定的飛灰低溫催化分解處理二惡英解毒工藝技術(shù)路線為：混合后的飛灰進入反應器，在500℃以下的溫度缺氧或少氧氣氛下充分反應后冷卻。反應器中產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過活性炭吸附進入噴淋塔內(nèi)處理，直至符合國家排放標準后排放。為了保證飛灰中的二惡英的低溫催化分解處理效果滿足《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ1134）中的要求，在前期實驗室模擬試驗與工程驗證的基礎(chǔ)上，本標準對主要工藝環(huán)節(jié)的參數(shù)提出了指導性要求。主要包括：反應前物料均化方式、反應氣氛中的氧氣含量、催化劑類型、反應溫度、反應時間、冷卻方式、排灰溫度等。6.6.2污染控制要求為保護環(huán)境與降低運行成本，飛灰低溫催化分解后的降溫用水宜循環(huán)使用，外排時應滿足GB8978的要求或更嚴格的地方標準。廢氣應進行收集處理。在飛灰的低溫催化分解過程中，廢氣中主要污染物為顆粒物、重金屬和未被降解的極微量的二惡英，因此廢氣應采用活性炭吸附和濕法噴淋方式處理，其排放限值參照GB18484執(zhí)行。檢測結(jié)果表明，廢氣管道底部沉積的煙塵中重金屬含量較高。為控制由于不同設(shè)施在運行過程中由于選用的設(shè)備與工藝參數(shù)的差別導致的差異，防控可能的環(huán)境風險，本標準要求將煙塵定期清理，收集后按照危險廢物管理。6.7處理后飛灰的污染控制要求6.7.1污染控制要求按照《生活垃圾焚燒飛灰污染控制技術(shù)規(guī)范（試行）》（HJ1134）中的要求：當處理后的飛灰用于水泥熟料生產(chǎn)時，應控制其中的重金屬含量，使所生產(chǎn)的水泥熟料按照GB/T30810規(guī)定的方法測定的可浸出重金屬含量不超過GB30760中規(guī)定的限值；其中的氯含量應滿足水泥熟料生產(chǎn)工藝控制的要求。如果處理后的飛灰作為制備水泥之外的建筑材料的原料使用時，處理后飛灰中的二惡英類殘留的總量應不超過50ng-TEQ/kg（以處理后飛灰的干重計）；應控制其中的重金屬含量，使按照HJ557制備的浸出液中的重金屬浸出濃度不超過GB8978中規(guī)定的最高允許排放濃度限值（第二類污染物最高允許排放濃度按照一級標準執(zhí)行）；其中的可溶性氯含量應不超過2%，以不高于1%為宜。此外，處理后飛灰不得用于燒結(jié)轉(zhuǎn)生產(chǎn)，以避免在該反應溫度下可能的二惡英再合成。6.7.2檢測要求固體廢物本身的組成具有不穩(wěn)定性，即使是固定來源的固體廢物的組成也不是一成不變的，導致固體廢物處理產(chǎn)物的組成具有一定的不穩(wěn)定性。因此本標準規(guī)定企業(yè)應定期對飛灰低溫催化處理產(chǎn)物中的二惡英類含量進行檢測，同時對飛灰處理場所和設(shè)施定期進行檢測，以確保飛灰低溫催化處理過程和處理后產(chǎn)物不造成環(huán)境污染。當飛灰來源相對穩(wěn)定且檢測結(jié)果穩(wěn)定達標時，可適當減少檢測頻次；飛灰來源發(fā)生變化、設(shè)備長期停機或者檢測結(jié)果不達標時，則重新加嚴檢測頻次。6.8人員與制度要求飛灰屬于危險廢物，其低溫催化分解處理過程應符合危險廢物管理要求，因此，本標準對飛灰低溫催化分解處理企業(yè)的人員與制度提出了全面的要求，主要包括專業(yè)人員的要求、培訓制度、安全管理制度、勞動保護制度、應急管理制度、記錄制度等。6.9環(huán)境管理要求本標準針