日本飛灰螯合也有失效風(fēng)險(xiǎn)，水泥窯協(xié)同只占一成

日本，全球垃圾焚燒率最高的國家之一。

每年3800多萬噸垃圾中，80%被送進(jìn)焚燒爐；直接焚燒量達(dá)到2,978萬噸。

日本現(xiàn)有垃圾焚燒廠991座，其中的41.9%（415座）擁有發(fā)電設(shè)施，總裝機(jī)容量為2,230兆瓦。伴隨大規(guī)模的焚燒處理，每年產(chǎn)生巨量的焚燒爐渣和飛灰。

但這場“燃盡”的盛宴背后，一個(gè)更棘手的問題正在堆積——每年70萬至150萬噸焚燒產(chǎn)生的飛灰，正成為日本廢棄物管理繞不開的“灰暗”挑戰(zhàn)。

日本飛灰八成依賴螯合填埋

日本的飛灰處置策略，主要以螯合填埋為主，高溫熔融和水泥窯協(xié)同為輔。螯合填埋的比例超過七成到八成。

1、藥劑（螯合）處理 + 填埋（占比約70-80%）：這是當(dāng)前最主流的處理方式。

飛灰與有機(jī)或無機(jī)螯合劑（如二硫代氨基甲酸鹽類）混合，將重金屬化學(xué)固定，滿足填埋標(biāo)準(zhǔn)后，送往管理型最終處置場（包括陸上及海面填埋場）進(jìn)行填埋，是目前日本處理成本最低且工藝最簡便的方法。

日本長期注重開發(fā)危廢和其他垃圾填埋場，2025年年中的最新數(shù)據(jù)顯示，全國擁有填埋場1550座，總庫容9329萬立方米，剩余使用時(shí)間為25年。

2、熔融處理（占比約10-20%）：將飛灰（或與爐渣混合）在1200℃以上的高溫爐中熔融。

高溫可徹底分解二噁英，并將重金屬包裹在玻璃態(tài)的熔渣中，產(chǎn)物可作為道路骨材等土木建材。同時(shí)，揮發(fā)的鉛、鋅等有價(jià)金屬被捕集于熔融飛灰中，可返回有色金屬冶煉廠提取金屬。但該技術(shù)能耗極高，成本昂貴。

3、水泥原料化（占比約10%）：飛灰需先經(jīng)過水洗脫鹽工序，將氯含量降至0.35%以下，再作為水泥窯的替代原料。在1450℃的高溫下，二噁英被完全分解，重金屬被固化在熟料中或以粉塵形式分離，典型的商業(yè)案例是北九州飛灰回收系統(tǒng)股份有限公司（KARC），其處理費(fèi)約為35,000日元/噸-45000日元/噸。

4、其他新興技術(shù)：如撥水處理法（利用脂肪酸包覆飛灰顆粒，抑制水分接觸重金屬）、P-固化物技術(shù)（廢塑料與飛灰混合熔融固化）等，正在實(shí)驗(yàn)室或中試階段，以期開發(fā)出成本更低、更穩(wěn)定的新工藝。

日本在飛灰重金屬回收技術(shù)方面也有較多研究，已研發(fā)出氯化錯(cuò)離子萃取、MRG工藝、酸提取法、堿提取法等多種工藝。

但這些技術(shù)目前仍以實(shí)驗(yàn)室和示范工程為主，尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，且對飛灰的化學(xué)組成有特定要求（如需含一定比例的氯化鈣等），普適性有限。

飛灰制水泥，日本也難賣

盡管處理路徑多元，但每種方式都存在不同的風(fēng)險(xiǎn)與挑戰(zhàn)：

螯合填埋：長期穩(wěn)定性存疑。

日本國立環(huán)境科研所的多項(xiàng)研究表明，鰲合飛灰填埋數(shù)年后，螯合劑會因生物降解或化學(xué)分解而失效，導(dǎo)致鉛等重金屬再次溶出。

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)顯示，暴露于空氣和干燥環(huán)境的螯合飛灰中，鉛的再溶出濃度可在數(shù)天內(nèi)超過日本《環(huán)境廳告示第13號》規(guī)定的填埋標(biāo)準(zhǔn)。螯合填埋的長期不確定性，構(gòu)成長期環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

飛灰熔融：能耗與成本雙高。

飛灰熔融需要大量電力或燃料，能源消耗及運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用居高不下。同時(shí)，熔融產(chǎn)生的熔融飛灰本身仍屬于需穩(wěn)定化處理的危險(xiǎn)廢物，且其資源化的品位不高，處理鏈條長、成本高，導(dǎo)致飛灰混合熔融在部分案例中被評價(jià)為“成本高、故障多”。

水泥窯協(xié)同+原料化：脫鹽過程產(chǎn)生高濃度廢水，生態(tài)水泥性能不佳。

水洗脫鹽會產(chǎn)生大量高pH值、含鹽及重金屬的廢水，對這些廢水必須進(jìn)行嚴(yán)格處理（如調(diào)節(jié)pH去除重金屬，再排放），增加了工藝的復(fù)雜性和成本。

而且，這種號稱生態(tài)水泥的產(chǎn)品，其性能指標(biāo)不能完全符合日本現(xiàn)行OPC水泥JIS R 5210國家標(biāo)準(zhǔn)，這在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍，市場接受度不高，銷售渠道不暢。整個(gè)工藝的設(shè)備投資和運(yùn)行成本顯著高于傳統(tǒng)"穩(wěn)定化固化+填埋"方式。

數(shù)據(jù)顯示， 日本當(dāng)前飛灰的填埋成本（平均約2.25萬日元/噸）顯著低于資源化成本（平均約2.46萬日元/噸）。這使得在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下，多數(shù)企業(yè)更傾向于選擇填埋而非資源化。

螯合填埋藥劑失效

日本也面臨填埋風(fēng)險(xiǎn)

近幾年的日本國內(nèi)論文和研究顯示，螯合飛灰的長期填埋處置，正暴露出以下突出問題：

螯合劑本身的二次污染：大量的有機(jī)螯合劑進(jìn)入填埋場后，一部分會隨滲濾液溶出，成為高濃度難降解COD的主要來源。更嚴(yán)重的是，其分解產(chǎn)物抑制了滲濾液處理設(shè)施中的硝化過程，導(dǎo)致氨氮無法有效轉(zhuǎn)化，給水處理系統(tǒng)帶來沉重負(fù)擔(dān)。

滲濾液處理設(shè)施的負(fù)荷加重：由于飛灰中含有高濃度的氯化物和鈣離子，填埋場滲濾液往往呈現(xiàn)高pH值、高鹽分、高硬度特征。這不僅容易在管道和設(shè)備上形成鈣質(zhì)水垢，還迫使設(shè)施引入脫鹽處理（如ED法、RO法） 等昂貴工藝，大幅增加了長期維護(hù)和運(yùn)行成本。

填埋場穩(wěn)定化與最終廢止困難：由于有機(jī)物（螯合劑）和高濃度鹽類的存在，填埋層內(nèi)部的生物降解過程被抑制，導(dǎo)致填埋場難以在預(yù)期時(shí)間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定化狀態(tài)。這直接影響到填埋場最終的廢止和封場后土地的再利用。

有文獻(xiàn)憂心，隨著爐渣徹底資源化后僅剩飛灰填埋，此類問題將進(jìn)一步惡化，使末端治理成為“沉重負(fù)擔(dān)”。

清氣團(tuán)智庫

文 | 垃圾焚燒首席分析師 晏磊

編輯 | 晨雨

本文系【清氣團(tuán)|固廢展望】原創(chuàng)內(nèi)容

未經(jīng)賬號授權(quán)，禁止隨意轉(zhuǎn)載

|| 走訪《垃圾焚燒的中國方案》入圍企業(yè) || 走訪《垃圾焚燒的中國方案》入圍企業(yè)