日本飞灰螯合也有失效风险，水泥窑协同只占一成

日本，全球垃圾焚烧率最高的国家之一。

每年3800多万吨垃圾中，80%被送进焚烧炉；直接焚烧量达到2,978万吨。

日本现有垃圾焚烧厂991座，其中的41.9%（415座）拥有发电设施，总装机容量为2,230兆瓦。伴随大规模的焚烧处理，每年产生巨量的焚烧炉渣和飞灰。

但这场“燃尽”的盛宴背后，一个更棘手的问题正在堆积——每年70万至150万吨焚烧产生的飞灰，正成为日本废弃物管理绕不开的“灰暗”挑战。

日本飞灰八成依赖螯合填埋

日本的飞灰处置策略，主要以螯合填埋为主，高温熔融和水泥窑协同为辅。螯合填埋的比例超过七成到八成。

1、药剂（螯合）处理 + 填埋（占比约70-80%）：这是当前最主流的处理方式。

飞灰与有机或无机螯合剂（如二硫代氨基甲酸盐类）混合，将重金属化学固定，满足填埋标准后，送往管理型最终处置场（包括陆上及海面填埋场）进行填埋，是目前日本处理成本最低且工艺最简便的方法。

日本长期注重开发危废和其他垃圾填埋场，2025年年中的最新数据显示，全国拥有填埋场1550座，总库容9329万立方米，剩余使用时间为25年。

2、熔融处理（占比约10-20%）：将飞灰（或与炉渣混合）在1200℃以上的高温炉中熔融。

高温可彻底分解二噁英，并将重金属包裹在玻璃态的熔渣中，产物可作为道路骨材等土木建材。同时，挥发的铅、锌等有价金属被捕集于熔融飞灰中，可返回有色金属冶炼厂提取金属。但该技术能耗极高，成本昂贵。

3、水泥原料化（占比约10%）：飞灰需先经过水洗脱盐工序，将氯含量降至0.35%以下，再作为水泥窑的替代原料。在1450℃的高温下，二噁英被完全分解，重金属被固化在熟料中或以粉尘形式分离，典型的商业案例是北九州飞灰回收系统股份有限公司（KARC），其处理费约为35,000日元/吨-45000日元/吨。

4、其他新兴技术：如拨水处理法（利用脂肪酸包覆飞灰颗粒，抑制水分接触重金属）、P-固化物技术（废塑料与飞灰混合熔融固化）等，正在实验室或中试阶段，以期开发出成本更低、更稳定的新工艺。

日本在飞灰重金属回收技术方面也有较多研究，已研发出氯化错离子萃取、MRG工艺、酸提取法、碱提取法等多种工艺。

但这些技术目前仍以实验室和示范工程为主，尚未实现大规模产业化应用，且对飞灰的化学组成有特定要求（如需含一定比例的氯化钙等），普适性有限。

飞灰制水泥，日本也难卖

尽管处理路径多元，但每种方式都存在不同的风险与挑战：

螯合填埋：长期稳定性存疑。

日本国立环境科研所的多项研究表明，鳌合飞灰填埋数年后，螯合剂会因生物降解或化学分解而失效，导致铅等重金属再次溶出。

实验室试验显示，暴露于空气和干燥环境的螯合飞灰中，铅的再溶出浓度可在数天内超过日本《环境厅告示第13号》规定的填埋标准。螯合填埋的长期不确定性，构成长期环境风险。

飞灰熔融：能耗与成本双高。

飞灰熔融需要大量电力或燃料，能源消耗及运营维护费用居高不下。同时，熔融产生的熔融飞灰本身仍属于需稳定化处理的危险废物，且其资源化的品位不高，处理链条长、成本高，导致飞灰混合熔融在部分案例中被评价为“成本高、故障多”。

水泥窑协同+原料化：脱盐过程产生高浓度废水，生态水泥性能不佳。

水洗脱盐会产生大量高pH值、含盐及重金属的废水，对这些废水必须进行严格处理（如调节pH去除重金属，再排放），增加了工艺的复杂性和成本。

而且，这种号称生态水泥的产品，其性能指标不能完全符合日本现行OPC水泥JIS R 5210国家标准，这在一定程度上限制了其应用范围，市场接受度不高，销售渠道不畅。整个工艺的设备投资和运行成本显著高于传统"稳定化固化+填埋"方式。

数据显示， 日本当前飞灰的填埋成本（平均约2.25万日元/吨）显著低于资源化成本（平均约2.46万日元/吨）。这使得在经济利益的驱动下，多数企业更倾向于选择填埋而非资源化。

螯合填埋药剂失效

日本也面临填埋风险

近几年的日本国内论文和研究显示，螯合飞灰的长期填埋处置，正暴露出以下突出问题：

螯合剂本身的二次污染：大量的有机螯合剂进入填埋场后，一部分会随渗滤液溶出，成为高浓度难降解COD的主要来源。更严重的是，其分解产物抑制了渗滤液处理设施中的硝化过程，导致氨氮无法有效转化，给水处理系统带来沉重负担。

渗滤液处理设施的负荷加重：由于飞灰中含有高浓度的氯化物和钙离子，填埋场渗滤液往往呈现高pH值、高盐分、高硬度特征。这不仅容易在管道和设备上形成钙质水垢，还迫使设施引入脱盐处理（如ED法、RO法） 等昂贵工艺，大幅增加了长期维护和运行成本。

填埋场稳定化与最终废止困难：由于有机物（螯合剂）和高浓度盐类的存在，填埋层内部的生物降解过程被抑制，导致填埋场难以在预期时间内达到稳定化状态。这直接影响到填埋场最终的废止和封场后土地的再利用。

有文献忧心，随着炉渣彻底资源化后仅剩飞灰填埋，此类问题将进一步恶化，使末端治理成为“沉重负担”。

清气团智库

文 | 垃圾焚烧首席分析师 晏磊

编辑 | 晨雨

本文系【清气团|固废展望】原创内容

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