十九世纪，由于垃圾卫生管理的要求和对燃料的需求，在英国出现了垃圾焚烧炉。如1870年在帕定顿由燃煤炉改装的垃圾炉排炉和 1876 年在曼彻斯特专门建造的城市垃圾焚烧炉。从那时起， 焚烧残余物就已被人们当作建材利用。第一台垃圾发电装置于1897年出现在伦敦。 在现代垃圾焚烧炉中，仍在使用的有一种 1926 年获得专利的马丁炉排炉。随着生活方式的改变， 城市垃圾量剧增，上世纪六、七十年代，新建了大批垃圾焚烧炉。这些焚烧炉沿用二、三十年代的设计， 虽然燃烧效率和可靠性不断改进， 但排放性能很差，尤其是二恶英的排放量大，引发了上世纪七、八十年代公众的激烈抗议。 新垃圾焚烧炉的建造随之骤减。焚烧炉制造商为此投入很大力量改进锅炉的工作过程，减少排放，并开发出了很有效的尾气污染控制技术。至上世纪八十年代末，尾气排放质量已能得到很好控制，世界卫生组织认为：由维护和运行良好的现代垃圾焚烧炉排出的烟气，对人类的健康和环境已不再构成严重的危害了[1]。取而代之的是垃圾焚烧残余物的管理问题日显突出[2]。
当时许多国家已有针对垃圾焚烧残余物的检查制度和规定，然而各国的规定和认识有不少相互矛盾之处。原因在于：完整的焚烧处理系统通常包含着焚烧炉及尾气处理两个不同的功能区，从不同排出口排放的灰渣的数量及性质不同；没有标准的取样及分析方法；来自不同研究的数据难以比较；评估条件及方法的差异导致不同的结论；不同国家制定法规时的不同考虑等等。
为了整理、总结、评估现有技术，建立统一的取样和评价标准，解释在焚烧和尾气净化的过程中污染物的形成、行为、作用和影响因素，推荐处理、处置、回收和综合利用的措施，由丹麦能源部、加拿大能源矿产和资源部、加拿大环境部、欧洲委员会、国际能源署、英国环境部、美国环保署、日本废物研究基金会、荷兰国家公共健康和环保研究所、法国LAB等政府部门和一些公司共同赞助，于1989年成立了国际灰渣工作组（IAWG）。
IAWG全面地研究了各国垃圾的成分；不同的垃圾焚烧方法及垃圾焚烧炉的形式；控制空气污染的方法及相应的系统设备；垃圾焚烧炉的法规； 灰渣取样方法；分析、测试方法；关键影响因素；炉渣（底灰）、锅炉灰、尾气净化灰的性质；渗滤污染的机理、模型及测试方法；灰渣的物理及化学处理方法；灰渣的综合利用及灰渣的最终安全处置。 1997年，IAWG编写、出版了《城市垃圾焚烧残余物》一书，系统地总结了当时人们对垃圾焚烧灰渣的全面认识，并介绍了各国对其处理、处置的方法。该书现已成为垃圾焚烧残余物领域内的经典之作，也是以后各国发展垃圾焚烧灰渣处理技术、制定处置法规的重要依据。
此后，又有一些公司和组织，陆续发表了一些对上述工作的更新和补充。如CRE Group 公司在2000年为国际能源署(IEA)做的热力过程残余物管理的研究[3]；IAWG的成员之一Jürgen Vehlow在2006年发表的关于灰渣中二恶英的综述文章[4]；欧盟委员会在2006年发表的废物焚烧的最佳实用技术报告[5]。
CRE的研究得到了废物获能协会、国际灰渣工作组（IAWG）、国际固废协会（ISWA）以及一些固废处理运营商的支持。该研究组发调查表询问了一些IEA/ISWA 成员国城市垃圾焚烧残余灰渣（包括底灰、飞灰、尾气净化残余物）的管理情况，这些国家包括：奥地利、比利时、加拿大、芬兰、法国、匈牙利、日本、荷兰、挪威、西班牙、瑞典及英国。为了更全面反映IEA/ISWA 成员国的情况，还从其它渠道收集了一些国家（如丹麦、德国、瑞士和美国）的有关资料。
二，国际上灰渣处理、处置的一些相关概念和基本情况
尽管各国垃圾焚烧处理系统可能会各具特色，但基本形式却并不多，IAWG和 CRE将废物获能的燃烧系统分三大类[2][3]：
粗垃圾焚烧：除了大件垃圾（如电器和家具）之外，原生垃圾不经任何破碎、剪切、分筛等预处理而直接经炉排送入炉膛焚烧。粗垃圾焚烧是目前世界上应用最多的焚烧方式，典型的粗垃圾焚烧灰渣流量分配示意图如下：
图1. 粗垃圾焚烧系统灰渣流量分配示意图
垃圾衍生燃料（RDF）焚烧：原生垃圾经过剪切等方法减小尺寸，再加工成所谓的垃圾衍生燃料。有时可按需求进一步除去湿态易腐物质及不可燃成分。焚烧形式可以是流化悬浮的，也可以是炉排层燃的[3]。美国试验材料协会将RDF分为七类[2,p79]：
去除大件垃圾。
尺寸减小到边长为15cm的正方形以下，可去除或不去除铁磁类金属。
3, 尺寸减小到边长为5cm的正方形以下，去除金属、玻璃及其他无机物。
4， 破碎至十号网筛下物(边长为0.2258cm的正方形以下)。
5， 加工成小球、小条状。
6， 加工成液体燃料。
7， 加工成气体燃料。
经过筛选的筛上物可认为是一种RDF, 经破碎后，更是典型的RDF。在欧洲和日本，流化床焚烧被认为是更适合RDF的焚烧技术。[3，p15] 。典型的流化床焚烧灰渣流量图如下：
图2. 流化床焚烧系统灰渣流量分配示意图
热解焚烧：垃圾先经过热解产生燃气，燃气再燃烧维持工作过程并向外输热。
尾气净化系统则可分为湿式、干式或半干式的。湿法系统在热烟气进入净化塔前，常用电除尘器除尘；干法或半干法一般在净化塔后用袋式除尘器除去飞灰及其他固体残余物。
为避免调查结果出现混乱，CRE给出了灰渣分类的定义[3，Glossary]， 见[附录A]：
尾气净化残余物APC（Air Pollution Control residues）:
尾气净化残余物包括三部分 (i)净化塔残余物。在干法和半干法系统中，为去除酸气而以粉末或浆液状加入的碱性物质、尾气中的颗粒物、析出物及脱酸反应物；(ii)袋式除尘器收集灰。在净化塔的下游，为收集尾气中的颗粒物，需设置袋式除尘器；(iii) 净化塔淤渣。湿法净化系统中固态沉积物。APC残余物中常混有飞灰。
底灰 （Bottom Ash）:
底灰包括由炉排（炉床）排出或漏下、并在炉下的灰渣斗中收集的各种物质。
飞灰 （Fly Ash）:
烟气中携带的细小颗粒。飞灰是由电除尘器或旋风除尘器收集的。
IAWG对灰渣分类的定义与上面CRE略有不同，他们一致的观点是：在焚烧炉出口以后、净化塔前收集的烟气中细小颗粒叫飞灰（Fly Ash）；在净化塔及其后收集的颗粒物称为尾气净化残余物(APC residues)。
IAWG[2]和CRE[3] 调查、总结各国灰渣处理、处置的基本情况是：
在综合利用方面，炉排炉底灰的毒性小，产量大，约占总灰渣量的80%左右。通常被用于沥青敷铺面的掺混料，也已用于堤坝、混凝土筑件、填坑料等。飞灰和尾气净化残渣因毒性较大、颗粒较细，再利用受到限制。但也可被用于沥青铺面的掺混料，水泥辅料及煤矿浆料。
在最终处置方面，多数IEA/ISWA 成员国将底灰定为一般废物。有些国家规定未经处理的飞灰和尾气净化残渣必须在无水层地域全封闭填埋；而另有一些国家则禁止未经处理的飞灰和尾气净化残渣填埋；日本将飞灰和尾气净化灰(APC)定为须控制的废物，在处置前，必须检验是否符合有关标准，不符合标准的要做专门处理，符合标准后，可直接卫生填埋［2,p155］。需要指出的是，日本有大量流化床垃圾焚烧炉。
无论是IAWG还是CRE均没有把流化床灰渣作为专题加以详细地分析和讨论，但在CRE收集、列举的垃圾焚烧灰渣实际处置情况的数据中［3，表6.2］[附录B]，所有流化床垃圾焚烧炉产生的飞灰和APC灰，均不经或经简单处理后进行填埋。如在日本，炉排炉垃圾焚烧产生的飞灰，要经过螯合或溶媒的稳定化处理，或者经过水泥或熔融固化处理之后才能最终处置；而流化床垃圾焚烧炉产生的飞灰，可不经处理直接填埋。对照日本的法规要求，可以推知流化床炉灰渣的毒性较低，经检测后，按一般废物处置。在西班牙，炉排炉垃圾焚烧产生的飞灰也要经稳定化或固化处理，或密封在袋或箱中填埋，而流化床垃圾焚烧炉产生的飞灰则可直接填埋。在瑞典，通常炉排炉飞灰和APC灰要做固化或稳定化处理，而流化床APC灰只需在填埋时加湿、夯实。在英国，流化床炉产生的APC灰，只需加酸平衡酸碱度后，晾干填埋。
欧盟委员会在2006年发表的废物焚烧的最佳实用技术报告[5，表4.8]中指出垃圾流化床焚烧系统的优点之一就是飞灰的浸出毒性指标好。
另据《垃圾焚烧厂系统工程规划与设计》介绍［6，p20-25］,“
流化床焚烧炉所产生的底灰及飞灰，已经由美国环保署的毒性鉴定，证明其不具毒性及危害性，故可进一步用来制造水泥及道路建筑材料”。
三，北京中科通用垃圾焚烧灰渣的情况
北京中科通用承建的垃圾焚烧工程已有多项，营运中产生的灰渣均通过了ＧＢ５０８５．３《危险废物鉴别标准》的检测，各项应检测指标均远低于标准的限值[7][8][9]。经环境监测部门判别不属于危险废物。
值得注意的是，ＧＢ５０８５．３并不检测二恶英。而二恶英是公认的剧毒物质，对人类生存环境有极大的危害，必须认真对待。我国政府已签署的《关于持久性污染物斯德哥尔摩公约》[10]和《巴塞尔公约》[11]中对二恶英的产生和转移有明确限制。
Jürgen Vehlow[4]在2006年指出：垃圾焚烧的有机物污染，首先是二恶英的污染，已引起人们的高度重视。已有许多研究与开发工作致力于减少它们的形成以及查清它们的分布，但这些工作偏重于大气污染方面。在燃烧残余物方面的工作较少，缺乏可靠的数据。他总结了人们关于炉排炉垃圾焚烧以往的工作，归纳得出以下两点：1，在稳定、可靠的燃烧控制下，现代垃圾焚烧厂产生的底灰中二恶英的含量不比欧洲土壤中的高。2，锅炉灰和飞灰含有大量的难降解有机物，在最终安全处置之前应作处理，这种处理是困难、昂贵的。Jürgen Vehlow对流化床垃圾焚烧炉的情况没有论及，但从我们收集到的资料看，流化床垃圾焚烧炉产生的灰渣中二恶英的含量较低。
灰中二恶英毒性当量占焚烧炉二恶英排放总量的份额并没有统一的认识，原因在于焚烧过程中二恶英在各处的分布受垃圾特性、焚烧炉型、焚烧条件和除尘器类型等多种因素的影响。通常认为约70 - 90％毒性当量的二恶英在飞灰中[12]。有资料统计[13]，我国不同类型的垃圾焚烧炉布袋飞灰中二恶英的I-TEQ值在242—7530 ng／kg之间，其中低值242ng/kg来自一台日处理垃圾量为300吨的循环流化床焚烧炉[14]。
日摄取耐受量(Tolerable Daily Intake，TDI)是人类健康危险性评价的重要指标，WHO欧洲区、英国、瑞士、荷兰、德国、加拿大和日本厚生省提出的二恶英TDI均为l0pg TEQ／kg／d(日本环境厅提出的为5pg—TEQ／kg／d)[15]。参考此标准，一些国家制订了居住地土壤中二恶英控制标准，目前各国对垃圾焚烧炉飞灰中二恶英的控制标准一般是参照土壤中的控制标准来执行的。从下表[14]可看出各国的标准相差很大，最小为4ng TEQ／kg，而最高值则达到1500ng TEQ／kg。
我国目前还没有允许填埋的固体废物中二恶英的控制标准，只是规定飞灰必须作为危险废弃物处理，这与基础数据的积累、基本设施的进步及检测手段的应用普及程度有关。如果检测垃圾焚烧灰渣中的二恶英含量，1000ng TEQ／kg应该是可以接受的标准，它与德国、日本和美国的相同。
北京中科通用已建工程产生的飞灰中二恶英含量的检测结果均远低于1000ng TEQ／kg：东莞的小于300ng TEQ／kg[16]；嘉兴的小于40ng TEQ／kg[17]。
据鲁钢介绍[18]，绍兴新民热电有限公司用煤和垃圾混烧循环流化床技术处理城市生活垃圾，焚烧烟气经活性炭吸附、半干法和布袋除尘器净化工艺处理后，灰及烟气中二恶英接近零排放。另外，杨志军[19]等比较了几种垃圾焚烧炉的飞灰中二恶英的含量，结果是：机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉产生的飞灰中四至八氯代二恶英的总浓度分别为319ng／g和38．7ng／g，毒性当量(TEQ)分别为6．7ng TEQ／g和0．8ng TEQ／g．气化熔融焚烧炉产生的熔融炉渣中四至八氯代二恶英的总浓度为38．7pg／g，毒性当量为1．1pg TEQ／g。显然，该循环流化床焚烧炉飞灰中二恶英毒性当量(TEQ)为800ng TEQ/kg,也在应可接受的范围内；而该机械炉排焚烧炉飞灰中二恶英毒性当量(TEQ)为6700ng TEQ/kg,则远超出可接受的范围。
众所周知，流化床焚烧属清洁燃烧技术。其燃烧过程中产生的NOx及二恶英类物质较少，主要原因是：流化床焚烧技术可控制燃烧过程在均匀的、理想温度及气氛条件下进行，而层燃技术则很困难；另外流化床炉还可以在炉内利用流化颗粒群对气体的反复荡涤作用脱除烟气中的有害物质；国内外大量的实际测试结果还表明：灰渣中有害物质的浸出量也较低，说明流化床炉的工作过程对有害物质形态的形成有有利于减小其活性的钝化作用。介绍流化床焚烧炉特点、讨论其清洁燃烧机理的文献很多,这里不赘述。
北京中科通用公司当前又采用了高温固氯等多项技术，阻断、抑制二恶英的生成，使二恶英的发生量在原合格的基础上又大幅度下降。
总之，按ＧＢ５０８５．３《危险废物鉴别标准》检测，并着重额外考虑二恶英的情况，北京中科通用公司流化床垃圾焚烧炉排出的灰渣实际上不属于危险废弃物。
四，灰渣管理法规及作用
西方发达国家在垃圾焚烧的发展上经历了先污染再治理的过程。我国借鉴西方的经验和教训，在环保上下功夫，及时制定了垃圾焚烧处理方面的法规，为保护人民健康和环境，发挥了重要的积极作用。如大家所知，西方国家有关环保的一些法规的发展经历了一个从忽视，到大规模炮火覆盖般的、不计成本的严厉，再到精确打击般的、完备合理的过程。这是与当时对有关污染物的认识水平和相关污染控制及监测技术水平相适应的。目前西方国家垃圾焚烧残余物综合利用的一个主要障碍是不完备、不合理的法规[2][3]，完善相关法规是垃圾焚烧残余物管理工作者的任务之一。
如上所述，国外对底灰的形成、成份、性质及影响因素已做了全面、深入的研究，确认底灰不具危害性。这一认识在国际上被普遍接受，也为各国实践所证实。与各国一样，中国也将底灰划定为一般废物[20]。
在IEA/ISWA成员国，由于广泛采用干法、半干法尾气净化系统及袋式除尘器，飞灰往往与尾气净化灰混成为一体[3,表5.1][附录C],不另区别对待；但对炉排炉排出的飞灰及尾气净化灰却与流化床排出的区别对待，由炉排炉排出的灰渣往往被法规要求做处理[3,表5.1]。随着管理制度的完善、检测手段的成熟、监测成本的下降和对灰渣性质的深入了解，为了更加有针对性地、恰当、合理地处理具体的灰渣，国际相关法规的发展趋势是先对所有的飞灰及尾气净化灰做检测，再决定下一步的处理[21]。但由于目前炉排炉技术的特点，实际上检验后其飞灰及尾气净化灰仍归为须作特别处理的危废[4]。
我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》[20]规定：“１，焚烧炉渣与除尘设备收集的焚烧飞灰应分别收集、贮存和运输。２，焚烧炉渣按一般固体废物处理，焚烧飞灰应按危险废物处理。其他尾气净化装置排放的固体废物按ＧＢ５０８５．３危险废物鉴别标准判断是否属于危险废物，如属于危险废物，则按危险废物处理”。对比IAWG和CRE的定义和描述，在净化塔下游的袋式除尘器收集到的灰渣正是所谓的尾气净化固体废物（APC residues）。如前所述，这部分灰渣的性质差别很大：由炉排炉排出的毒性大，而由流化床炉排出的则毒性小。如果将这部分灰渣理解为必须按危废处理的飞灰，则不仅是标准本身产生了矛盾--将按ＧＢ５０８５.３危险废物鉴别标准判断为不是危废的流化床灰渣硬定为危废；而且会造成巨大的资源浪费。
对于被判明属于危险废弃物的垃圾飞灰，处理费用十分昂贵。如在北京地区，处理一吨垃圾飞灰至少要二千元以上。按保守的估计，一般年烧三十万吨垃圾的炉排炉产飞灰六千吨，处理费用每年超过一千两百万元。流化床垃圾焚烧炉的产灰量为炉排炉的3-5 倍，一年的危废处理费将达四千万元，但实际上因其毒性低，对人类健康和环境没有严重危害，应可直接或经简单处理后填埋，相应的填埋费用仅一百多万元。
尽管流化床垃圾焚烧炉在灰渣管理方面的经济性也与投资、运行方面一样是显著的，但其重要意义不止于此。它在垃圾焚烧处理过程本身产生的有害残余物的减量化、无害化方面有明显的优势，不产生危废；省略了困难、复杂、昂贵的后处理过程，节省了运输、场地、设备、药剂、人力和能源等资源；而且灰渣有更广泛的应用前景。所以从灰渣处置和综合利用的角度看，流化床垃圾焚烧技术也是一项优秀技术，完全符合“保护环境、节约资源、综合利用、促进发展”的循环经济的原则，符合国家着重促进的发展方向，也符合世界经济发展的潮流，正是我们努力追求的目标之一。
北京中科通用开发的流化床垃圾焚烧系统是具有自主知识产权的高科技产品，获相关专利约二十项。解决了国外流化床垃圾焚烧技术的垃圾处理量小，进料、排渣易堵塞，垃圾和床料结渣，床体易变形、损毁等问题，同时还保持了国际流化床垃圾焚烧系统[2，p87]普遍具有的造价低、运行费用低和寿命长的优点。积极推广中科的这项技术，促进这项技术的发展，不仅会有良好的经济、环保和社会效益，还有利于建设创新型社会，增强国际竞争力和综合国力，对于经济的可持续发展，具有深远的意义。
有关灰渣法规的制定、执行是为了保护环境，促进经济和社会的可持续发展。但如果不作科学分析，只从简单的概念出发，其结果就可能事与愿违，将环保性能好、造价和运行费用低、发电效率高、具有自主知识产权的、国家急需的、有利于发展循环经济的优秀技术扼杀了，就肯定有悖于制定有关法规的初衷。
