垃圾發(fā)電告訴你勿談“焚”色變

文/陳福民/

全世界每年產(chǎn)生4.9億噸垃圾，僅中國每年就產(chǎn)生近1.5億噸城市垃圾。目前中國城市生活垃圾累積存量已達(dá)70億噸。根據(jù)國家環(huán)保總局預(yù)測，2015年中國城市垃圾年產(chǎn)總量將達(dá)到2.1億噸。2030年將達(dá)到4.09億噸，2050年將達(dá)到5.28億噸。

目前，主流的垃圾處理方式，是進(jìn)入垃圾填埋場，進(jìn)行衛(wèi)生填埋；但是，新建填埋場亦需占用大量土地資源。北京市日產(chǎn)垃圾1.84萬噸，填埋量相當(dāng)于每年占掉500畝土地；住建部的一項(xiàng)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，目前全國有三分之一以上的城市被垃圾包圍。全國城市垃圾堆存累計(jì)侵占土地75萬畝。隨著城市擴(kuò)容，城市人口劇增，“這一路線，越來越難以為繼”。另外，垃圾填埋場產(chǎn)生大量甲烷，直接排空后，加劇氣候變暖；即便使用國際上最先進(jìn)的防滲膜產(chǎn)品，也無法徹底解決垃圾填埋后的滲濾液問題，以致造成了約80%的垃圾填埋場的地下水污染。垃圾圍城的壓力，衛(wèi)生填埋的弊端，加之政策層面的利好，三重因素之下，各地垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，開始密集上陣。

那么，垃圾焚燒發(fā)電是不是會產(chǎn)生極毒物質(zhì)，破壞周邊環(huán)境，污染飲用水，危及群眾健康？

垃圾焚燒發(fā)電原理很簡單

垃圾發(fā)電通常是指垃圾焚燒發(fā)電，其原理與燃煤發(fā)電基本相同，就是將垃圾送入垃圾焚燒爐，利用焚燒產(chǎn)生的熱量加熱給水得到蒸汽，蒸汽推動汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電。整個(gè)過程就是化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能的過程。

垃圾在焚燒之前，還要有一些配套工程，比如：

垃圾的預(yù)處理：一般垃圾入廠后不需要特別處置，經(jīng)過3～5天堆放滲出部分水分就可焚燒。如果采用流化床焚燒爐，垃圾必須破碎成小塊才能焚燒，而且通常是摻燒部分燃煤。而爐排爐不需要特別預(yù)處理。

垃圾焚燒發(fā)電工藝流程圖

滲瀝液處理：垃圾滲出的水分污染性很大，必須配套專門的處理設(shè)備處理。

垃圾焚燒發(fā)電的原理，其實(shí)非常簡單，包括干燥、燃燒和燃燼三個(gè)階段。

預(yù)處理后的垃圾由運(yùn)輸車運(yùn)至焚燒廠，經(jīng)地磅稱重后，開至卸料門，卸到垃圾坑。垃圾吊車將垃圾送入給料斗，并送入爐內(nèi)，在焚燒爐內(nèi)燃燒。

垃圾在850℃至1100℃的高溫下，將得到充分燃燒，垃圾中的病原菌也將被徹底殺滅，從而達(dá)到無害化處理的目的。通過DCS自動控制系統(tǒng)和自動燃燒控制系統(tǒng)，能夠即時(shí)監(jiān)控和調(diào)整爐內(nèi)垃圾的燃燒工況，及時(shí)調(diào)節(jié)爐排運(yùn)行速度和燃燒空氣量。DCS是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物，是目前最先進(jìn)、最合理的過程控制系統(tǒng)，可以適應(yīng)各種過程控制的要求。它通過集中的操作和監(jiān)控，DCS具有方便的操作和維護(hù)性能。DCS具有標(biāo)準(zhǔn)的接口，對外連接更加方便簡捷。它的主要特點(diǎn)歸結(jié)為一句話就是“分散控制，集中管理”。焚燒垃圾過程中產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谟酂徨仩t中進(jìn)行熱交換，產(chǎn)生過熱蒸汽，推動汽輪發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能。電能通過電網(wǎng)，輸送到各地，實(shí)現(xiàn)了垃圾處理的資源化。

送風(fēng)機(jī)的入口與垃圾坑連通，這樣可將垃圾的臭味送入燃燒溫度約850℃至1100℃的焚燒爐內(nèi)進(jìn)行熱分解，變?yōu)闊o臭氣體。燃燒的火焰及高溫?zé)煔?，?jīng)自然循環(huán)鍋爐，產(chǎn)生高溫蒸汽，為汽輪發(fā)電機(jī)組提供汽源。

此外，還有煙氣凈化、灰渣處理等等。燃燒完的爐渣落入出渣裝置，經(jīng)冷卻后的爐渣轉(zhuǎn)運(yùn)到制磚廠綜合利用。預(yù)處理電除塵器系統(tǒng)收集的飛灰不屬危險(xiǎn)廢棄物，收集后轉(zhuǎn)運(yùn)到水泥廠或攪拌站等處綜合利用。半干式煙氣凈化裝置收集的飛灰屬危險(xiǎn)廢棄物，輸送至固化車間，經(jīng)水泥固化養(yǎng)護(hù)后，運(yùn)輸至填埋場安全填埋。垃圾滲濾液經(jīng)處理后，達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)處理的煙氣指標(biāo)達(dá)到環(huán)保要求，由引風(fēng)機(jī)送入煙囪排出。

二噁英可控制可化解

生活垃圾焚燒中二噁英是否可以控制？不能否認(rèn)，在垃圾焚燒發(fā)電廠，如果垃圾處理不當(dāng)，極易產(chǎn)生劇毒物二噁英，由于二噁英會對環(huán)境造成很大危害，這也是周邊居民談“焚”色變而反對建廠的原因。

所謂二噁英，實(shí)際上是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的統(tǒng)稱，它共有210種同族體，但只有其中少數(shù)種類被認(rèn)為具有相當(dāng)?shù)亩拘?。這類物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無色無味的脂溶性物質(zhì)，非常容易在生物體內(nèi)積累，其在生物體內(nèi)的半衰期估計(jì)為7至11年。

二噁英可以控制

事實(shí)上，科學(xué)專家經(jīng)過檢測發(fā)現(xiàn)，城市生活垃圾的焚燒并非產(chǎn)生二噁英的主要原因。有數(shù)據(jù)顯示，大氣環(huán)境中的二噁英90%來源于一些污染較重的工業(yè)，如煉鋼、火力發(fā)電等工業(yè)鍋爐燃燒、紙漿漂白過程等。垃圾焚燒廠占的總量非常低，非常有限，1噸垃圾露天焚燒或在填埋場自燃排放的二噁英，是同量垃圾經(jīng)過現(xiàn)代化焚燒排放的二噁英幾千倍。根據(jù)德國的研究顯示，當(dāng)垃圾被運(yùn)往焚燒廠時(shí)，二噁英單位含量就已達(dá)50納克（10的-9次方克），生活垃圾經(jīng)過焚燒后，垃圾中原有二噁英得到分解，向空氣排放的二噁英只相當(dāng)于原有含量的1%。因此，發(fā)展現(xiàn)代化的垃圾焚燒發(fā)電，實(shí)際上是削減二噁英排放的措施。

同樣，世界衛(wèi)生組織也認(rèn)為，由于二噁英普遍存在，因而所有人都有接觸的環(huán)境且身體里都有一定程度的二噁英，也就產(chǎn)生了所謂的機(jī)體負(fù)擔(dān)，正常環(huán)境的接觸總體上不會影響人類健康。但由于這類化合物具有很高的潛在毒性，需要采取努力來減少目前環(huán)境的接觸。

據(jù)了解，由于相關(guān)垃圾處理技術(shù)的發(fā)展，垃圾焚燒產(chǎn)生的二噁英等有毒物質(zhì)，完全可以控制在安全排放的范圍內(nèi)?，F(xiàn)代垃圾焚燒發(fā)電廠對二噁英的控制是采用成熟的“3T”（turbulence、temperature、time）技術(shù)，其一是二噁英的產(chǎn)生溫度在360～820℃之間，若保持焚燒爐內(nèi)溫度大于850度，并控制煙氣在爐內(nèi)停留2秒以上，即可使二噁英99.99%得到完全分解；其二是煙氣通過最先進(jìn)的方式處理，采用半干式反應(yīng)塔系統(tǒng)—活性炭噴射—布袋除塵器，用活性炭吸附二噁英，用布袋截留灰塵，減少二噁英排放載體，從而將單位二噁英排放控制在0.1納克以內(nèi)，對人類健康影響可基本忽略。

目前垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)主要分為三類，其一是爐排爐技術(shù)，其二是流化床技術(shù)，其三是回轉(zhuǎn)爐技術(shù)。從工藝角度看，主要是流化床與爐排爐工藝之間的派對，兩者各有優(yōu)劣。

爐排爐技術(shù)有多級階梯式鏈條爐排爐、傾斜往復(fù)式爐排爐和反送式馬丁爐排爐等，垃圾前處理要求較低，作為高危廢棄物的飛灰較少，需要采取一定的技術(shù)設(shè)備抑制二噁英排放，同時(shí)單體設(shè)備處理量較小。循環(huán)流化床技術(shù)可使?fàn)t體內(nèi)燃燒溫度提高到900～1000℃，遠(yuǎn)離二噁英產(chǎn)生區(qū)間，單體設(shè)備處理量較大，但控制系統(tǒng)較復(fù)雜，前處理要求較為嚴(yán)格，并且處理過程中飛灰量大，處理成本很高，若無法準(zhǔn)確區(qū)分飛灰與爐渣進(jìn)行處理，則有可能帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。

也許有人會說，那是國外先進(jìn)的培圾焚燒發(fā)電技術(shù)，我國的垃圾發(fā)電不能粗擋產(chǎn)生的二噁英。其實(shí)，目前我國垃圾焚燒發(fā)電廠水平和國際是接軌的，從處理技術(shù)上說，可以將其消除或者控制在足夠低的水平?！都~約時(shí)報(bào)》2009年8月12日一篇報(bào)道指出，“中國的焚燒爐也可以表現(xiàn)優(yōu)異。在深圳另一端，政府所有的寶安焚燒廠大煙囪不見煙冒出。檢驗(yàn)表明，該公司幾乎沒有污染物排出?！?/p>

該報(bào)道所指符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的深圳寶安焚燒廠，正是位于深圳寶安老虎坑、日處理1200噸城市生活垃圾的寶安垃圾發(fā)電廠，系由深圳能源旗下的深圳市能源環(huán)保有限公司承建運(yùn)營，采用爐排爐處理技術(shù)。另外，根據(jù)歐洲SGS實(shí)驗(yàn)室檢測，深圳能源旗下另一家日處理垃圾800噸的南山垃圾發(fā)電廠，其二噁英排量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于歐盟現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)。

另外，大氣層中的陽光氧化、土壤、水體，以及植物等都有消解的作用。歐洲有專家曾經(jīng)做過調(diào)研，現(xiàn)代達(dá)標(biāo)的垃圾焚燒廠周邊的植物、土壤都沒有發(fā)現(xiàn)二噁英有隨時(shí)間而累積的現(xiàn)象。

“垃圾發(fā)電技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，污染小，在發(fā)達(dá)國家被普遍采用，根本不是什么‘夕陽產(chǎn)業(yè)’，比如瑞士這樣風(fēng)景秀麗的國家，都積極發(fā)展垃圾發(fā)電?！币晃焕l(fā)電業(yè)人士感到很不理解，既然垃圾發(fā)電與環(huán)境保護(hù)、資源化與無害化可以做到統(tǒng)一，為什么我們反而要拒絕這樣有效的垃圾處理方式，而寧可守著污染危害更大、臭氣熏天的垃圾簡易填埋場？

垃圾焚燒新國標(biāo)與歐洲接軌

從20世紀(jì)70年代起，一些發(fā)達(dá)國家便著手運(yùn)用焚燒垃圾產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電。歐美一些國家建起了垃圾發(fā)電站，美國某垃圾發(fā)電站的發(fā)電能力高達(dá)100兆瓦，每天處理垃圾60萬噸?，F(xiàn)在，德國的垃圾發(fā)電廠每年要花費(fèi)1千億美元，從國外進(jìn)口垃圾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全球已有各種類型的拉圾處理工廠近千家，預(yù)計(jì)3年內(nèi)，各種垃圾綜合利用工廠將增至3000家以上?？茖W(xué)家測算，垃圾中的二次能源如有機(jī)可燃物等，所含的熱值高，焚燒2噸垃圾產(chǎn)生的熱量大約相當(dāng)于1噸煤。如果我國能將垃圾充分有效地用于發(fā)電，每年將節(jié)省煤炭5000萬～6000萬噸，其“資源效益”極為可觀。

垃圾發(fā)電之所以發(fā)展較慢，主要是受一些技術(shù)或工藝問題制約。比如發(fā)電時(shí)燃燒產(chǎn)生的劇毒廢氣長期得不到有效解決。日本2012年推廣一種超級垃圾發(fā)電技術(shù)，采用新型汽熔爐，將爐溫升到500℃，發(fā)電效率也由過去的一般10%提高為25%左右，有毒廢氣排放量降為0.5%以內(nèi)，低于國際規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，現(xiàn)在垃圾發(fā)電的成本仍然比傳統(tǒng)的火力發(fā)電高。專家認(rèn)為，隨著垃圾回收、處理、運(yùn)輸、綜合利用等各環(huán)節(jié)技術(shù)不斷發(fā)展，工藝日益科學(xué)先進(jìn)，垃圾發(fā)電方式很有可能會成為最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù)之一。從長遠(yuǎn)效益和綜合指標(biāo)看，將優(yōu)于傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)。尤其是作為“綠色”技術(shù)，垃圾發(fā)電的環(huán)境效益、社會效益等都是無形的、巨大的。

據(jù)法國《世界報(bào)》近日報(bào)道，由于循環(huán)利用太發(fā)達(dá)導(dǎo)致垃圾緊缺，瑞典計(jì)劃今后每年進(jìn)口80萬噸垃圾，用于冬季供暖。每個(gè)瑞典人都知道“垃圾就是能源，4噸垃圾等于1噸石油”。而這一切得益于瑞典先進(jìn)的垃圾處理循環(huán)系統(tǒng)。瑞典處理廢棄物有4個(gè)層次，首先考慮回收再利用；回收有困難的，嘗試生物技術(shù)處理；生物技術(shù)處理不了的，焚燒處理；確實(shí)不能焚燒的再掩埋。歐盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)委員會的數(shù)據(jù)顯示，瑞典人制造的生活垃圾中，被填埋的非可再生垃圾只占1%，36%可得到循環(huán)利用，14%再生成化肥，另外49%被焚燒發(fā)電。

瑞典是歐盟中垃圾焚燒比例最高的國家之一，垃圾被投入1000攝氏度高溫的鍋爐中焚燒，產(chǎn)生大量熱能，通過連接著城市四通八達(dá)的供暖管道為城市居民供暖。瑞典廢棄物管理局的資料顯示，垃圾焚燒為瑞典人提供約20%的城市供暖，同時(shí)滿足25萬家庭用電之所需。以第二大城市哥德堡為例，全市約1/2的暖氣供應(yīng)來自垃圾焚燒產(chǎn)生的余熱。

據(jù)《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，2012年中國垃圾焚燒廠數(shù)量達(dá)138座，日處理量超過12萬噸，較之2001年日處理量6520噸，已增加十幾倍。在北京、天津、長三角和珠三角地區(qū)，焚燒已成為處理城市生活垃圾主要手段之一。

從2014年7月1日開始，我國生活垃圾焚燒將執(zhí)行“史上最嚴(yán)”新國標(biāo)。

其中公眾最關(guān)注的二噁英類控制限值，采用國際上最嚴(yán)格的0.1ng-TEQ/m3，與歐盟標(biāo)準(zhǔn)一致，比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)收嚴(yán)了10倍。新標(biāo)準(zhǔn)的重金屬等其他限值大多比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)了30%。

除此之外，垃圾焚燒廠產(chǎn)生的顆粒物、重金屬、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放限值均大幅收緊，比如新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，顆粒物由現(xiàn)行的80毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米收緊至20毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米 (日均值)，汞由現(xiàn)行的0.2毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米收緊至0.05毫克每標(biāo)準(zhǔn)立方米等，這些標(biāo)準(zhǔn)也都將與歐盟標(biāo)準(zhǔn)接軌。

作為垃圾處理的一種主要方式，垃圾焚燒發(fā)電已經(jīng)在我國走上了一條規(guī)范、嚴(yán)苛的發(fā)展之路。

另外，一座城市的垃圾，就像一座低品位的“露天煤礦”，可以進(jìn)行無限期的開發(fā)。據(jù)測算，按發(fā)熱值比較，我國每年產(chǎn)生的1.5億噸左右的城市垃圾，約相當(dāng)于3000萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。與火力發(fā)電廠相比，垃圾發(fā)電原料廉價(jià)而豐富?；鹆Πl(fā)電主要用煤炭等不可再生資源作為燃料，而垃圾發(fā)電采取以少量煤助燃，摻燒垃圾的燃燒方式（煤和垃圾的比例為1∶4）。