論生活垃圾焚燒發(fā)電的污染源和環(huán)境保護(hù)策略

衛(wèi)文燦 孫超 梅玉峰

[摘要]最大限度地降低垃圾回收分類處理過程中對社會(huì)、環(huán)境的影響是論文的出發(fā)點(diǎn)。文章通過對“三廢”污染源的分析，其中廢氣從焚燒煙氣、粉塵廢氣以及惡臭三個(gè)方面進(jìn)行分析，而焚燒廢氣又分酸性組分、煙塵以及重金屬三方面分析;生活垃圾焚燒發(fā)電廢水來源主要是工業(yè)排水、化水排污、鍋爐循環(huán)水以及垃圾分揀用水和清理垃圾滲濾液排水五個(gè)方面進(jìn)行分析;固體廢棄物從金屬廢棄物、爐渣、飛灰、污泥等六個(gè)方面進(jìn)行分析。最后提出“三廢”以及廠區(qū)綠化和安全防護(hù)距離設(shè)置等方面進(jìn)行環(huán)境保護(hù)獻(xiàn)策。

[關(guān)鍵詞]生活垃圾焚燒發(fā)電;環(huán)境影響;環(huán)境保護(hù);二噁英;三廢

[DOI]1013939/jcnkizgsc202008114

人們的生活垃圾堆積成山，嚴(yán)重污染環(huán)境，其處理問題備受關(guān)注。城市生活垃圾熱值焚燒發(fā)電是一條很好的利用途徑。在資源利用上和無害化處理上是比較理想的。但是，如果焚燒處理不當(dāng)，過程中會(huì)產(chǎn)生的多環(huán)芳烴，揮發(fā)或者非揮發(fā)性重金屬以及耳熟能詳?shù)摹岸f英”，這些物質(zhì)都是污染水、大氣的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

1生活垃圾焚燒發(fā)電的污染源分析

11廢氣

焚燒生活垃圾以及生活垃圾存儲(chǔ)過程中，都會(huì)產(chǎn)生大量的有害廢氣。

111焚燒煙氣

（1）酸性組分。在城市生活垃圾回收中，除了廚余垃圾外，還有很多塑膠制品以及各種有機(jī)氯化物制品，焚燒過程中就會(huì)產(chǎn)生含氯有害有機(jī)物。例如，PVC塑料，氯消毒或漂白廢棄物將在燃燒過程中產(chǎn)生HCL無機(jī)氯化物鹽（例如NaCL）不會(huì)在廢棄物中產(chǎn)生氯，例如廚房垃圾。氟化物是通過廢棄物中的碳氟化合物的燃燒產(chǎn)生的，例如氟塑料廢料、含氟涂料等，其形成機(jī)理類似于HCL，但產(chǎn)生的量很少。還有SOx含硫有害有機(jī)物，部分由生活垃圾焚燒產(chǎn)生，在垃圾焚燒的焚燒爐停機(jī)點(diǎn)火過程也會(huì)產(chǎn)生SOx含硫有害有機(jī)物。焚燒廢氣中產(chǎn)生的NOx：它主要來源于含氮化合物的熱分解和氧化燃燒，以及空氣組分（低于1100℃）中氮的少量熱燃燒。焚燒廢氣中產(chǎn)生的COx：部分產(chǎn)生于燃料的不完全燃燒，部分來自廢碳化物的熱分解。

（2）煙塵。部分無機(jī)成分的生活垃圾燃燒產(chǎn)生灰燼會(huì)隨著引風(fēng)機(jī)或者送風(fēng)機(jī)進(jìn)入焚燒爐爐膛，還有凈化煙氣的材料，如活性炭、石灰石粉末等在高溫作用下產(chǎn)生的灰塵。

（3）重金屬。煙道氣中的重金屬通常通過金屬化合物或其中含有的鹽的熱分解產(chǎn)生?；旌贤苛稀⒂湍?、電池、燈具、含汞產(chǎn)品、電子電路板等中的金屬化合物都會(huì)分解重金屬。金屬化合物分解出揮發(fā)性的汞、鉛、銻、砷、銅、鋅等金屬，非揮發(fā)性金屬的鋁、鐵、鋇、鈣、鎂、鉀、硅等。這些金屬都留在了飛灰或者爐渣中。

112粉塵廢氣

垃圾焚燒的粉塵廢氣主要是在脫硫和灰渣筒倉以及粉灰固化間等工藝裝置中產(chǎn)生，垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目都應(yīng)設(shè)置這三者粉煤灰固化系統(tǒng)。粉煤灰凝固過程是完全封閉的，該區(qū)域也與其他區(qū)域隔離。脫硫和灰渣筒倉都設(shè)置石灰倉，在石灰進(jìn)入筒倉過程中就產(chǎn)生了灰塵。它由屋頂過濾器過濾，并通過商店門或窗戶或排氣扇擴(kuò)散到大氣中。

113惡臭

在垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)營期間，垃圾貯存堆場、現(xiàn)場垃圾滲濾液處理站都會(huì)產(chǎn)生惡臭氣體（其中包括NH3和H2S等）。在正常情況下，整個(gè)垃圾貯存堆場是一個(gè)封閉的結(jié)構(gòu)，采用負(fù)壓系統(tǒng)，以確保氣味不會(huì)溢出，從垃圾儲(chǔ)存坑上方的水箱中提取氣體，并將其預(yù)熱到焚燒爐，用作燃料燃燒的助燃劑等。產(chǎn)生的惡臭氣體由現(xiàn)場垃圾滲濾液處理站結(jié)構(gòu)（調(diào)節(jié)槽，厭氧槽）被認(rèn)為是密封的。惡臭氣體被吸入垃圾貯存堆場的負(fù)壓區(qū)，以確保氣味不會(huì)溢出。另外，當(dāng)裝載和卸載垃圾存儲(chǔ)器時(shí)，存儲(chǔ)門的打開和不完全抽吸也將導(dǎo)致一些惡臭氣體逸出。

12廢水

（1）排水。發(fā)電機(jī)組冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水供應(yīng)。在冷卻系統(tǒng)循環(huán)作業(yè)中，含有金屬化合物離子的排水，可以在粉塵固化、煙氣凈化等工藝階段進(jìn)行二次廢水回用。

（2）垃圾滲濾液。垃圾滲濾液是受垃圾種類影響很大，滲濾液的數(shù)量和成分受到許多不確定性因素的影響，垃圾貯存堆場、現(xiàn)場垃圾滲濾液處理站的滲濾液是難以處理的有機(jī)廢水之一。

（3）垃圾傾斜分揀平臺(tái)的沖洗廢水、日常沖刷生活用水。

（4）化學(xué)廢水。在鍋爐用水的處理階段，會(huì)再次化學(xué)反應(yīng)生成酸、堿二次產(chǎn)物，對該類二次產(chǎn)物進(jìn)行酸堿中和處理的廢水，可以進(jìn)行二次回收利用，譬如堆場或地面清洗。

（5）鍋爐廢水。在鍋爐除垢或水質(zhì)調(diào)節(jié)會(huì)產(chǎn)生鍋爐廢水，按規(guī)程規(guī)范要求，該類廢水可以進(jìn)入雨水排放系統(tǒng)，或者經(jīng)中和處理作為冷卻用水。

（6）生活污水。生活污水再利用，雖不需要中和處理，但需要進(jìn)行物理滲透處理再使用。

13固體廢棄物

垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目產(chǎn)生的固體廢棄物可以分為一般固體廢棄物與危險(xiǎn)固體廢棄物。一般固體廢棄物主要指金屬廢棄物、焚燒爐渣、SCR脫硝系統(tǒng)催化劑、污水處理污泥、生活垃圾等。廢離子交換樹脂、飛灰以及廢機(jī)油等屬于危險(xiǎn)固體廢棄物。

（1）金屬廢棄物。生活垃圾含有許多金屬氧化物廢棄物，在焚燒爐的高溫作用下，會(huì)分解產(chǎn)生大量的金屬廢棄物，由除渣系統(tǒng)中的振動(dòng)輸送帶上磁選機(jī)分揀分離。分解產(chǎn)生大部分金屬物回收進(jìn)行綜合利用。

（2）爐渣。焚燒后的灰渣經(jīng)除渣系統(tǒng)處理后再水冷卻進(jìn)入堆場。爐渣是一般固體廢棄物，其主要成分是硅、鈣、鋁、鐵、錳、鈉氧化物和廢金屬。

（3）飛灰。根據(jù)“國家危險(xiǎn)廢棄物清單”，粉煤灰是危險(xiǎn)廢棄物，焚燒爐焚燒殘?jiān)?，一般約為廢棄物的3%。目前，國內(nèi)外使用的具體煙氣處理技術(shù)不同，但它們基本上是脫酸和除塵系統(tǒng)兩個(gè)部分。布袋除塵器與反應(yīng)塔組合工藝系統(tǒng)是主流飛灰處理裝置，活性炭粉末以及中和物中的堿性二次產(chǎn)物高溫反應(yīng)后產(chǎn)生飛灰。

（4）污泥。經(jīng)滲透或污水處理的沉淀物進(jìn)行污泥化處理，可以進(jìn)行熱值再提取，譬如污泥焚燒發(fā)電。

（5）其他生產(chǎn)廢棄物。廢離子交換樹脂、工藝系統(tǒng)催化劑以及機(jī)油等都定時(shí)進(jìn)行更換，廢棄物由特定有資質(zhì)企業(yè)進(jìn)行回收處理。

（6）生活垃圾。

2生活垃圾焚燒發(fā)電環(huán)境保護(hù)策略

21廢氣環(huán)境保護(hù)策略

垃圾焚燒產(chǎn)物除了高溫燃燒氣體、水、CO2和固體殘余物外，還有其他有害產(chǎn)物，在有害產(chǎn)物處理過程中，為了避免二次污染，應(yīng)采取不同于一般的污染控制設(shè)施處理，針對排放產(chǎn)物應(yīng)符合環(huán)保單位的排放要求。

城市生活垃圾固體廢棄物含有大量塑料，如塑料、橡膠和合成纖維。含氯物質(zhì)無處不在，大量的二噁英從這些物質(zhì)中分解出來。如果處理工藝或操作失誤，都會(huì)帶來土壤、大氣以及水體污染。“半干洗滌器+袋式過濾器”是垃圾焚燒電廠的主要處理工藝系統(tǒng)，該方法從三個(gè)方面開始減少二噁英的產(chǎn)生：控制源減少爐內(nèi)的形成，避免爐外低溫再合成：第一步，進(jìn)行垃圾的嚴(yán)格分類，對譬如PVC含氯物質(zhì)分揀，杜絕含氯垃圾進(jìn)入焚燒燃料;第二步，進(jìn)行焚燒爐工藝系統(tǒng)處理，確保爐膛內(nèi)有充足的氧氣含量，減少二噁英的再合成。結(jié)合二噁英低壓以及高沸點(diǎn)特點(diǎn)，在低溫條件下，二噁英更容易轉(zhuǎn)化為細(xì)顆粒，導(dǎo)致氣相溫度降低。袋式過濾器可以更有效地去除二噁英。

22廢水環(huán)境保護(hù)策略

生活垃圾的特點(diǎn)是熱值低，含水量高。去除部分滲濾液，以便相應(yīng)地增加廢棄物的熱值，然后送入焚燒爐。垃圾滲濾液應(yīng)進(jìn)行中和與再滲透處理，不進(jìn)行處理的垃圾滲濾液在回爐過程中，會(huì)直接影響爐溫，間接帶來垃圾的燃燒不充分，必然產(chǎn)生有害氣體，其中就包括二噁英等產(chǎn)物。雖然可以通過添加助燃劑處理，但會(huì)導(dǎo)致能量損失和運(yùn)營成本增加，垃圾滲濾液不應(yīng)考慮直接反噴法?？紤]到廢棄物熱值的增加和某些工作條件下爐溫的調(diào)整，通常設(shè)計(jì)滲濾液反噴系統(tǒng)。用于此類項(xiàng)目的廠內(nèi)排水系統(tǒng)通常使用清潔的流體分離系統(tǒng)來制造。洗滌排水、排污用水以及垃圾滲濾液都屬于工業(yè)廢水，其中沖洗用水、實(shí)驗(yàn)排水污染濃度不高，在處理后可以進(jìn)行綠化再利用。其他高濃度污染廢水應(yīng)經(jīng)中和和滲透處理，部分可以進(jìn)行回爐焚燒，其他應(yīng)進(jìn)污水系統(tǒng)再處理，主要包括鍋爐排污以及化學(xué)排水等。

23固體廢棄物環(huán)境保護(hù)策略

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生各種固體廢棄物，包括礦渣、粉煤灰、廢水處理污泥和生活垃圾。

（1）爐渣。爐渣主要是垃圾焚燒后的殘?jiān)?。設(shè)置液壓排渣機(jī)。排渣機(jī)配有自動(dòng)加濕裝置，使排出的灰不會(huì)飛出。爐渣可用作制磚中的燃料，硅酸鹽產(chǎn)品的聚集體，道路建筑或屋頂?shù)臒岣綦x，以及建筑水泥原料。

（2）飛灰。煙氣處理裝置的袋式過濾器部分收集焚燒爐的煙灰、反應(yīng)吸收塔部分溢出物是粉灰的主要來源。規(guī)程規(guī)范要求，生活垃圾焚燒飛灰需強(qiáng)制獨(dú)立收集，避免與爐渣、焚燒燃料以及危廢物混合，杜絕長期存放，不得簡單處理或排放。

24其他環(huán)境保護(hù)策略

（1）廠區(qū)綠化。利用綠化植物的光合作用消納焚燒電廠氮、硫、碳等氧化物以及飛灰吸附作用，也充分利用植物的阻擋或削弱噪聲作用，應(yīng)主動(dòng)加強(qiáng)廠區(qū)綠化的物理隔離作用，增加植物綠化面積和密度。

（2）安全防護(hù)距離設(shè)置。生活垃圾焚燒發(fā)電不可避免地會(huì)對周邊居民造成影響，電廠應(yīng)與居民區(qū)保持安全距離，避免“三廢”產(chǎn)物對居民區(qū)生活帶來影響。生活垃圾焚燒發(fā)電的選址還應(yīng)考慮電廠地理和地質(zhì)環(huán)境，必須進(jìn)行環(huán)境評估，確保電廠不會(huì)對周邊環(huán)境帶來危險(xiǎn)。只有對選址環(huán)境進(jìn)行充分分析、論證和調(diào)查，才能與社會(huì)、環(huán)境和諧共處。

3結(jié)論

最大限度地降低垃圾回收分類處理對社會(huì)、環(huán)境影響成為每個(gè)城市必須面對的問題。目前，國內(nèi)外許多廢棄物處理方法包括焚燒、填埋、堆肥等，其中燃燒方法的效果是比較理想的。但是，如果處理不當(dāng)，在處理過程中產(chǎn)生的二噁英、多環(huán)芳烴和重金屬等物質(zhì)可能會(huì)對大氣和水環(huán)境造成一定程度的污染。文章通過對“三廢”污染源的分析，提出“三廢”以及廠區(qū)綠化和安全防護(hù)距離設(shè)置等方面進(jìn)行環(huán)境保護(hù)獻(xiàn)策。希望通過對生活垃圾焚燒發(fā)電的污染源分析和環(huán)境保護(hù)策略闡述，向有顧慮的國人傳遞發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)利國利民。

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