垃圾發電告訴你勿談“焚”色變

文/陳福民/

全世界每年產生4.9億噸垃圾，僅中國每年就產生近1.5億噸城市垃圾。目前中國城市生活垃圾累積存量已達70億噸。根據國家環保總局預測，2015年中國城市垃圾年產總量將達到2.1億噸。2030年將達到4.09億噸，2050年將達到5.28億噸。

目前，主流的垃圾處理方式，是進入垃圾填埋場，進行衛生填埋；但是，新建填埋場亦需占用大量土地資源。北京市日產垃圾1.84萬噸，填埋量相當于每年占掉500畝土地；住建部的一項調查數據表明，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侵占土地75萬畝。隨著城市擴容，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的防滲膜產品，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，各地垃圾焚燒發電項目，開始密集上陣。

那么，垃圾焚燒發電是不是會產生極毒物質，破壞周邊環境，污染飲用水，危及群眾健康？

垃圾焚燒發電原理很簡單

垃圾發電通常是指垃圾焚燒發電，其原理與燃煤發電基本相同，就是將垃圾送入垃圾焚燒爐，利用焚燒產生的熱量加熱給水得到蒸汽，蒸汽推動汽輪發電機組做功發電。整個過程就是化學能→熱能→機械能→電能的過程。

垃圾在焚燒之前，還要有一些配套工程，比如：

垃圾的預處理：一般垃圾入廠后不需要特別處置，經過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處理。

垃圾焚燒發電工藝流程圖

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備處理。

垃圾焚燒發電的原理，其實非常簡單，包括干燥、燃燒和燃燼三個階段。

預處理后的垃圾由運輸車運至焚燒廠，經地磅稱重后，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，在焚燒爐內燃燒。

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，從而達到無害化處理的目的。通過DCS自動控制系統和自動燃燒控制系統，能夠即時監控和調整爐內垃圾的燃燒工況，及時調節爐排運行速度和燃燒空氣量。DCS是計算機技術、控制技術和網絡技術高度結合的產物，是目前最先進、最合理的過程控制系統，可以適應各種過程控制的要求。它通過集中的操作和監控，DCS具有方便的操作和維護性能。DCS具有標準的接口，對外連接更加方便簡捷。它的主要特點歸結為一句話就是“分散控制，集中管理”。焚燒垃圾過程中產生的高溫煙氣在余熱鍋爐中進行熱交換，產生過熱蒸汽，推動汽輪發電機組產生電能。電能通過電網，輸送到各地，實現了垃圾處理的資源化。

送風機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℃的焚燒爐內進行熱分解，變為無臭氣體。燃燒的火焰及高溫煙氣，經自然循環鍋爐，產生高溫蒸汽，為汽輪發電機組提供汽源。

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，經冷卻后的爐渣轉運到制磚廠綜合利用。預處理電除塵器系統收集的飛灰不屬危險廢棄物，收集后轉運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廢棄物，輸送至固化車間，經水泥固化養護后，運輸至填埋場安全填埋。垃圾滲濾液經處理后，達標排放。經處理的煙氣指標達到環保要求，由引風機送入煙囪排出。

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，在垃圾焚燒發電廠，如果垃圾處理不當，極易產生劇毒物二噁英，由于二噁英會對環境造成很大危害，這也是周邊居民談“焚”色變而反對建廠的原因。

所謂二噁英，實際上是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的統稱，它共有210種同族體，但只有其中少數種類被認為具有相當的毒性。這類物質非常穩定，熔點較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機溶劑，是無色無味的脂溶性物質，非常容易在生物體內積累，其在生物體內的半衰期估計為7至11年。

二噁英可以控制

事實上，科學專家經過檢測發現，城市生活垃圾的焚燒并非產生二噁英的主要原因。有數據顯示，大氣環境中的二噁英90%來源于一些污染較重的工業，如煉鋼、火力發電等工業鍋爐燃燒、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，是同量垃圾經過現代化焚燒排放的二噁英幾千倍。根據德國的研究顯示，當垃圾被運往焚燒廠時，二噁英單位含量就已達50納克（10的-9次方克），生活垃圾經過焚燒后，垃圾中原有二噁英得到分解，向空氣排放的二噁英只相當于原有含量的1%。因此，發展現代化的垃圾焚燒發電，實際上是削減二噁英排放的措施。

同樣，世界衛生組織也認為，由于二噁英普遍存在，因而所有人都有接觸的環境且身體里都有一定程度的二噁英，也就產生了所謂的機體負擔，正常環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境的接觸。

據了解，由于相關垃圾處理技術的發展，垃圾焚燒產生的二噁英等有毒物質，完全可以控制在安全排放的范圍內。現代垃圾焚燒發電廠對二噁英的控制是采用成熟的“3T”（turbulence、temperature、time）技術，其一是二噁英的產生溫度在360～820℃之間，若保持焚燒爐內溫度大于850度，并控制煙氣在爐內停留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的方式處理，采用半干式反應塔系統—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，對人類健康影響可基本忽略。

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

爐排爐技術有多級階梯式鏈條爐排爐、傾斜往復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設備抑制二噁英排放，同時單體設備處理量較小。循環流化床技術可使爐體內燃燒溫度提高到900～1000℃，遠離二噁英產生區間，單體設備處理量較大，但控制系統較復雜，前處理要求較為嚴格，并且處理過程中飛灰量大，處理成本很高，若無法準確區分飛灰與爐渣進行處理，則有可能帶來嚴重的環境污染。

也許有人會說，那是國外先進的培圾焚燒發電技術，我國的垃圾發電不能粗擋產生的二噁英。其實，目前我國垃圾焚燒發電廠水平和國際是接軌的，從處理技術上說，可以將其消除或者控制在足夠低的水平。《紐約時報》2009年8月12日一篇報道指出，“中國的焚燒爐也可以表現優異。在深圳另一端，政府所有的寶安焚燒廠大煙囪不見煙冒出。檢驗表明，該公司幾乎沒有污染物排出。”

該報道所指符合環保標準的深圳寶安焚燒廠，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電廠，系由深圳能源旗下的深圳市能源環保有限公司承建運營，采用爐排爐處理技術。另外，根據歐洲SGS實驗室檢測，深圳能源旗下另一家日處理垃圾800噸的南山垃圾發電廠，其二噁英排量也遠遠小于歐盟現行標準。

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。歐洲有專家曾經做過調研，現代達標的垃圾焚燒廠周邊的植物、土壤都沒有發現二噁英有隨時間而累積的現象。

“垃圾發電技術已經相當成熟，污染小，在發達國家被普遍采用，根本不是什么‘夕陽產業’，比如瑞士這樣風景秀麗的國家，都積極發展垃圾發電。”一位垃圾發電業人士感到很不理解，既然垃圾發電與環境保護、資源化與無害化可以做到統一，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？

垃圾焚燒新國標與歐洲接軌

從20世紀70年代起，一些發達國家便著手運用焚燒垃圾產生的熱量進行發電。歐美一些國家建起了垃圾發電站，美國某垃圾發電站的發電能力高達100兆瓦，每天處理垃圾60萬噸。現在，德國的垃圾發電廠每年要花費1千億美元，從國外進口垃圾。據統計，目前全球已有各種類型的拉圾處理工廠近千家，預計3年內，各種垃圾綜合利用工廠將增至3000家以上。科學家測算，垃圾中的二次能源如有機可燃物等，所含的熱值高，焚燒2噸垃圾產生的熱量大約相當于1噸煤。如果我國能將垃圾充分有效地用于發電，每年將節省煤炭5000萬～6000萬噸，其“資源效益”極為可觀。

垃圾發電之所以發展較慢，主要是受一些技術或工藝問題制約。比如發電時燃燒產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電技術，采用新型汽熔爐，將爐溫升到500℃，發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，低于國際規定標準。當然，現在垃圾發電的成本仍然比傳統的火力發電高。專家認為，隨著垃圾回收、處理、運輸、綜合利用等各環節技術不斷發展，工藝日益科學先進，垃圾發電方式很有可能會成為最經濟的發電技術之一。從長遠效益和綜合指標看，將優于傳統的電力生產。尤其是作為“綠色”技術，垃圾發電的環境效益、社會效益等都是無形的、巨大的。

據法國《世界報》近日報道，由于循環利用太發達導致垃圾緊缺，瑞典計劃今后每年進口80萬噸垃圾，用于冬季供暖。每個瑞典人都知道“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的垃圾處理循環系統。瑞典處理廢棄物有4個層次，首先考慮回收再利用；回收有困難的，嘗試生物技術處理；生物技術處理不了的，焚燒處理；確實不能焚燒的再掩埋。歐盟數據統計委員會的數據顯示，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%可得到循環利用，14%再生成化肥，另外49%被焚燒發電。

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，產生大量熱能，通過連接著城市四通八達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的暖氣供應來自垃圾焚燒產生的余熱。

據《中國城市建設統計年鑒》，2012年中國垃圾焚燒廠數量達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，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行“史上最嚴”新國標。

其中公眾最關注的二噁英類控制限值，采用國際上最嚴格的0.1ng-TEQ/m3，與歐盟標準一致，比現行標準收嚴了10倍。新標準的重金屬等其他限值大多比現行標準嚴了30%。

除此之外，垃圾焚燒廠產生的顆粒物、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，比如新標準規定，顆粒物由現行的80毫克每標準立方米收緊至20毫克每標準立方米 (日均值)，汞由現行的0.2毫克每標準立方米收緊至0.05毫克每標準立方米等，這些標準也都將與歐盟標準接軌。

作為垃圾處理的一種主要方式，垃圾焚燒發電已經在我國走上了一條規范、嚴苛的發展之路。

另外，一座城市的垃圾，就像一座低品位的“露天煤礦”，可以進行無限期的開發。據測算，按發熱值比較，我國每年產生的1.5億噸左右的城市垃圾，約相當于3000萬噸標準煤。與火力發電廠相比，垃圾發電原料廉價而豐富。火力發電主要用煤炭等不可再生資源作為燃料，而垃圾發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）。