淺談生活垃圾焚燒大氣污染的防治措施

王興華，成紅娟

（1.蘭州市城市建設(shè)設(shè)計院，甘肅 蘭州 730050；2.蘭州交通大學(xué)環(huán)境與市政工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

隨著蘭州市中鋪子生活垃圾焚燒發(fā)電項目的點火運行，蘭州正式由垃圾填埋時代步入了垃圾焚燒時代。隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，城鎮(zhèn)居民生活所產(chǎn)生的垃圾已經(jīng)成為影響城市文明化的主要因素之一，與垃圾填埋技術(shù)相比，焚燒的方式可較大程度上實現(xiàn)垃圾的資源化、減量化及無害化處理，在處理垃圾的同時可利用焚燒垃圾所產(chǎn)生的余熱進(jìn)行發(fā)電，節(jié)約國家的不可再生資源[1]。垃圾焚燒工藝及處理方式不合理，可能導(dǎo)致所排放的污染物濃度不符合國家、地方或者行業(yè)要求，會使固態(tài)污染物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)污染物或其他形式的污染物繼續(xù)污染環(huán)境，從而危害人類健康。因此有必要通過分析影響城鎮(zhèn)居民生活垃圾焚燒所產(chǎn)生各種污染物排放濃度的主要因素，提出大氣污染防治措施。

1 影響焚燒生活垃圾所產(chǎn)生污染物排放濃度的主要因素

1.1 不同城鎮(zhèn)生活垃圾成分的影響分析

在同樣的焚燒工藝設(shè)備條件下，城鎮(zhèn)生活垃圾中所包含的容易生成污染物的塑料、重金屬等物質(zhì)越多，會導(dǎo)致污染物的排放濃度越高。過多的廢舊電池會導(dǎo)致重金屬排放濃度升高；較多的含氯塑料同樣會導(dǎo)致HCL的排放濃度升高。即使是同一城市不同街區(qū)的垃圾成分也不一樣，焚燒后的污染物成分與濃度也不相同[2]。

1.2 焚燒爐燃燒特性的影響分析

焚燒爐燃燒特性是焚燒系統(tǒng)設(shè)計以及運行管理的主要技術(shù)關(guān)鍵點，對污染物產(chǎn)生的影響較大。對某一固定的街區(qū)來講生活垃圾成分已經(jīng)固定，接下來的問題就是如何調(diào)整焚燒爐燃燒運行工況，將各種污染物的排放濃度將至最低。影響污染物排放濃度的焚燒爐燃燒特性包括焚燒溫度、產(chǎn)生煙氣在焚燒爐內(nèi)的熱交換時間、焚燒爐內(nèi)氣體的流速、過量空氣系數(shù)以及爐排形式等。焚燒溫度對排放結(jié)果的影響比較大，較高的溫度有利于生活垃圾中有機成分然燒更加充分，使煙氣中有機成分及一氧化碳的排放濃度降低。產(chǎn)生煙氣在焚燒爐內(nèi)的熱交換時間越長，燃燒越充分，煙氣帶走的有機成分和一氧化碳的濃度越低。適當(dāng)?shù)倪^量空氣有利于燃燒充分，從而降低燃燒不充分所導(dǎo)致的污染物排放。生活垃圾在爐排上的運動形式取決于垃圾焚燒爐型，生活垃圾的有效翻動、跌落、破碎等均有助于燃燒完全，使燃燒不充分的污染物的排放濃度減少。

2 大氣污染防治措施

2.1 煙氣凈化系統(tǒng)

合理有效的煙氣凈化系統(tǒng)可有效降低污染物的排放，國內(nèi)大部分企業(yè)采用“SNCR脫硝+半干法+活性炭噴射+布袋除塵器”的煙氣除塵凈化系統(tǒng)。由鍋爐尾部排出的煙氣進(jìn)入除塵凈化裝置，可利用高效的霧化器將消石灰的泥漿噴入干吸收塔內(nèi)，尾氣與噴入的泥漿以逆向或者同向的方式接觸，氮氧化物（NOx）和氨水（NH3）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將氮氧化物還原成氮和水。在半干式中和塔內(nèi)將酸性氣體脫除；在減溫塔和布袋式除塵器之間噴入活性炭，將煙氣中的二噁英、重金屬以及酸性氣體脫除。經(jīng)反應(yīng)和吸附后的煙氣進(jìn)入布袋除塵器，袋式除塵器通過過濾將煙氣中的細(xì)灰塵粒、中和劑及脫酸反應(yīng)產(chǎn)物顆粒、吸附有二噁英和重金屬的活性炭顆粒等捕捉后排出。

2.2 二噁英生成的控制

可從降低爐內(nèi)生成及爐外低溫再合成兩方面來減少二噁英的生成；焚燒爐爐膛應(yīng)提供合適的燃燒溫度及足夠的煙氣熱交換時間，保證煙氣中的氧氣含量，使垃圾中含有的二噁英分解。燃燒條件對二噁英的生成至關(guān)重要，現(xiàn)有研究已經(jīng)明確二噁英的燃燒條件為煙氣的溫度、濃度及飛灰含碳量，而溫度是最主要的影響因素[3-4]。控制二噁英生成的技術(shù)措施包括：提高進(jìn)爐垃圾的熱值，使垃圾在焚燒爐內(nèi)穩(wěn)定充分燃燒；設(shè)計爐排時將爐排的干燥段適當(dāng)加長，嚴(yán)格控制爐排的機械負(fù)荷，同時選擇適宜于低熱值生活垃圾焚燒的爐型，優(yōu)化爐膛設(shè)計以增強爐內(nèi)熱輻射，保證進(jìn)爐垃圾的干燥和充分燃燒；采用空氣預(yù)熱器，將助燃的空氣溫度提高；設(shè)置柴油輔助燃燒系統(tǒng)，當(dāng)爐膛內(nèi)溫度低于850℃時，使用柴油輔助燃燒系統(tǒng)提高爐內(nèi)溫度[5]；生產(chǎn)過程中不斷調(diào)整空氣流速和流量，減少一氧化碳，從而降低二噁英的濃度；降低煙氣處于300～500℃區(qū)域的熱交換時間，調(diào)控余熱鍋爐的排煙溫度低于200℃，煙氣除塵凈化采用袋式過濾器，盡可能降低二噁英的再次合成。

2.3 重金屬的控制

重金屬通常以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的形態(tài)進(jìn)入除塵器，當(dāng)煙氣溫度降低時，氣態(tài)重金屬可轉(zhuǎn)化為可捕集的液態(tài)或者固態(tài)微粒，通常使用噴入活性炭的方式吸附去除重金屬。“活性炭吸附+袋式除塵器”是常見的重金屬和二噁英去除工藝。

2.4 惡臭的控制措施

惡臭的主要來源是垃圾本身，主要發(fā)生在卸料大廳、儲坑、滲濾液體儲坑和焚燒爐附近[6]。為防止臭氣外溢，應(yīng)對主要臭氣污染源采取相應(yīng)的控制措施。可抽取卸料大廳以及儲坑上方的空氣作為焚燒爐的一次空氣使用，一方面可使該區(qū)域形成微負(fù)壓、保證臭氣不外溢，另一方面臭氣本身含有部分易燃物質(zhì)、可起助燃作用。在卸料大廳的門口可設(shè)置空氣幕對臭氣進(jìn)行阻隔。在垃圾儲坑與卸料大廳之間設(shè)置具備啟閉功能的卸料門，將垃圾儲坑與卸料大廳隔離開，使垃圾儲坑上方維持負(fù)壓，將灰塵與臭氣封閉在儲坑區(qū)域不外溢。在垃圾儲坑的操作方面，按規(guī)定時間使用抓斗對垃圾進(jìn)行攪動，不但能夠避免垃圾的發(fā)酵，減少惡臭的發(fā)生，而且能夠使垃圾熱值更加均勻。

3 結(jié)論及建議

城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理的最終目的是使其對生態(tài)環(huán)境的影響最小，從而較大程度地實現(xiàn)垃圾的資源化、減量化及無害化處理。因此在焚燒過程中，要從煙氣凈化、二噁英生成的控制、重金屬以及惡臭的控制等方面采取全面的、有效的治理技術(shù)，確保各種污染物達(dá)標(biāo)排放[7]。環(huán)境空氣質(zhì)量一直是蘭州市民關(guān)注的重要問題，“蘭州藍(lán)”來之不易，對于垃圾焚燒發(fā)電項目，一定要對企業(yè)從嚴(yán)要求、環(huán)保部門實時監(jiān)管，確保該項目健康發(fā)展，保護(hù)蘭州的環(huán)境空氣質(zhì)量。