生活垃圾焚燒發電項目環境保護技術探究

孫全勝

（六安市霍邱縣生態環境分局，安徽 六安 237400）

生活垃圾焚燒發電項目能夠有效解決垃圾量大、處理困難的問題，實現資源化、無害化、減量化。相關數據顯示，我國在發電項目這一舉措上在“十三五”期間消除約45%的生活垃圾，使得填埋率大大降低。然而焚燒發電過程所帶來的一系列二次污染問題的影響對于環境來說不可忽視，因此，針對相關環保技術的研究十分必要，務必完善配套設施提升綜合效果。

1 垃圾焚燒發電項目流程概述

垃圾焚燒發電項目主要包括垃圾存儲、焚燒以及發電這三個大步驟，具體細分為以下內容：將分類后的生活垃圾輸送到廠區進行稱重再卸入存儲坑發酵5～7 d，完成發酵后的垃圾集中送至焚燒爐，所產生的熱量被鍋爐吸收產生蒸汽并用于汽輪機發電，具體流程如圖1所示。垃圾焚燒發電項目進行過程中所產生的主要污染物為固體垃圾（飛灰）、液體垃圾（滲濾液）以及氣體垃圾（刺激性氣味、煙氣等），需要進行一系列處理后再排入大氣環境，從而大大降低或消除對空氣環境質量的影響。其中固體廢物經過處理后進行填埋或綜合利用，而液體廢物則要進入調節池，經處理后達標排放。

圖1 垃圾焚燒發電工藝流程

2 垃圾焚燒發電項目污染來源

生活垃圾焚燒發電項目實施過程中會產生一定的廢氣污染，會形成帶有固體顆粒及灰塵的煙氣，其中硫、氯、氮等元素會形成SO2、HCl以及NO2氣體，經過高溫后會生成破壞大氣環境的酸性氣體，需要進行實時監測，確保煙氣中的數據符合排放標準。廢氣污染中還包括惡臭氣體，指焚燒爐、滲濾池以及存儲坑所產生的刺激性氣味，會影響人們的身體健康。其次是廢水污染問題，垃圾焚燒發電項目中的廢水主要包括普通污水和垃圾滲濾液，其中普通污水是指設備工作用水、實驗室廢水以及地面清潔廢水等，可直接收集并在城市污水管網得到處理。相比之下，垃圾滲透液則無法直接回收和排放，由于其含有大量復雜有機物，且濃度相對較高，pH數值達到4～9，重金屬、氨氮含量極高，微生物比例相對失衡，會造成一定的地下水污染和土壤污染。固體廢料也是生活垃圾焚燒發電過程中的重要污染因子，會產生SiO2、MgO、P2O3等化合物，影響生態環境，還存在一些未被凈化系統捕捉的飛灰，含有一定重金屬物質，需要進行一系列處理。此外，噪聲污染也是垃圾焚燒發電項目中的一項污染源，主要是發電機組、攪拌機、冷卻塔以及泵類設備等產生的，需要從源頭和傳播途徑的角度加以控制。

3 環境保護理念下的生活垃圾焚燒發電項目技術研究

3.1 滲濾液處理技術

生活垃圾焚燒之前會先在存儲坑中發酵一段時間，此時一些生活垃圾會析出一定的滲濾液，對地下水、土壤、地表水均產生一定影響。因此在處理前需要在存儲坑表面嚴格做好防滲漏處理，再將滲濾液回收至集中池。滲濾液經過發酵后，其濃度相對較高，需要調節集中池的水量和水質。一般情況下會采用“預處理→厭氧生物處理→好氧生物處理→深度處理”的方式實現對滲濾液質量的有效控制。

3.1.1 物理處理技術

垃圾焚燒發電廠在處理垃圾滲濾液時所應用的物理處理技術包括混凝法、吹脫法以及吸附法。混凝法主要解決滲濾液中的微小懸浮物和膠體雜質，在水中加入混凝劑讓大顆粒聚合并沉降，從而澄清水質排除固體雜物，常用混凝劑有聚合氯化鋁（PAC）、聚合氯化鐵（PFC），效果甚佳[1]。吹脫法的應用要點在于設置滲濾液的pH數值，保證在10～11區間范圍內，控制到位后在氨吹脫塔底層灌入空氣，通過逆流實現氨氮離子態轉換，但該方法效率相對較低，在處理過程中會造成一定的環境污染。吸附法的原理主要通過藥劑的吸附性降解有機物和重金屬離子，其中活性炭、蒙脫石是比較常見的吸附劑，但對滲濾液溫度和酸堿度具有一定要求，成本較高。綜上分析，垃圾焚燒發電廠物理處理技術主要應用混凝法實現預處理。

3.1.2 生物處理技術

垃圾焚燒發電廠在處理滲濾液時可應用微生物代謝差異特性實現對好氧生物和厭氧生物的處理，是當前比較成熟的技術，具有操作簡單、馴化時效性高的優勢，能夠同時去除有機物和氨氮，具有一定的經濟性和環保性。其中好氧生物處理技術對于外界空氣的要求較高，加之曝氣過程產生的泡沫會導致好氧生物處理技術效果單一，因此在完成好氧處理后再進行厭氧生物處理，能夠進一步降低滲濾液中的微生物含量。厭氧生物處理主要針對無氧和硝態氮類廢水，能夠有效提升操作的科學性和處理效果，具體運用流程如下：

（1）利用活性污泥法去除有氧條件下的微生物，利用其代謝功能降解物質并沉淀；

（2）去除MLSS后處理懸浮在水中的一些固體物質，為后續工作提供便利；

（3）部分污泥和固體物質會根據回流比進入到生物反應池中；

（4）現在的生物池相當于一個小生態系統，由細菌、生物等構成活性污泥，降解有機物，實現對滲濾液的控制。

3.2 廢氣防治技術

3.2.1 煙氣脫酸技術

垃圾焚燒過程中會產生大量廢氣，形成嚴重氣態污染，因此需要重點關注廢氣的處理技術[2]。一般情況下，在焚燒階段會產生酸性氣體、煙塵、重金屬物質等。目前，我國針對焚燒發電項目所遵循的標準主要以《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB 18485-2014）為主，通過多次實驗后發現“SNCR+半干法+干法+活性炭噴射+不帶除塵器”技術的應用效果最佳，且具有一定的經濟性，成本低，社會效益較高。針對煙氣方面，SO2和HCL主要用于干法和濕法處理，確保其達到標準水平，一般干式除酸技術有兩種，其一是在充滿酸性氣體的反應塔中放入干性藥劑，其二是在除塵器前噴入干性藥劑。半干式技術一般應用氧化鈣（CaO）制作氫氧化鈣[Ca（OH）2]溶液，再將溶液以噴霧的形式噴入反應塔中進行脫酸處理。濕法脫酸則相對簡單，操作空間與干法存在一定差異，往往應用于洗滌塔，讓煙氣進入并與堿性溶液反應實現脫酸，從而大大降低對大氣環境的影響。表1為煙氣凈化中干法、半干法以及濕法的對比情況：

表1 煙氣凈化系統干法、半干法以及濕法的對比表

根據表格所反映的內容能夠發現，干法自整體流程上來看操作比較簡單，且費用低，無需進行后續的廢水處理；應用濕法和半干法技術處理煙氣后還需進行后續廢水處理，但效率均比較高，相比之下半干法的經濟費用相對較低。因此，大部分地區針對垃圾焚燒發電方面的技術應用會選擇半干法，同時具有干法和濕法的優點[3]。例如某電廠有兩個垃圾焚燒中心，其中一個應用“干法煙氣處理+活性炭+布袋除塵”，另一個應用“半干法煙氣處理+活性炭+布袋除塵”，從而確保發揮處理的最大優勢。其中半干法處理工藝流程如圖2所示。

圖2 半干法煙氣處理工藝

3.2.2 重金屬及二噁英處理技術

在進行生活垃圾焚燒的過程中伴隨著很多金屬物質的分解，并釋放出各種元素，一些元素會轉化為氣態物質，其中重金屬和二噁英具有一定的致癌性，毒性很強，機理相對復雜，且很難被排查，因此務必加強焚燒和排放環節的監測。一般情況下，焚燒溫度達到200～500 ℃會導致重金屬出現反應并生成污染物，這是二噁英的主要來源。為有效降低二噁英對生態環境和人們生活的危害，提升環保效果，可以采用以下方式進行處理：

（1）在回收過程中做好垃圾分類，降低二噁英污染；

（2）科學控制焚燒爐運行參數，確保燃燒具有一定的持續性；做好溫度控制、停留時間和過剩控制系數三方面的控制；

（3）利用助燃劑，并合理布局空氣傳輸位置和排放位置，提升活性炭吸附效果，加強空氣流通，確保與氧氣充分接觸，提升燃燒效果。

（4）應用急冷技術、控制冷卻方式等遏制二噁英的產生。

除了煙氣和二噁英外，氮氧化物也是垃圾燃燒過程中所排放的污染性較大的氣體，會對大氣和整體生態環境產生一定影響[4]。針對氮氧化物的處理，焚燒電廠主要采用兩種去除煙氣脫硝技術，其一是選擇性非催化還原，其二是選擇性催化還原。其中選擇性非催化還原（SNCR）技術的主要原理在于將還原劑噴入焚燒爐，發生反應后將原物質分解為氮氣和氧氣。相比之下，選擇性催化還原（SCR）脫硝技術則相對復雜，其原理在于將裝置放置在省煤器或除塵器中，但成本較高。就目前來看，焚燒發電廠應用時會將二者進行結合。相關參數如表2所示：

表2 SNCR與SCR技術相關參數

3.2.3 除臭技術

生活垃圾在存儲和燃燒過程中會產生刺激性氣味，尤其廚余垃圾，其中有機物含量非常高，加之長時間的滯留堆積與發酵，會產生臭氣，其成分有甲硫醇、甲胺、H2S、NH3等。針對臭氣的排放形式一般發電廠采取無組織排放，因此需要采用一定技術手段進行控制。主要根據臭氣產生的時間、位置加以控制，例如在垃圾存儲坑階段的控制可以多次翻攪以確保其熱值分布均勻，還可以抽取空氣提升助燃效果。在卸料大廳所產生的臭氣可以通過負壓技術避免其外溢；針對滲濾液方面的臭氣控制可以采用密封處理的方式，對一些開口型設備或建筑進行密封處理。此外，還需要使用除臭劑和殺菌劑提升空氣新鮮度[5]。一些應急性臭氣處理技術還包括活性炭處理、生物處理、化學處理等，利用活性炭、微生物以及酸堿溶液等降低臭氣濃度遏制其傳播擴散，實現環境保護功能。

3.3 固體廢棄物處理技術

固體廢棄物處理技術主要針對一些飛灰、爐渣和部分未燃盡的垃圾。首先針對飛灰的處理技術主要包括水泥固化、化學穩定化以及水泥窯協同處置等，根據各項技術的優缺點將其匯總為表3。目前針對飛灰的處理往往采取“固化+填埋”的方式，按照一定比例將其與水泥、水或其他物質按照對應比例進行融合，直至滿足毒物檢測標準后便可進行掩埋。爐渣的污染性較小，所產生的物質能夠用于道路建材或灰渣制造。針對一些未燃盡的垃圾則需要進行二次處理，部分生活垃圾中存在一些有機物，在高溫下進行分解或聚合，一些成分較為復雜的物質在燃燒過程中能夠俘獲固定碳物質，若燃燒不充分則會生成有害氣體，影響生態環境，甚至對現場工作人員造成一定的生命威脅。針對這一問題，則需要適當延長氣體滯留時間，確保垃圾完全燃燒，同時還可以在爐內安裝機械裝置進行旋轉擾動，實現同時送風提升熱灼量，通過與空氣中的氧氣接觸來提升燃燒強度。

表3 焚燒處理技術比較

3.4 防噪聲技術

現階段我國機械化水平不斷提升，垃圾燃燒發電項目機械化程度高，在操作過程中應用設備較多，車間內有多個風機、攪拌機、鍋爐等，操作起來會產生大量噪聲。因此，針對車間往往會應用密閉技術、噪聲隔離技術等，并選擇吸音、隔音材料來降低噪聲影響。此外，針對一些集成性較高的設備，如鼓風機，可以在入口處安裝配套的消音器來降低噪聲干擾。一些功率較大的水泵和引風機在操作過程中會產生較大的震動聲響，可以應用減震裝置降低聲響，從源頭遏制噪聲污染。廠區周圍可建設綠化工程，從傳播途徑上降低噪聲污染。

4 結論

生活垃圾焚燒發電項目能夠大大減少垃圾量，同時實現資源再生與利用。我國針對這一舉措已經出臺了鼓勵扶持政策，并在多個城市得到積極響應。針對本次研究所獲取的相關信息可以發現，生活垃圾焚燒技術逐漸成熟，但為了進一步提升環保效果，還需加強對滲濾液和固體廢棄物的處理，加強技術研究，綜合思考多樣化的處置技術，降低二次污染對生態環境的影響。加大科技攻關，突破以往工藝復雜、能源消耗等問題，真正實現可持續發展。此外，還應當建立完善標準指標體系，將污染物濃度和范圍降至最低，強化新技術推廣應用，同時融入節能減排理念，切實保護生態環境。