城市垃圾處理的高效焚燒技術(shù)探索

摘要：高效焚燒技術(shù)作為解決城市固體廢棄物問題的有效途徑，具有減量化、無害化、資源化及占地面積小等優(yōu)勢(shì)。基于此，探討高效焚燒技術(shù)在城市垃圾處理中的可行性，分析預(yù)處理技術(shù)、焚燒爐設(shè)計(jì)、燃燒優(yōu)化、煙氣凈化處理等關(guān)鍵技術(shù)，提出提升環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理模式、增強(qiáng)公眾溝通與教育、加強(qiáng)政策引導(dǎo)與支持等優(yōu)化策略，以期推動(dòng)城市垃圾高效焚燒技術(shù)的持續(xù)發(fā)展與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：城市垃圾處理；高效焚燒技術(shù)；預(yù)處理技術(shù)

中圖分類號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）12-0-0345

Exploration of Efficient Incineration Technology for"Municipal Waste Treatment

CHEN Xiaoyan

（Shanghai Huanlian Ecological Technology Co.， Ltd.， Shanghai 201105， China）

Abstract： Efficient incineration technology， as an effective way to solve the problem of urban solid waste， has advantages such as reduction， harmlessness， resource utilization， and small footprint. Based on this， this paper explores the feasibility of efficient incineration technology in urban waste treatment， analyzes key technologies such as pretreatment technology， incinerator design， combustion optimization， and flue gas purification treatment， and proposes optimization strategies to improve the adaptability of environmental standards， optimize operation and management models， enhance public communication and education， strengthen policy guidance and support， in order to promote the sustainable development and application of efficient incineration technology for urban waste.

Keywords： municipal waste treatment; efficient incineration technology; pretreatment technology

傳統(tǒng)填埋和堆肥等城市垃圾處理方法面臨著土地資源緊張、二次污染等問題，難以滿足日益增長(zhǎng)的城市垃圾處理需求。高效焚燒技術(shù)采用高溫氧化作用將垃圾轉(zhuǎn)化為能源和殘?jiān)粌H大幅減少垃圾體積，還能實(shí)現(xiàn)能源回收利用。然而該技術(shù)面臨環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升、成本高、公眾接受度低等多方面的挑戰(zhàn)。基于此，探討高效焚燒技術(shù)在城市垃圾處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)及其未來發(fā)展的優(yōu)化策略，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供參考。

1 高效焚燒技術(shù)在城市垃圾處理中的可行性

1.1 可靠性

高效焚燒技術(shù)采用了先進(jìn)的焚燒爐設(shè)計(jì)，爐內(nèi)溫度可達(dá)850～1 100 ℃，確保垃圾中的有害物質(zhì)被徹底分解和破壞。焚燒爐采用耐高溫、耐腐蝕的材料制造，結(jié)合冗余設(shè)計(jì)，即便在極端條件下也能保持穩(wěn)定運(yùn)行。該技術(shù)采用了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)焚燒爐的運(yùn)行狀態(tài)，一旦主設(shè)備出現(xiàn)故障，備用設(shè)備能立即啟動(dòng)，確保垃圾處理工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

1.2 經(jīng)濟(jì)性

高效焚燒技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性方面也具備顯著優(yōu)勢(shì)，雖然初期投資成本較高，包括設(shè)備購(gòu)置、安裝、調(diào)試及配套設(shè)施建設(shè)等費(fèi)用，但是隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)的顯現(xiàn)，焚燒設(shè)備的成本逐步降低。焚燒技術(shù)能將垃圾中的熱值轉(zhuǎn)化為電能或熱能，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 適用性

高效焚燒技術(shù)在城市垃圾處理中具有廣泛的適用性，不同類型的焚燒爐，如流化床焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐等，可根據(jù)垃圾的種類和處理需求進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)。預(yù)處理技術(shù)、煙氣凈化系統(tǒng)等輔助技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提升焚燒技術(shù)的處理效果和環(huán)保性能。焚燒技術(shù)不僅能有效減少垃圾體積，殺滅病菌，還能實(shí)現(xiàn)資源的再利用，符合城市可持續(xù)發(fā)展的需求。

2 城市垃圾處理中高效焚燒技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

2.1 預(yù)處理技術(shù)

在城市垃圾處理的高效焚燒流程中，預(yù)處理技術(shù)扮演著重要的角色，直接關(guān)乎焚燒效率、設(shè)備安全性及后續(xù)處理效果[1]。預(yù)處理的核心在于科學(xué)分類與物理處理垃圾，以優(yōu)化焚燒條件。破碎是預(yù)處理的首要步驟，通過破碎機(jī)將大件垃圾破碎成較小顆粒，便于后續(xù)的燃燒與混合，同時(shí)減少爐內(nèi)搭橋現(xiàn)象，確保焚燒過程順暢。分選則利用磁選、風(fēng)選、篩分等手段，將金屬、塑料、紙張等可回收物與有機(jī)物、無機(jī)物分離，既提高了焚燒效率，又促進(jìn)了資源循環(huán)利用。

2.2 焚燒爐設(shè)計(jì)

焚燒爐作為高效焚燒技術(shù)的核心設(shè)備，其設(shè)計(jì)直接關(guān)系到焚燒效率、污染物排放及運(yùn)行成本。流化床鍋爐以其良好的混合性、均勻的床層溫度分布以及高效的熱傳遞特性，成為處理城市垃圾的主流選擇。向流化床爐內(nèi)注入適量空氣，使?fàn)t料（即預(yù)處理后的垃圾）處于流化狀態(tài)，有效促進(jìn)垃圾與氧氣的充分接觸，提高燃燒效率。

2.3 燃燒優(yōu)化

燃燒優(yōu)化是高效焚燒技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在精確控制燃料配比、氧氣供給等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)垃圾的穩(wěn)定燃燒和污染物最低排放[2]。燃料配比需根據(jù)垃圾的熱值、含水量及成分變化靈活調(diào)整，確保燃燒過程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。高熱值垃圾可直接作為主燃料，低熱值垃圾則需與輔助燃料混合使用，以提高整體燃燒效率。氧氣供給控制則通過精確調(diào)節(jié)助燃空氣的流量和速度，確保爐內(nèi)氧氣分布均勻，避免局部缺氧或富氧造成的燃燒不充分和污染物生成。

2.4 煙氣凈化處理

煙氣凈化處理是高效焚燒技術(shù)不可或缺的一環(huán)，旨在去除焚燒過程中產(chǎn)生的有害氣體和顆粒物，確保排放達(dá)標(biāo)。煙氣凈化主要包括除塵、脫硫、脫硝及去除重金屬等步驟。除塵通常采用布袋除塵器或靜電除塵器，有效捕捉煙氣中的飛灰和顆粒物，減少大氣污染。脫硫則利用石灰乳、石膏漿液等吸收劑，與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成無害物質(zhì)，降低酸雨風(fēng)險(xiǎn)。脫硝則通過選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction，SCR）或選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR）技術(shù)，將煙氣中的氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退瑴p少氮氧化物排放。

3 城市垃圾處理中高效焚燒技術(shù)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

3.1 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格

排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，對(duì)焚燒過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水、固廢等污染物的控制提出更高要求。因此，焚燒技術(shù)不僅要實(shí)現(xiàn)高效燃燒，還需配備先進(jìn)的煙氣凈化系統(tǒng)，以去除二氧化硫、氮氧化物、顆粒物及重金屬等有害物質(zhì)，確保排放達(dá)標(biāo)[3]。環(huán)保監(jiān)管的加強(qiáng)，使得焚燒廠在運(yùn)營(yíng)過程中需接受更為嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，任何排放超標(biāo)的行為都將面臨嚴(yán)厲處罰。在此背景下，必須不斷升級(jí)焚燒技術(shù)，以適應(yīng)更為嚴(yán)格的環(huán)保要求。技術(shù)升級(jí)帶來的投資與運(yùn)營(yíng)成本增加，成為高效焚燒技術(shù)發(fā)展的一大挑戰(zhàn)。

3.2 技術(shù)創(chuàng)新與成本平衡

高效焚燒技術(shù)的發(fā)展離不開技術(shù)創(chuàng)新，但新技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用往往伴隨著高成本。一方面，新技術(shù)的引入需要投入大量資金進(jìn)行研發(fā)、測(cè)試與優(yōu)化，以確保其在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可靠性；另一方面，新技術(shù)的推廣與應(yīng)用還需要考慮市場(chǎng)接受度。技術(shù)迭代速度越快，意味著舊技術(shù)的淘汰速度也越快，對(duì)于已經(jīng)投入大量資金建設(shè)焚燒設(shè)施的企業(yè)而言，無疑增加投資風(fēng)險(xiǎn)，如何在技術(shù)創(chuàng)新與成本控制之間找到平衡點(diǎn)，成為高效焚燒技術(shù)發(fā)展面臨的又一難題。特別是在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)復(fù)雜多變的背景下，在保證技術(shù)先進(jìn)性的同時(shí)，有效控制成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，是焚燒技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。

3.3 公眾接受度與輿論影響

盡管高效焚燒技術(shù)在處理城市垃圾方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，但公眾對(duì)其仍存在諸多擔(dān)憂，居民普遍擔(dān)心焚燒過程中產(chǎn)生的污染物會(huì)對(duì)周邊環(huán)境和人體健康造成危害。這種擔(dān)憂在一定程度上影響焚燒技術(shù)的推廣與應(yīng)用，加上媒體對(duì)焚燒技術(shù)的報(bào)道往往聚焦于負(fù)面事件，如排放超標(biāo)、環(huán)境污染等，進(jìn)一步加劇公眾的疑慮。輿論的引導(dǎo)與公眾參與機(jī)制的缺失，致使焚燒技術(shù)在公眾心目中的形象難以得到正面塑造。如何提升公眾對(duì)焚燒技術(shù)的認(rèn)知與接受度，消除誤解與疑慮，建立有效的公眾參與機(jī)制，成為高效焚燒技術(shù)發(fā)展必須面對(duì)的社會(huì)挑戰(zhàn)[4]。

3.4 政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)制定

政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)制定是影響高效焚燒技術(shù)發(fā)展的重要因素。國(guó)內(nèi)外在垃圾處理方面的政策法規(guī)存在差異，一定程度上限制焚燒技術(shù)的跨國(guó)交流與合作。國(guó)內(nèi)焚燒技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范尚不完善，導(dǎo)致在實(shí)際操作中缺乏統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo)和監(jiān)管依據(jù)。政策與標(biāo)準(zhǔn)的缺失，不僅影響焚燒技術(shù)的規(guī)范化發(fā)展，也增加企業(yè)運(yùn)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)。隨著環(huán)保政策的不斷調(diào)整和完善，焚燒技術(shù)需不斷適應(yīng)新的政策要求，要求企業(yè)具備敏銳的市場(chǎng)洞察力和快速響應(yīng)能力。在政策法規(guī)的框架下，推動(dòng)高效焚燒技術(shù)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，成為行業(yè)共同面臨的課題。

4 城市垃圾處理中高效焚燒技術(shù)發(fā)展優(yōu)化策略

4.1 提升環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)適應(yīng)性

面對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，高效焚燒技術(shù)必須不斷提升其環(huán)保適應(yīng)性，以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。第一，加強(qiáng)煙氣凈化技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，針對(duì)焚燒過程中產(chǎn)生的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物及重金屬等污染物，采用更高效的凈化工藝，如深度脫硫脫硝技術(shù)、高級(jí)氧化工藝以及飛灰穩(wěn)定化處理技術(shù)，確保排放指標(biāo)遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，甚至達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。第二，構(gòu)建完善的環(huán)保監(jiān)測(cè)與管理體系，利用物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)焚燒全過程的環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的污染問題。

4.2 優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理模式

高效焚燒技術(shù)的成功應(yīng)用，離不開科學(xué)的運(yùn)營(yíng)管理模式。第一，推行精細(xì)化、智能化管理，利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)焚燒設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能調(diào)度，提高運(yùn)營(yíng)效率與資源利用率。第二，建立完善的運(yùn)維體系，包括定期的設(shè)備維護(hù)、故障預(yù)警與應(yīng)急處理機(jī)制，確保焚燒設(shè)施長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。第三，建立垃圾分類與焚燒處理的閉環(huán)管理體系，采取源頭減量、分類收集、高效處理等措施，降低焚燒成本，提升處理效果。

4.3 增強(qiáng)公眾溝通與教育

為提升公眾的認(rèn)知與接受度，需采取一系列溝通與教育措施。第一，建立常態(tài)化的公眾溝通機(jī)制，通過舉辦講座、展覽、開放日等活動(dòng)，邀請(qǐng)公眾親身體驗(yàn)焚燒設(shè)施的運(yùn)行，了解其環(huán)保效益和安全措施，消除誤解與疑慮。第二，利用社交媒體、官方網(wǎng)站等平臺(tái)，定期發(fā)布焚燒技術(shù)的科普文章、視頻，以生動(dòng)有趣的方式普及垃圾焚燒知識(shí)，提升公眾的環(huán)保意識(shí)。第三，將垃圾分類教育納入國(guó)民教育體系，從小培養(yǎng)孩子的環(huán)保意識(shí)和垃圾分類習(xí)慣，為高效焚燒技術(shù)的源頭減量、分類收集奠定基礎(chǔ)。

4.4 加強(qiáng)政策引導(dǎo)與支持

政策引導(dǎo)與支持是高效焚燒技術(shù)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵保障，政府應(yīng)出臺(tái)一系列激勵(lì)政策，鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入，提升焚燒技術(shù)的環(huán)保性能和經(jīng)濟(jì)效益。第一，設(shè)立專項(xiàng)基金，支持焚燒技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用示范，推動(dòng)關(guān)鍵技術(shù)的突破與產(chǎn)業(yè)化。第二，制定稅收優(yōu)惠政策，對(duì)采用高效焚燒技術(shù)的企業(yè)給予稅收減免或補(bǔ)貼，降低其運(yùn)營(yíng)成本。第三，完善垃圾處理收費(fèi)制度，根據(jù)垃圾的種類和處理難度，合理確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)公眾減少垃圾產(chǎn)生，促進(jìn)資源循環(huán)利用。

5 結(jié)論

城市垃圾處理的高效焚燒技術(shù)在可靠性、經(jīng)濟(jì)性和適用性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，其關(guān)鍵技術(shù)包括預(yù)處理、焚燒爐設(shè)計(jì)、燃燒優(yōu)化、煙氣凈化及殘?jiān)幚淼取Ｈ欢h(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提升、技術(shù)創(chuàng)新成本、公眾接受度及政策法規(guī)等挑戰(zhàn)依然存在。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和政策法規(guī)的完善，高效焚燒技術(shù)將更加注重環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的適應(yīng)性，優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理模式，加強(qiáng)公眾溝通與教育，以期在減少城市垃圾的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，推動(dòng)城市垃圾處理行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：陳曉艷（1980—），女，江蘇無錫人，高級(jí)工程師。研究方向：城市管理、環(huán)境工程。