垃圾发电告诉你勿谈“焚”色变

文/陈福民/

全世界每年产生4.9亿吨垃圾，仅中国每年就产生近1.5亿吨城市垃圾。目前中国城市生活垃圾累积存量已达70亿吨。根据国家环保总局预测，2015年中国城市垃圾年产总量将达到2.1亿吨。2030年将达到4.09亿吨，2050年将达到5.28亿吨。

目前，主流的垃圾处理方式，是进入垃圾填埋场，进行卫生填埋；但是，新建填埋场亦需占用大量土地资源。北京市日产垃圾1.84万吨，填埋量相当于每年占掉500亩土地；住建部的一项调查数据表明，目前全国有三分之一以上的城市被垃圾包围。全国城市垃圾堆存累计侵占土地75万亩。随着城市扩容，城市人口剧增，“这一路线，越来越难以为继”。另外，垃圾填埋场产生大量甲烷，直接排空后，加剧气候变暖；即便使用国际上最先进的防渗膜产品，也无法彻底解决垃圾填埋后的渗滤液问题，以致造成了约80%的垃圾填埋场的地下水污染。垃圾围城的压力，卫生填埋的弊端，加之政策层面的利好，三重因素之下，各地垃圾焚烧发电项目，开始密集上阵。

那么，垃圾焚烧发电是不是会产生极毒物质，破坏周边环境，污染饮用水，危及群众健康？

垃圾焚烧发电原理很简单

垃圾发电通常是指垃圾焚烧发电，其原理与燃煤发电基本相同，就是将垃圾送入垃圾焚烧炉，利用焚烧产生的热量加热给水得到蒸汽，蒸汽推动汽轮发电机组做功发电。整个过程就是化学能→热能→机械能→电能的过程。

垃圾在焚烧之前，还要有一些配套工程，比如：

垃圾的预处理：一般垃圾入厂后不需要特别处置，经过3～5天堆放渗出部分水分就可焚烧。如果采用流化床焚烧炉，垃圾必须破碎成小块才能焚烧，而且通常是掺烧部分燃煤。而炉排炉不需要特别预处理。

垃圾焚烧发电工艺流程图

渗沥液处理：垃圾渗出的水分污染性很大，必须配套专门的处理设备处理。

垃圾焚烧发电的原理，其实非常简单，包括干燥、燃烧和燃烬三个阶段。

预处理后的垃圾由运输车运至焚烧厂，经地磅称重后，开至卸料门，卸到垃圾坑。垃圾吊车将垃圾送入给料斗，并送入炉内，在焚烧炉内燃烧。

垃圾在850℃至1100℃的高温下，将得到充分燃烧，垃圾中的病原菌也将被彻底杀灭，从而达到无害化处理的目的。通过DCS自动控制系统和自动燃烧控制系统，能够即时监控和调整炉内垃圾的燃烧工况，及时调节炉排运行速度和燃烧空气量。DCS是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物，是目前最先进、最合理的过程控制系统，可以适应各种过程控制的要求。它通过集中的操作和监控，DCS具有方便的操作和维护性能。DCS具有标准的接口，对外连接更加方便简捷。它的主要特点归结为一句话就是“分散控制，集中管理”。焚烧垃圾过程中产生的高温烟气在余热锅炉中进行热交换，产生过热蒸汽，推动汽轮发电机组产生电能。电能通过电网，输送到各地，实现了垃圾处理的资源化。

送风机的入口与垃圾坑连通，这样可将垃圾的臭味送入燃烧温度约850℃至1100℃的焚烧炉内进行热分解，变为无臭气体。燃烧的火焰及高温烟气，经自然循环锅炉，产生高温蒸汽，为汽轮发电机组提供汽源。

此外，还有烟气净化、灰渣处理等等。燃烧完的炉渣落入出渣装置，经冷却后的炉渣转运到制砖厂综合利用。预处理电除尘器系统收集的飞灰不属危险废弃物，收集后转运到水泥厂或搅拌站等处综合利用。半干式烟气净化装置收集的飞灰属危险废弃物，输送至固化车间，经水泥固化养护后，运输至填埋场安全填埋。垃圾渗滤液经处理后，达标排放。经处理的烟气指标达到环保要求，由引风机送入烟囱排出。

二噁英可控制可化解

生活垃圾焚烧中二噁英是否可以控制？不能否认，在垃圾焚烧发电厂，如果垃圾处理不当，极易产生剧毒物二噁英，由于二噁英会对环境造成很大危害，这也是周边居民谈“焚”色变而反对建厂的原因。

所谓二噁英，实际上是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃的统称，它共有210种同族体，但只有其中少数种类被认为具有相当的毒性。这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，非常容易在生物体内积累，其在生物体内的半衰期估计为7至11年。

二噁英可以控制

事实上，科学专家经过检测发现，城市生活垃圾的焚烧并非产生二噁英的主要原因。有数据显示，大气环境中的二噁英90%来源于一些污染较重的工业，如炼钢、火力发电等工业锅炉燃烧、纸浆漂白过程等。垃圾焚烧厂占的总量非常低，非常有限，1吨垃圾露天焚烧或在填埋场自燃排放的二噁英，是同量垃圾经过现代化焚烧排放的二噁英几千倍。根据德国的研究显示，当垃圾被运往焚烧厂时，二噁英单位含量就已达50纳克（10的-9次方克），生活垃圾经过焚烧后，垃圾中原有二噁英得到分解，向空气排放的二噁英只相当于原有含量的1%。因此，发展现代化的垃圾焚烧发电，实际上是削减二噁英排放的措施。

同样，世界卫生组织也认为，由于二噁英普遍存在，因而所有人都有接触的环境且身体里都有一定程度的二噁英，也就产生了所谓的机体负担，正常环境的接触总体上不会影响人类健康。但由于这类化合物具有很高的潜在毒性，需要采取努力来减少目前环境的接触。

据了解，由于相关垃圾处理技术的发展，垃圾焚烧产生的二噁英等有毒物质，完全可以控制在安全排放的范围内。现代垃圾焚烧发电厂对二噁英的控制是采用成熟的“3T”（turbulence、temperature、time）技术，其一是二噁英的产生温度在360～820℃之间，若保持焚烧炉内温度大于850度，并控制烟气在炉内停留2秒以上，即可使二噁英99.99%得到完全分解；其二是烟气通过最先进的方式处理，采用半干式反应塔系统—活性炭喷射—布袋除尘器，用活性炭吸附二噁英，用布袋截留灰尘，减少二噁英排放载体，从而将单位二噁英排放控制在0.1纳克以内，对人类健康影响可基本忽略。

目前垃圾焚烧发电技术主要分为三类，其一是炉排炉技术，其二是流化床技术，其三是回转炉技术。从工艺角度看，主要是流化床与炉排炉工艺之间的派对，两者各有优劣。

炉排炉技术有多级阶梯式链条炉排炉、倾斜往复式炉排炉和反送式马丁炉排炉等，垃圾前处理要求较低，作为高危废弃物的飞灰较少，需要采取一定的技术设备抑制二噁英排放，同时单体设备处理量较小。循环流化床技术可使炉体内燃烧温度提高到900～1000℃，远离二噁英产生区间，单体设备处理量较大，但控制系统较复杂，前处理要求较为严格，并且处理过程中飞灰量大，处理成本很高，若无法准确区分飞灰与炉渣进行处理，则有可能带来严重的环境污染。

也许有人会说，那是国外先进的培圾焚烧发电技术，我国的垃圾发电不能粗挡产生的二噁英。其实，目前我国垃圾焚烧发电厂水平和国际是接轨的，从处理技术上说，可以将其消除或者控制在足够低的水平。《纽约时报》2009年8月12日一篇报道指出，“中国的焚烧炉也可以表现优异。在深圳另一端，政府所有的宝安焚烧厂大烟囱不见烟冒出。检验表明，该公司几乎没有污染物排出。”

该报道所指符合环保标准的深圳宝安焚烧厂，正是位于深圳宝安老虎坑、日处理1200吨城市生活垃圾的宝安垃圾发电厂，系由深圳能源旗下的深圳市能源环保有限公司承建运营，采用炉排炉处理技术。另外，根据欧洲SGS实验室检测，深圳能源旗下另一家日处理垃圾800吨的南山垃圾发电厂，其二噁英排量也远远小于欧盟现行标准。

另外，大气层中的阳光氧化、土壤、水体，以及植物等都有消解的作用。欧洲有专家曾经做过调研，现代达标的垃圾焚烧厂周边的植物、土壤都没有发现二噁英有随时间而累积的现象。

“垃圾发电技术已经相当成熟，污染小，在发达国家被普遍采用，根本不是什么‘夕阳产业’，比如瑞士这样风景秀丽的国家，都积极发展垃圾发电。”一位垃圾发电业人士感到很不理解，既然垃圾发电与环境保护、资源化与无害化可以做到统一，为什么我们反而要拒绝这样有效的垃圾处理方式，而宁可守着污染危害更大、臭气熏天的垃圾简易填埋场？

垃圾焚烧新国标与欧洲接轨

从20世纪70年代起，一些发达国家便着手运用焚烧垃圾产生的热量进行发电。欧美一些国家建起了垃圾发电站，美国某垃圾发电站的发电能力高达100兆瓦，每天处理垃圾60万吨。现在，德国的垃圾发电厂每年要花费1千亿美元，从国外进口垃圾。据统计，目前全球已有各种类型的拉圾处理工厂近千家，预计3年内，各种垃圾综合利用工厂将增至3000家以上。科学家测算，垃圾中的二次能源如有机可燃物等，所含的热值高，焚烧2吨垃圾产生的热量大约相当于1吨煤。如果我国能将垃圾充分有效地用于发电，每年将节省煤炭5000万～6000万吨，其“资源效益”极为可观。

垃圾发电之所以发展较慢，主要是受一些技术或工艺问题制约。比如发电时燃烧产生的剧毒废气长期得不到有效解决。日本2012年推广一种超级垃圾发电技术，采用新型汽熔炉，将炉温升到500℃，发电效率也由过去的一般10%提高为25%左右，有毒废气排放量降为0.5%以内，低于国际规定标准。当然，现在垃圾发电的成本仍然比传统的火力发电高。专家认为，随着垃圾回收、处理、运输、综合利用等各环节技术不断发展，工艺日益科学先进，垃圾发电方式很有可能会成为最经济的发电技术之一。从长远效益和综合指标看，将优于传统的电力生产。尤其是作为“绿色”技术，垃圾发电的环境效益、社会效益等都是无形的、巨大的。

据法国《世界报》近日报道，由于循环利用太发达导致垃圾紧缺，瑞典计划今后每年进口80万吨垃圾，用于冬季供暖。每个瑞典人都知道“垃圾就是能源，4吨垃圾等于1吨石油”。而这一切得益于瑞典先进的垃圾处理循环系统。瑞典处理废弃物有4个层次，首先考虑回收再利用；回收有困难的，尝试生物技术处理；生物技术处理不了的，焚烧处理；确实不能焚烧的再掩埋。欧盟数据统计委员会的数据显示，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%可得到循环利用，14%再生成化肥，另外49%被焚烧发电。

瑞典是欧盟中垃圾焚烧比例最高的国家之一，垃圾被投入1000摄氏度高温的锅炉中焚烧，产生大量热能，通过连接着城市四通八达的供暖管道为城市居民供暖。瑞典废弃物管理局的资料显示，垃圾焚烧为瑞典人提供约20%的城市供暖，同时满足25万家庭用电之所需。以第二大城市哥德堡为例，全市约1/2的暖气供应来自垃圾焚烧产生的余热。

据《中国城市建设统计年鉴》，2012年中国垃圾焚烧厂数量达138座，日处理量超过12万吨，较之2001年日处理量6520吨，已增加十几倍。在北京、天津、长三角和珠三角地区，焚烧已成为处理城市生活垃圾主要手段之一。

从2014年7月1日开始，我国生活垃圾焚烧将执行“史上最严”新国标。

其中公众最关注的二噁英类控制限值，采用国际上最严格的0.1ng-TEQ/m3，与欧盟标准一致，比现行标准收严了10倍。新标准的重金属等其他限值大多比现行标准严了30%。

除此之外，垃圾焚烧厂产生的颗粒物、重金属、二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放限值均大幅收紧，比如新标准规定，颗粒物由现行的80毫克每标准立方米收紧至20毫克每标准立方米 (日均值)，汞由现行的0.2毫克每标准立方米收紧至0.05毫克每标准立方米等，这些标准也都将与欧盟标准接轨。

作为垃圾处理的一种主要方式，垃圾焚烧发电已经在我国走上了一条规范、严苛的发展之路。

另外，一座城市的垃圾，就像一座低品位的“露天煤矿”，可以进行无限期的开发。据测算，按发热值比较，我国每年产生的1.5亿吨左右的城市垃圾，约相当于3000万吨标准煤。与火力发电厂相比，垃圾发电原料廉价而丰富。火力发电主要用煤炭等不可再生资源作为燃料，而垃圾发电采取以少量煤助燃，掺烧垃圾的燃烧方式（煤和垃圾的比例为1∶4）。