论生活垃圾焚烧发电的污染源和环境保护策略

卫文灿 孙超 梅玉峰

[摘要]最大限度地降低垃圾回收分类处理过程中对社会、环境的影响是论文的出发点。文章通过对“三废”污染源的分析，其中废气从焚烧烟气、粉尘废气以及恶臭三个方面进行分析，而焚烧废气又分酸性组分、烟尘以及重金属三方面分析;生活垃圾焚烧发电废水来源主要是工业排水、化水排污、锅炉循环水以及垃圾分拣用水和清理垃圾渗滤液排水五个方面进行分析;固体废弃物从金属废弃物、炉渣、飞灰、污泥等六个方面进行分析。最后提出“三废”以及厂区绿化和安全防护距离设置等方面进行环境保护献策。

[关键词]生活垃圾焚烧发电;环境影响;环境保护;二噁英;三废

[DOI]1013939/jcnkizgsc202008114

人们的生活垃圾堆积成山，严重污染环境，其处理问题备受关注。城市生活垃圾热值焚烧发电是一条很好的利用途径。在资源利用上和无害化处理上是比较理想的。但是，如果焚烧处理不当，过程中会产生的多环芳烃，挥发或者非挥发性重金属以及耳熟能详的“二噁英”，这些物质都是污染水、大气的罪魁祸首。

1生活垃圾焚烧发电的污染源分析

11废气

焚烧生活垃圾以及生活垃圾存储过程中，都会产生大量的有害废气。

111焚烧烟气

（1）酸性组分。在城市生活垃圾回收中，除了厨余垃圾外，还有很多塑胶制品以及各种有机氯化物制品，焚烧过程中就会产生含氯有害有机物。例如，PVC塑料，氯消毒或漂白废弃物将在燃烧过程中产生HCL无机氯化物盐（例如NaCL）不会在废弃物中产生氯，例如厨房垃圾。氟化物是通过废弃物中的碳氟化合物的燃烧产生的，例如氟塑料废料、含氟涂料等，其形成机理类似于HCL，但产生的量很少。还有SOx含硫有害有机物，部分由生活垃圾焚烧产生，在垃圾焚烧的焚烧炉停机点火过程也会产生SOx含硫有害有机物。焚烧废气中产生的NOx：它主要来源于含氮化合物的热分解和氧化燃烧，以及空气组分（低于1100℃）中氮的少量热燃烧。焚烧废气中产生的COx：部分产生于燃料的不完全燃烧，部分来自废碳化物的热分解。

（2）烟尘。部分无机成分的生活垃圾燃烧产生灰烬会随着引风机或者送风机进入焚烧炉炉膛，还有净化烟气的材料，如活性炭、石灰石粉末等在高温作用下产生的灰尘。

（3）重金属。烟道气中的重金属通常通过金属化合物或其中含有的盐的热分解产生。混合涂料、油墨、电池、灯具、含汞产品、电子电路板等中的金属化合物都会分解重金属。金属化合物分解出挥发性的汞、铅、锑、砷、铜、锌等金属，非挥发性金属的铝、铁、钡、钙、镁、钾、硅等。这些金属都留在了飞灰或者炉渣中。

112粉尘废气

垃圾焚烧的粉尘废气主要是在脱硫和灰渣筒仓以及粉灰固化间等工艺装置中产生，垃圾焚烧发电项目都应设置这三者粉煤灰固化系统。粉煤灰凝固过程是完全封闭的，该区域也与其他区域隔离。脱硫和灰渣筒仓都设置石灰仓，在石灰进入筒仓过程中就产生了灰尘。它由屋顶过滤器过滤，并通过商店门或窗户或排气扇扩散到大气中。

113恶臭

在垃圾焚烧发电项目的运营期间，垃圾贮存堆场、现场垃圾渗滤液处理站都会产生恶臭气体（其中包括NH3和H2S等）。在正常情况下，整个垃圾贮存堆场是一个封闭的结构，采用负压系统，以确保气味不会溢出，从垃圾储存坑上方的水箱中提取气体，并将其预热到焚烧炉，用作燃料燃烧的助燃剂等。产生的恶臭气体由现场垃圾渗滤液处理站结构（调节槽，厌氧槽）被认为是密封的。恶臭气体被吸入垃圾贮存堆场的负压区，以确保气味不会溢出。另外，当装载和卸载垃圾存储器时，存储门的打开和不完全抽吸也将导致一些恶臭气体逸出。

12废水

（1）排水。发电机组冷却系统采用循环水供应。在冷却系统循环作业中，含有金属化合物离子的排水，可以在粉尘固化、烟气净化等工艺阶段进行二次废水回用。

（2）垃圾渗滤液。垃圾渗滤液是受垃圾种类影响很大，渗滤液的数量和成分受到许多不确定性因素的影响，垃圾贮存堆场、现场垃圾渗滤液处理站的渗滤液是难以处理的有机废水之一。

（3）垃圾倾斜分拣平台的冲洗废水、日常冲刷生活用水。

（4）化学废水。在锅炉用水的处理阶段，会再次化学反应生成酸、碱二次产物，对该类二次产物进行酸碱中和处理的废水，可以进行二次回收利用，譬如堆场或地面清洗。

（5）锅炉废水。在锅炉除垢或水质调节会产生锅炉废水，按规程规范要求，该类废水可以进入雨水排放系统，或者经中和处理作为冷却用水。

（6）生活污水。生活污水再利用，虽不需要中和处理，但需要进行物理渗透处理再使用。

13固体废弃物

垃圾焚烧发电项目产生的固体废弃物可以分为一般固体废弃物与危险固体废棄物。一般固体废弃物主要指金属废弃物、焚烧炉渣、SCR脱硝系统催化剂、污水处理污泥、生活垃圾等。废离子交换树脂、飞灰以及废机油等属于危险固体废弃物。

（1）金属废弃物。生活垃圾含有许多金属氧化物废弃物，在焚烧炉的高温作用下，会分解产生大量的金属废弃物，由除渣系统中的振动输送带上磁选机分拣分离。分解产生大部分金属物回收进行综合利用。

（2）炉渣。焚烧后的灰渣经除渣系统处理后再水冷却进入堆场。炉渣是一般固体废弃物，其主要成分是硅、钙、铝、铁、锰、钠氧化物和废金属。

（3）飞灰。根据“国家危险废弃物清单”，粉煤灰是危险废弃物，焚烧炉焚烧残渣，一般约为废弃物的3%。目前，国内外使用的具体烟气处理技术不同，但它们基本上是脱酸和除尘系统两个部分。布袋除尘器与反应塔组合工艺系统是主流飞灰处理装置，活性炭粉末以及中和物中的碱性二次产物高温反应后产生飞灰。

（4）污泥。经渗透或污水处理的沉淀物进行污泥化处理，可以进行热值再提取，譬如污泥焚烧发电。

（5）其他生产废弃物。废离子交换树脂、工艺系统催化剂以及机油等都定时进行更换，废弃物由特定有资质企业进行回收处理。

（6）生活垃圾。

2生活垃圾焚烧发电环境保护策略

21废气环境保护策略

垃圾焚烧产物除了高温燃烧气体、水、CO2和固体残余物外，还有其他有害产物，在有害产物处理过程中，为了避免二次污染，应采取不同于一般的污染控制设施处理，针对排放产物应符合环保单位的排放要求。

城市生活垃圾固体废弃物含有大量塑料，如塑料、橡胶和合成纤维。含氯物质无处不在，大量的二噁英从这些物质中分解出来。如果处理工艺或操作失误，都会带来土壤、大气以及水体污染。“半干洗涤器+袋式过滤器”是垃圾焚烧电厂的主要處理工艺系统，该方法从三个方面开始减少二噁英的产生：控制源减少炉内的形成，避免炉外低温再合成：第一步，进行垃圾的严格分类，对譬如PVC含氯物质分拣，杜绝含氯垃圾进入焚烧燃料;第二步，进行焚烧炉工艺系统处理，确保炉膛内有充足的氧气含量，减少二噁英的再合成。结合二噁英低压以及高沸点特点，在低温条件下，二噁英更容易转化为细颗粒，导致气相温度降低。袋式过滤器可以更有效地去除二噁英。

22废水环境保护策略

生活垃圾的特点是热值低，含水量高。去除部分渗滤液，以便相应地增加废弃物的热值，然后送入焚烧炉。垃圾渗滤液应进行中和与再渗透处理，不进行处理的垃圾渗滤液在回炉过程中，会直接影响炉温，间接带来垃圾的燃烧不充分，必然产生有害气体，其中就包括二噁英等产物。虽然可以通过添加助燃剂处理，但会导致能量损失和运营成本增加，垃圾渗滤液不应考虑直接反喷法。考虑到废弃物热值的增加和某些工作条件下炉温的调整，通常设计渗滤液反喷系统。用于此类项目的厂内排水系统通常使用清洁的流体分离系统来制造。洗涤排水、排污用水以及垃圾渗滤液都属于工业废水，其中冲洗用水、实验排水污染浓度不高，在处理后可以进行绿化再利用。其他高浓度污染废水应经中和和渗透处理，部分可以进行回炉焚烧，其他应进污水系统再处理，主要包括锅炉排污以及化学排水等。

23固体废弃物环境保护策略

生产过程中产生各种固体废弃物，包括矿渣、粉煤灰、废水处理污泥和生活垃圾。

（1）炉渣。炉渣主要是垃圾焚烧后的残渣。设置液压排渣机。排渣机配有自动加湿装置，使排出的灰不会飞出。炉渣可用作制砖中的燃料，硅酸盐产品的聚集体，道路建筑或屋顶的热隔离，以及建筑水泥原料。

（2）飞灰。烟气处理装置的袋式过滤器部分收集焚烧炉的烟灰、反应吸收塔部分溢出物是粉灰的主要来源。规程规范要求，生活垃圾焚烧飞灰需强制独立收集，避免与炉渣、焚烧燃料以及危废物混合，杜绝长期存放，不得简单处理或排放。

24其他环境保护策略

（1）厂区绿化。利用绿化植物的光合作用消纳焚烧电厂氮、硫、碳等氧化物以及飞灰吸附作用，也充分利用植物的阻挡或削弱噪声作用，应主动加强厂区绿化的物理隔离作用，增加植物绿化面积和密度。

（2）安全防护距离设置。生活垃圾焚烧发电不可避免地会对周边居民造成影响，电厂应与居民区保持安全距离，避免“三废”产物对居民区生活带来影响。生活垃圾焚烧发电的选址还应考虑电厂地理和地质环境，必须进行环境评估，确保电厂不会对周边环境带来危险。只有对选址环境进行充分分析、论证和调查，才能与社会、环境和谐共处。

3结论

最大限度地降低垃圾回收分类处理对社会、环境影响成为每个城市必须面对的问题。目前，国内外许多废弃物处理方法包括焚烧、填埋、堆肥等，其中燃烧方法的效果是比较理想的。但是，如果处理不当，在处理过程中产生的二噁英、多环芳烃和重金属等物质可能会对大气和水环境造成一定程度的污染。文章通过对“三废”污染源的分析，提出“三废”以及厂区绿化和安全防护距离设置等方面进行环境保护献策。希望通过对生活垃圾焚烧发电的污染源分析和环境保护策略阐述，向有顾虑的国人传递发展垃圾焚烧发电技术利国利民。

参考文献：

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[2]李娜城市生活垃圾焚烧发电项目风险分析和经济效益研究[D].济南：齐鲁工业大学， 2015

[3]陈潇江浅谈生活垃圾焚烧发电项目环境风险评价的工作重点[J].绿色环保建材， 2017（11）.