生活垃圾焚烧发电污染控制技术研究

生活垃圾焚烧发电污染控制技术研究

陈珂

中冶南方都市环保工程技术股份有限公司 湖北 武汉 430205

摘要：目前，为了处理日益增长的生活垃圾，国内外已经建成许多生活垃圾焚烧发电厂，其规模之大、数量之多、分布范围之广前所未有。但是，随之而来的是环境污染问题也日益严重。因此，如何有效地进行生活垃圾处理，保护周围环境并实现可持续发展，成了亟待研究和解决的课题。

关键词：生活垃圾；焚烧发电；污染控制技术

1 生活垃圾焚烧发电中存在的问题

1.1 政府监管有待进一步落实

生活垃圾焚烧发电厂主管部门是住建部门（地方城市多为城管环卫部门），生活垃圾主管部门有驻厂监管代表，主要监管进厂生活垃圾量，受专业技术人员、资金以及设备等因素限制，很难对生活垃圾焚烧厂的环保排放实现有效监管。而许多地方，由于监管职责没有落实等因素，并没有对生活垃圾焚烧厂环保排放落实有效监管。目前，大多数生活垃圾焚烧发电厂实际运行主要靠“自律”，一些缺乏社会责任的企业往往会不严格遵守国家有关标准与要求。

1.2 飞灰是发展短板

飞灰虽然被定义为危险废物，可是政府部门既不清楚产生量，也不清楚其处理流向，对其监管较为困难。实际上，飞灰被定义为危险废物，特征污染物究竟是什么，是二噁英还是重金属？到目前为止，模糊不清。如果是二噁英，则现有的处理方式仍需进一步改进；如果是重金属，实际比很多污染农田的浓度还低。垃圾飞灰特性究竟如何认定，需要从实际出发。对于采用流化床工艺的生活垃圾焚烧发电厂，飞灰产生量大，如果严格按照现有政策管理，这些焚烧发电厂将很难运行下去。

2 垃圾焚烧发电项目的工艺流程

垃圾焚烧发电是指将城市日常生活中产生的废弃物进行高温处理，使其转化为可利用能源。在此过程中，垃圾经过燃烧产生热能，热能由锅炉转化为蒸汽，驱动发电机组发电；同时，要将一些无法直接回收再利用的物质通过相应的化学反应来实现资源化和无害化。具体来说，垃圾焚烧发电项目主要包括以下几个方面的内容：（1）垃圾接收和贮存。垃圾由当地环卫部门收集，经集装箱压缩后运入垃圾焚烧发电厂，卸入垃圾贮坑待焚烧，焚烧过程中需要用行车抓斗不停地进行撒布和翻混，使垃圾均质化。（2）焚烧垃圾。将垃圾贮坑中经过均质化处理的垃圾送入炉内进行焚烧处理，其间会释放大量的热量，因此，需要采取一定的措施控制温度并保证烟气排放符合相关标准要求，燃料焚烧产生的热量通过余热锅炉受热面吸收，并将蒸汽送往汽轮发电机组发电。（3）处理残渣。焚烧完成后，剩余残渣还需进行填埋或其他方式的处置。整个过程不仅能够有效地减少污染物产生量，而且可以充分利用各种资源，具有较高的经济效益和社会效益。

3 生活垃圾焚烧发电污染控制技术的有效应用

3.1 半干法循环流化吸收塔

主要包括吸收塔、双流体雾化喷嘴和相关连接烟道，该技术为根据循环流化床理论和喷雾干燥原理，采用悬浮方式使吸收剂(消石灰)在吸收塔内悬浮、反复循环，与烟气中的SO2等酸性气体充分接触、反应来实现脱除酸性气体。焚烧烟气由底部进入吸收塔，水由吸收塔下部的双流体雾化喷嘴喷入，消石灰和大量的循环灰由流化风机送入吸收塔，以很高的传质速率与烟气、水充分混合，Ca(OH)2与烟气中的HCl、HF、SO2等酸性气体发生反应。在反应第一阶段，酸性气体被液滴吸收而形成溶液，与溶解于其中的Ca(OH)2反应生成钙盐溶液。随着反应进行，烟气得到冷却，水份得到蒸发，固态反应物结晶析出。该过程还使重金属和二噁英等产生凝结，被随后喷入的活性炭吸附。第二阶段，对未来得及反应的Ca(OH)2(S)和包含于CaSO3(S)、CaSO4(S)内的CaO(S)通过第二级雾化喷嘴增湿雾化，使其与酸性气体进一步反应。生成的干态产物其中小部分从塔底排灰，大部分则随烟气进入袋式除尘器，从袋式除尘器收集的飞灰部分进入灰循环系统，再与消石灰一起进入反应塔重新参与反应。

3.2 固体废物处理技术

在焚烧生活垃圾时会产生大量的炉渣和飞灰等固体废弃物。为了避免对环境造成二次污染，需要采取一系列措施来妥善处置这些固体废弃物。炉渣主要为垃圾燃烧后的残余物，焚烧炉出渣机后设置炉渣输送机，在炉渣输送机上方设置除铁器，除去炉渣中的金属铁件，然后将炉渣运到渣仓。项目出渣机采用完全密封的水浴形式，炉渣利用废水熄灭，能有效避免出渣扬尘产生。垃圾焚烧后的炉渣属于一般固体废物，由运渣车外运至水泥厂或建材厂综合利用。飞灰固化填埋处理方式作为一种危险废物安全处置方式，被广泛应用于生活垃圾处理领域。垃圾焚烧发电厂应配置一套飞灰固化填埋处理设施，用于处理焚烧烟气净化系统中产生的飞灰。设施主要包括加料系统、混合搅拌系统、挤压成型系统、压实系统及监测系统等组成部分。其中，加料系统负责向固化剂槽加入水泥、粉煤灰等原材料；混合搅拌系统则负责将各种添加剂与水、飞灰充分均匀地混合；挤压成型系统负责将已制成的飞灰块送入压实机进行压缩固定；压实系统则负责对固化后的飞灰进行最终密实化；监测系统则负责实时监测固化后飞灰的稳定性和重金属含量是否符合标准要求。飞灰固化后满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB16889—2008）相应的条件可进入生活垃圾填埋场进行填埋，其在生活垃圾填埋场中应单独分区填埋。

3.3 烟气净化装置

生活垃圾焚烧烟气净化系统由除尘、除酸、除二噁英和重金属等各独立单元优化组合而成，最常用的典型工艺为“半干法除酸+活性炭喷射吸附二噁英+布袋除尘”组合工艺。采用该工艺处理后，除NOx不能达标外，其余大气污染物排放浓度均能达到《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485－2014)及环发〔2008〕82号文的要求，因此，需要在组合工艺中加入脱硝环节。垃圾焚烧厂焚烧烟气净化采取“3T+E”焚烧工艺+带SNCＲ脱硝系统的“半干法循环流化吸收塔+活性炭喷射吸附+袋式除尘器”的组合技术，为目前较为优化的烟气污染控制技术，可以同时满足脱氮、脱酸、除尘、去除重金属和二噁英的要求。

3.4 渗滤液处理技术

在生活垃圾被储存在填埋场时，由于其自然分解过程，会产生大量的垃圾渗滤液。垃圾渗滤液的产生量主要取决于进厂垃圾的成分、水分含量和储存时间等因素，同时也受到地理位置、季节等多种相关因素的影响。在实际运行过程中，为了避免渗滤液对环境造成影响，需要采取措施进行有效控制。目前常用的渗滤液处理工艺主要是“预处理+生化处理+深度处理”。其中，预处理采用物理法或化学法将渗滤液中的悬浮物、胶体等杂质去除；生化处理则是利用微生物代谢作用来分解渗滤液中有机物质并降低COD值；最后通过深度处理进一步去除废水中难以降解的溶解性有机物和重金属等有害物质。此外，还可结合当地环保要求和经济条件综合考虑选用其他可行的处理方案。

4 结束语

综上所述，垃圾焚烧发电因具有无害化彻底、减量化显著、余热和炉渣可综合利用等优点，是近年来解决我国城镇生活垃圾处置的较好途径，也可满足城市垃圾日益增长的需求。但是也存在着一定程度上的二次污染问题，需要进一步解决。因此，为保证该类项目能够持续稳定地发展，还需加大相关政策引导及监管力度，同时提高企业自身的管理水平和清洁生产水平，以实现更加可持续化的发展目标。

参考文献：

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[3]赵洁,韩冲,崔晓珊,叶红,张晓佳,张新功.生活垃圾焚烧发电现状[J].云南化工,2021,48(08):31-32+42.

作者简介：陈珂 （1988.02.17），男，湖北武汉，汉族，硕士 工程师 研究方向：固废处理。