水泥窯協(xié)同處置技術(shù)二噁英污染的防治與監(jiān)測分析

　　環(huán)保：引言

　　隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，對水泥工業(yè)污染情況的控制和要求也日益嚴(yán)格。水泥廠產(chǎn)生的常規(guī)污染物主要包括粉塵、SO2、NOx、氟化物、HCI等，其中粉塵有組織與無組織排放共存，幾乎所有工藝環(huán)節(jié)都有粉塵產(chǎn)生；SO2、NOx、HCl等主要存在于回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的廢氣中。除常規(guī)污染物外，近年來，二惡英、重金屬兩類污染物也因其巨大的危害性受到廣泛重視，水泥窯中重金屬基本無形態(tài)變化，控制方法主要是來源控制，因此水泥窯協(xié)同處置污染物過程中，生活垃圾、污泥等不同種類污染物的添加導(dǎo)致二惡英的增加和控制成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。表1列出了2007全國第一次污染源普查新型干法水泥窯常規(guī)污染物的排放因子。

　　表I新型干法水泥窯污染物排放因子

　　注：數(shù)據(jù)來自2007全國第一次污染源普查。

　　由表1可知，水泥廠對于常規(guī)污染物的控制技術(shù)已基本上達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。但相較于常規(guī)污染物，針對二惡英的研究則較為落后。這是因?yàn)椋阂环矫?，水泥窯資源化利用城市垃圾、污泥等廢棄物的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)稀少，污染情況研究缺失，數(shù)據(jù)信息量不足，致使水泥窯中二惡英產(chǎn)生機(jī)理、固化路徑及最終排放情況的研究進(jìn)展緩慢；另一方面，二惡英的分析監(jiān)測難度較大，費(fèi)用高昂，也給實(shí)際的應(yīng)用研究提供了很大難度。鑒于二惡英對人體健康、環(huán)境巨大的危害性，本文根據(jù)目前的處理情況，對二惡英的產(chǎn)生、污染、控制、監(jiān)測等多個方面進(jìn)行分析，以作參考。

　　1、二惡英概述

　　二惡英是多氯代二苯并二惡英(PCDDs)和多氯代二苯并呋喃(PCDFs)兩類超痕量有機(jī)污染物的統(tǒng)稱，由于氯原子的取代數(shù)目和位置不同，二惡英類共包括210種異構(gòu)體，其中2、3、7、8位被氯原子取代的17種異構(gòu)體被認(rèn)為對人體有巨大傷害，尤其是2、3、7、8一四氯代二苯并對二惡英(2、3、7、8-TCDD)是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)的毒性最大的化合物，它的毒性為氰化鉀的1 000倍。相較于其他污染物，二惡英表現(xiàn)出更為明顯的穩(wěn)定性、脂溶性和更長的潛伏半衰期，ng級的二惡英即表現(xiàn)出明顯的致病致癌特性。1988年，美國發(fā)表全球第一個二惡英危險(xiǎn)評價(jià)報(bào)告顯示，10000癌癥病人中，就有1個是因二惡英引起的，至1995年該報(bào)告的第二版已將這個數(shù)值修訂為1‰。

　　1977年，Oliver等人從荷蘭阿姆斯特丹市廢棄物焚燒爐排放的飛灰和煙道氣中首次檢出二惡英，2001年《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》將二惡英列為危害最大、對生態(tài)環(huán)境影響最大的12類持久性有機(jī)污染物。期間，越南落葉劑致畸、比利時家禽污染事件等多起由二惡英引起的污染事件，引起了國際上廣泛重視。環(huán)境中二惡英來源主要包括自然和人為兩個方面，自然源包括森林火災(zāi)、火山噴發(fā)等，總排放量較小，估計(jì)釋放總量僅占大氣沉降量的3％；人為源是環(huán)境中二惡英的主要來源，包括廢物焚燒、鋼鐵及有色金屬冶煉、供熱和發(fā)電、氯堿工業(yè)生產(chǎn)等多個方面。美國EPA對二惡英的評估得出結(jié)論，環(huán)境中近幾十年大量增加的PCDD／Fs主要來自含氯廢物的燃燒，包括露天燃燒、城市生活垃圾焚燒、水泥窯協(xié)同垃圾焚燒等等，尤其是20世紀(jì)80—90年代之前，預(yù)計(jì)生活垃圾焚燒爐產(chǎn)生的二惡英占環(huán)境中二惡英總量的90％。近20年來，隨著各國不斷推進(jìn)應(yīng)用先進(jìn)的焚燒技術(shù)、高效的尾氣凈化設(shè)備和更為嚴(yán)格的煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，焚燒爐產(chǎn)生二惡英數(shù)量有了較大程度減少，但垃圾焚燒仍是二惡英的最主要來源。

　　2、水泥窯二惡英產(chǎn)生機(jī)理及污染情況分析

　　與傳統(tǒng)垃圾焚燒爐類似，水泥窯中二惡英的來源途徑也包括：原生垃圾本身含有、爐膛高溫同相反應(yīng)、燃后低溫異相催化反應(yīng)三種途徑。普遍研究表明，焚燒爐內(nèi)燃后區(qū)域煙氣中的二惡英含量遠(yuǎn)高于垃圾本身中的二惡英含量，即垃圾本身中二惡英在焚燒過程中基本得到分解，二惡英是在垃圾焚燒以后重新生成，高溫同相反應(yīng)和低溫異相催化是其主要產(chǎn)生途徑。