生活垃圾焚燒過(guò)程的危害物質(zhì)及四大污染物詳析

在垃圾焚燒被廣泛應(yīng)用于生活垃圾處理的同時(shí)，其潛在的二次污染問(wèn)題受到越來(lái)越多的關(guān)注，近年來(lái)，由此引發(fā)的“鄰避運(yùn)動(dòng)”屢屢發(fā)生，垃圾焚燒項(xiàng)目陷入“一鬧就停”的尷尬境地。但是，在當(dāng)前“垃圾圍城”的嚴(yán)峻形式下，建設(shè)垃圾焚燒廠幾乎是不可避免。那么，垃圾焚燒過(guò)程中究竟會(huì)釋放出哪些污染物？垃圾焚燒廠如何控制這些污染物的排放？所謂“世紀(jì)之毒”二噁英的排放是否可控？是否存在更潔凈的燃燒技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒的“近零排放”呢？

這篇文章介紹了垃圾焚燒中酸性氣體、重金屬、二惡英等煙氣污染物的形成與危害，并闡述了對(duì)各類污染物生成和排放的控制措施，并在此基礎(chǔ)上提出了煙氣加富氧回燃的潔凈燃燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒煙氣污染物的近“零”排放。

國(guó)內(nèi)城市生活垃圾焚燒過(guò)程中產(chǎn)生大的危害物質(zhì)分析

城市生話垃圾焚燒處理的目的是治理城市生活垃圾污染，但由于資金、技術(shù)等局限，多數(shù)焚燒廠只偏重于垃圾焚燒，未配套熱能利用及符合環(huán)保要求的污染凈化設(shè)施，從而形成二次污染，這包括垃圾焚燒后排放的廢氣、燃燒后的灰渣、飛灰、工藝處理后的廢水及惡臭、噪聲污染等，尤其是煙氣排放的污染。

垃圾焚燒煙氣污染物以氣態(tài)或固態(tài)形式存在，一般分為四類：酸性氣態(tài)污染物、不完全燃燒的產(chǎn)物、顆粒污染物和重金屬污染物。

以處理能力500t/d的大型垃圾焚燒爐為例，額定工況下正常運(yùn)行，其配套的余熱鍋爐出口處煙氣流量約（80000～100000）Nm3/h，溫度約190～240℃，煙氣中污染物典型成份及濃度如表1。

表1煙氣污染物的濃度（單位：mg/Nm3）

1.1酸性氣體

焚燒煙氣中的酸性氣體主要由SOx、NOx、HCl、HF組成，均來(lái)源于相應(yīng)垃圾組分的燃燒。SOx由含硫化合物焚燒時(shí)氧化所致，大部分為SO2。NOx包括NO、NO2、N2O3等，主要由垃圾中含氮化合物分解轉(zhuǎn)換或由空氣中的氮在燃燒過(guò)程中高溫氧化生成。HCl來(lái)源于垃圾中的有機(jī)氯化物和無(wú)機(jī)氯化物：（1）含氯有機(jī)物如PVC塑料、橡膠、皮革等高溫燃燒時(shí)分解生成HCl；（2）大量的無(wú)機(jī)氯化物NaCl、MgCl2等與其它物質(zhì)反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生HCl，如：H2O+2NaCl+SO2+0.5O2→-Na2SO4+2HCl，這是垃圾焚燒爐煙氣中HCl的主要來(lái)源。HF由含氟塑料燃燒產(chǎn)生。

各類酸性氣體中，以HCl的生成量最多，危害最大。常溫下，HCl為無(wú)色氣體，有刺激性氣味，極易溶于水而形成鹽酸。HCl對(duì)人體的危害很大，能腐蝕皮膚和粘膜，致使聲音嘶啞，鼻粘膜潰瘍，眼角膜混濁，咳嗽直至咯血，嚴(yán)重者出現(xiàn)肺水腫以至死亡。對(duì)于植物，HCl會(huì)導(dǎo)致葉子褪綠，進(jìn)而出現(xiàn)變黃、棕、紅至黑色的壞死現(xiàn)象。焚燒產(chǎn)生的酸性氣體除污染環(huán)境外，還會(huì)對(duì)焚燒爐膛及其配套的熱能回收鍋爐造成過(guò)熱器高溫腐蝕和尾部受熱面的低溫腐蝕。

1.2微量有機(jī)化合物

主要是垃圾中的氯、碳水化合物等在特殊溫度場(chǎng)和特殊觸媒作用下反應(yīng)生成的微量有機(jī)化合物，如多環(huán)芳烴（PAHs）、多氯聯(lián)苯（PCBs）、甲醛、二惡英（PCDD）及呋喃（PCDF）等。

聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署于20世紀(jì)末公布的報(bào)告中指出，垃圾焚燒是二噁英的來(lái)源之一。估計(jì)在全球范圍內(nèi)，由垃圾焚燒爐排放出的二噁英約占總排放量的10%～40%。垃圾本身可能含有微量成分的二噁英，但主要是焚燒過(guò)程中形成的。二噁英形成途徑可以歸納為：（1）攜帶著過(guò)渡金屬元素和有機(jī)氯化合物的垃圾在焚燒爐內(nèi)高溫分解后，能夠產(chǎn)生分子氯和氯游離基以及各種二噁英的前驅(qū)物，它們通過(guò)分子重排、自由基縮合、脫氯或其它分子反應(yīng)等過(guò)程形成二噁英；（2）由于燃燒不充分，煙氣中存在過(guò)多的未燃燼物質(zhì)，如殘?zhí)?，并與適量的觸媒物質(zhì)，主要是過(guò)渡金屬，特別是銅，在300～500℃的溫度環(huán)境下，使高溫燃燒中已經(jīng)分解的二噁英重新生成。

二噁英、呋喃等有機(jī)化合物在常溫下穩(wěn)定，難溶于水，易溶于脂肪并在生物體內(nèi)積累，不僅具有致癌性，還具有生殖毒性、內(nèi)分泌毒性和免疫抑制作用。其中2，3，7，8-四氯二苯并二惡英是目前人類發(fā)現(xiàn)的最毒的物質(zhì)。我國(guó)于2014年7月1日起實(shí)施的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2014）規(guī)定二噁英的排放標(biāo)準(zhǔn)為0.1ng-TEQ/m3。

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