城市生活垃圾常規(guī)處理方法有填埋、焚燒和堆肥等。垃圾焚燒因其無(wú)害化較徹底、減容量大、處理時(shí)間短、可以回收熱能、占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注

　　城市生活垃圾常規(guī)處理方法有填埋、焚燒和堆肥等。垃圾焚燒因其無(wú)害化較徹底、減容量大、處理時(shí)間短、可以回收熱能、占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。我國(guó)自“十一五”以來(lái)已新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠50多座，珠海、上海、北京、廣州等地均積極籌建大型垃圾焚燒廠。

　　焚燒處理技術(shù)的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治。垃圾焚燒對(duì)環(huán)境的二次污染物主要源于焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣。焚燒煙氣中含有大量酸性氣體(hcl、so2、hf、hbr、nox等)、有機(jī)類污染物(pcdds、pcdfs等)、顆粒物及重金屬等。本文通過(guò)對(duì)焚燒過(guò)程中各種污染物產(chǎn)生及排放過(guò)程的介紹，提出了控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染應(yīng)采取的措施。

　　垃圾焚燒煙氣污染物的形成及危害

　　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主要由so2構(gòu)成，產(chǎn)生于含硫化合物焚燒氧化所致。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)源于氯化物，如pvc、像膠、皮革，廚余中的nacl以及kcl等。焚燒煙氣中hcl氣體的濃度相對(duì)較高，往往在400～1200ppm。sox與nox的濃度相對(duì)較低[1]。所以hcl是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體。

　　hcl氣體對(duì)人體有較強(qiáng)的傷害性。據(jù)全球污染排放評(píng)估組織(geia)測(cè)算，全世界每年由生活垃圾焚燒向環(huán)境排放的hcl氣體達(dá)218kg之多，相當(dāng)于每人每年僅通過(guò)垃圾焚燒向大氣排放了0.42kghcl[2]。hcl氣體會(huì)對(duì)余熱鍋爐受熱面和監(jiān)測(cè)儀表產(chǎn)生高低溫腐蝕，影響余熱鍋爐安全并限制了過(guò)熱蒸汽參數(shù)的提高;hcl氣體的存在升高了煙氣露點(diǎn)，導(dǎo)致排煙溫度升高，降低鍋爐熱效率[3];氯源在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點(diǎn)的金屬氯化物，從而加劇了重金屬的揮發(fā)，導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集，增加飛灰毒性[4];hcl氣體能促進(jìn)氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有機(jī)物的生成，而且pvc裂解后生成的hcl被認(rèn)為能促進(jìn)多環(huán)芳烴(pahs)的生成[5]。因此，有效去除hcl氣體直接關(guān)系到焚燒系統(tǒng)的安全和環(huán)保運(yùn)行。

　　1.2有機(jī)類污染物

　　有機(jī)類污染物主要是指在環(huán)境中濃度雖然很低，但毒性很大，直接危害人類健康的二f英類化合物，其主要成分為多氯二苯并二f英(pcdds)和多氯二苯并呋喃(pcdfs)。通常認(rèn)為，垃圾的焚燒是環(huán)境中此類化合物產(chǎn)生的主要來(lái)源[6,7]。垃圾焚燒爐中二f英有兩種成因:一是垃圾自身含有微量的二f英類物質(zhì)，二是焚燒爐在垃圾燃燒過(guò)程中產(chǎn)生二f英，其形成機(jī)理概括起來(lái)有三種[8,9]:(1)高溫合成。在垃圾進(jìn)入焚燒爐的初期干燥階段，除水分外，含碳?xì)涑煞值牡头悬c(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)后，與空氣中的氧反應(yīng)生成水和二氧化碳,形成暫時(shí)缺氧狀況，使部分有機(jī)物同氯化氫反應(yīng),生成二f英;(2)從頭(denovo)合成。通過(guò)denovo合成反應(yīng)形成二f英。即在低溫(250~350℃)條件下，大分子碳(殘?zhí)?與飛灰基質(zhì)中的有機(jī)或無(wú)機(jī)氯在飛灰表面反應(yīng)，生成二f英;(3)前驅(qū)物合成。不完全燃燒及飛灰表面的不均勻催化反應(yīng)，可形成多種有機(jī)氣相前驅(qū)物，如多氯苯酚和聚氯乙烯，前驅(qū)物分子在燃燒過(guò)程中通過(guò)重排、自由基縮合、脫氯及其它化學(xué)反應(yīng)生成二f英。

　　1.3顆粒物及重金屬

　　垃圾焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的細(xì)小顆粒物。同時(shí)，垃圾中原有的顆粒物在爐膛內(nèi)被氣流揚(yáng)起并隨焚燒氣排出。垃圾中可燃組分因燃燒不完全會(huì)形成黑煙,黑煙中含有大量的碳粒子。

　　顆粒物的粒徑越小越容易進(jìn)入肺泡,危害也就越大。細(xì)小顆粒物中會(huì)含有cr、cu、ni、pb、zn、mn、sb、cd、se等重金屬，其中對(duì)人體危害大的重金屬如cr、cd、ni、pb、se等主要集中于小于3μm[10]的顆粒物中。因此，在去除顆粒物的同時(shí)，也就在一定程度上削減了重金屬的危害。

　　垃圾焚燒煙氣污染控制

　　垃圾焚燒生成的污染物來(lái)源于垃圾組分，其存在形式及數(shù)量與焚燒條件和凈化系統(tǒng)密切相關(guān)。從污染物的產(chǎn)生及其排放過(guò)程看，控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染可以采取以下措施。

　　2.1控制煙氣污染物的產(chǎn)生

　　根據(jù)煙氣污染物的形成機(jī)理，控制垃圾焚燒條件，使燃燒處于良好狀態(tài)，從而減少有害物質(zhì)的生成。運(yùn)用合適的爐膛和爐排結(jié)構(gòu)，使垃圾在焚燒爐得以充分燃燒。煙氣中co的濃度是衡量垃圾充分燃燒的指標(biāo)之一，co濃度越低說(shuō)明燃燒越充分，比較理想的co濃度指標(biāo)是低于60mg/m3。

　　焚燒爐內(nèi)煙氣出口溫度不低于850℃，煙氣在爐膛及二次燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間不小于2s，o2的濃度不少于6%，并合理控制助燃空氣的風(fēng)量、溫度和注入位置。在爐內(nèi)噴入固硫固氯劑caco3或cao可降低氯化物和硫化物對(duì)高溫受熱面的高溫腐蝕及對(duì)大氣的二次污染。

　　燃燒過(guò)程中nox與二f英的控制條件矛盾，一般在燃燒實(shí)際運(yùn)行中保證在垃圾可燃組分充分燃燒的基礎(chǔ)上再兼顧nox的產(chǎn)生。國(guó)外的處理措施是在煙氣處理系統(tǒng)中增加脫硝裝置。

　　2.2煙氣凈化處理

　　煙氣凈化系統(tǒng)是城市生活垃圾焚燒污染控制的關(guān)鍵，煙氣凈化后各種污染物的排放濃度應(yīng)達(dá)到國(guó)標(biāo)gwkb3-2000的規(guī)定。

　　煙氣凈化一般主要有由脫酸，除塵，活性炭吸附三個(gè)部分組成。國(guó)內(nèi)外普遍采用的工藝主要是半干法/干法+布袋除塵器，其中脫酸技術(shù)是垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)的核心。

　　2.2.1脫酸

　　酸性氣體hcl、sox、hf主要通過(guò)濕法、干法或半干法中ca(oh)2、naoh等堿性物質(zhì)中和吸收來(lái)去除。其中，濕法技術(shù)效率高，可達(dá)97%以上，但有大量污水排出，容易造成二次污染。干法技術(shù)無(wú)污水排放，但脫除效率僅達(dá)60%~70%。半干法技術(shù)有較高的脫除效率(可達(dá)90%左右)，藥品用量少，且無(wú)污水排放，因此為煙氣脫酸的主要適用技術(shù)。

　　半干法脫酸裝置一般設(shè)置在除塵器之前，主要包括給料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)。脫酸劑cao在給料系統(tǒng)生成粉狀ca(oh)2，再進(jìn)入混合系統(tǒng)與煙氣及少量的水充分混合，最后以噴霧狀進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。hcl、sox、hf等酸性成分被吸收，生成中性、干燥的細(xì)小固體顆粒，隨煙氣進(jìn)入下一步凈化系統(tǒng)。主要反應(yīng)有：2hcl+ca(oh)2=cacl2+2h2o(1)

　　so2+ca(oh)2=caso3+h2o(2)

　　2.2.2除塵

　　除塵器是煙氣凈化系統(tǒng)的末端設(shè)備，國(guó)標(biāo)gb18485-2001中規(guī)定生活垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器。袋式除塵器不僅收捕一般顆粒物，而且能收捕揮發(fā)性重金屬或其氯化物、硫酸鹽或氧化物所凝結(jié)成直徑≤0.5μm的氣溶膠，還能收捕吸附在灰分或活性炭顆粒上的二f英等有機(jī)類污染物。

　　袋式除塵系統(tǒng)中的布袋是由不同材料的纖維制成濾布，對(duì)尾氣進(jìn)行過(guò)濾，達(dá)到除塵及吸附二f英的目的。煙塵顆粒在濾布表面堆積形成致密的薄層，因此布袋式除塵器對(duì)粉塵去除率一般都很高。受布袋材料的耐熱強(qiáng)度限制，尾氣溫度一般須控制在250℃左右，低于二f英的再合成溫度。

　　2.2.3活性炭吸附

　　目前國(guó)內(nèi)外垃圾焚燒煙氣處理中，對(duì)二f英的處理主要采用活性炭吸附?；钚蕴坎粌H可以吸附二f英還能有效去除重金屬等物質(zhì)。由于飛灰的比表面積很大，對(duì)二f英有很強(qiáng)的吸附作用，導(dǎo)致飛灰中二f英濃度很高,通常占焚燒過(guò)程二f英總排放量的70%左右[11]。而大部分的重金屬(>70%)都仍留存于爐渣中,僅hg和cd在高溫下?lián)]發(fā)，進(jìn)入飛灰隨焚燒煙氣排放[12]。為提高煙氣中二f英類和重金屬污染物的去除率，可以采取以下方法[13]:(1)減少煙氣在200~350℃溫度域的停留時(shí)間，有利于減少二f英類污染物再次生成，控制除塵器入口煙氣溫度低于200℃，有利于有機(jī)類及重金屬污染物的脫除，即在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中采用“溫度控制”;(2)在反應(yīng)塔和除塵器之間，通過(guò)混粉器在煙氣中噴入活性炭或多孔性吸附劑，可吸附二f英類和重金屬污染物，再用布袋除塵器捕集。

　　垃圾焚燒能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化、無(wú)害化、資源化，具有很好的應(yīng)用前景，但焚燒不可避免帶來(lái)二次污染，尤其是由飛灰、酸性氣體、二f英、重金屬等組成的焚燒煙氣的污染。

　　垃圾焚燒煙氣二次污染的防治是垃圾焚燒系統(tǒng)不可缺少的組成部分。要采用適當(dāng)?shù)臒煔鈨艋幚砑夹g(shù)，對(duì)污染物的排放進(jìn)行有效的控制。