摘要：對生活垃圾無害化燃燒處理，防止產(chǎn)生二次污染，在當(dāng)前的節(jié)能減排時期是非常重要的或者說是最大限度地減少二次污染。本文通過闡述生活垃圾燃燒發(fā)電，對燃燒垃圾產(chǎn)生的二次污染進(jìn)行分析，同時提出相應(yīng)的政策建議，進(jìn)而在一定程度上為探索垃圾燃燒發(fā)電，防止二次污染提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：二次污染 垃圾發(fā)電 環(huán)境治理

隨著我國經(jīng)濟(jì)與城市的高速發(fā)展，生活垃圾快速遞增，采用垃圾燃燒處理是解決目前我國發(fā)達(dá)地區(qū)垃圾處理的有效途徑之一。垃圾燃燒處理可減少填埋用地、降低污染、取得了能源效益，實現(xiàn)了生活垃圾減量化，無害化和資源化。推廣和應(yīng)用城市生活垃圾燃燒處理最關(guān)鍵是如何防止垃圾燃燒處理過程中的二次污染。

1 生活垃圾燃燒發(fā)電

燃燒是生活垃圾中的可燃成分與空氣中的氧氣在一定溫度條件下的化合。根據(jù)不同可燃物質(zhì)的種類，燃燒方式：①蒸發(fā)燃燒。②分解燃燒。③表面燃燒。生活垃圾中含有多種有機(jī)成分，其燃燒是蒸發(fā)燃燒、分解燃燒和表面燃燒的綜合。焚燒爐水通過生活垃圾燃燒產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)發(fā)電。垃圾燃燒處理流程（垃圾焚燒發(fā)電廠）如圖1所示：

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圖1 生活垃圾焚燒廠處理流程

2 垃圾燃燒產(chǎn)生二次污染

上海XX生活垃圾焚燒廠工程是引進(jìn)法國INGEROP/

ALSTOM公司先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)工藝和主要設(shè)備建造的日均處理城市生活垃圾1000噸的現(xiàn)代化的生活垃圾焚燒發(fā)電廠，通過垃圾焚燒達(dá)到垃圾處理無害化，減量化、資源化的目標(biāo)。主廠房的全部功能區(qū)分為垃圾卸料區(qū)、垃圾儲存區(qū)、垃圾焚燒區(qū)、汽輪發(fā)電區(qū)、煙氣凈化區(qū)、煙囪、技術(shù)樓；本工程設(shè)置三條垃圾焚燒生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線主要由焚燒爐→余熱鍋爐→煙氣處理反應(yīng)塔→除塵器組成。

上海XX生活垃圾焚燒廠產(chǎn)生二次污染主要有以下幾個方面：

①廠內(nèi)焚燒區(qū)、技術(shù)樓區(qū)域、垃圾卸料區(qū)及其周圍存在惡臭。這些惡臭主要來自于垃圾儲料坑泄漏散發(fā)、焚燒爐、余熱爐門孔泄漏及儲料坑和焚燒爐垃圾滲瀝水泄漏散發(fā)臭氣。

②垃圾燃燒產(chǎn)生二惡英，從焚燒爐余熱鍋爐或出渣機(jī)等不密封處泄漏，煙氣中二惡英未經(jīng)凈化吸收（設(shè)備發(fā)生故障）排入大氣。

③垃圾燃燒過程中產(chǎn)生有害氣體即酸性氣體，其中包括氯化氫，氟化氫及硫氧化物，一氧化碳，氮氧化物及重金屬和顆粒狀污染物。

④廢水，廢渣，廢灰處置不當(dāng)也會產(chǎn)生二次污染。但由于廢水有集中處理裝置，廢渣、廢灰有外運處理，因此廢水，廢渣，廢灰二次污染相對較少，防治簡單，不作論述。本文從惡臭、二惡英、煙氣三方面重點論述。

3 二次污染帶來的危害

3.1 惡臭的危害

城市生活垃圾所產(chǎn)生的惡臭主要成分為硫化物、低級脂肪胺等，惡臭不僅影響到設(shè)備運行工作環(huán)境，而且隨風(fēng)向擴(kuò)展傳播到廠區(qū)及廠外周邊環(huán)境。

3.2 二惡英的危害

二惡英的毒性、穩(wěn)定性、不溶于水的特性，決定了此類物質(zhì)對人類和周圍環(huán)境存在直接和間接的巨大危害。

3.3 煙氣飛灰的危害

生活垃圾燃燒過程中一些物質(zhì)會產(chǎn)生有害煙氣。煙氣由兩部分組成，一部分是顆粒很細(xì)的飛灰；另一部分是氣態(tài)污染物。廠內(nèi)煙灰泄漏產(chǎn)生惡臭，對人體健康產(chǎn)生危害，對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，排入大氣對周圍環(huán)境帶來污染。

4 產(chǎn)生二次污染原因的分析

4.1 惡臭

①垃圾儲料坑設(shè)計為負(fù)壓，而實際運行中形成不了負(fù)壓。如果遇到風(fēng)向與垃圾進(jìn)料口一致時，垃圾坑會變成正壓，使惡臭從垃圾坑結(jié)構(gòu)間隙中向外泄漏。②滲瀝水排吸不暢。垃圾坑內(nèi)積水過多，使垃圾惡臭加劇，滲瀝水集水坑無密封、惡臭散發(fā)。③焚燒爐惡臭外泄。當(dāng)焚燒爐出現(xiàn)正壓運行時，焚燒爐門孔不嚴(yán)密，爐膛內(nèi)臭氣向外泄漏；垃圾含滲瀝水越多，焚燒爐內(nèi)惡臭就越重；垃圾未完全燃燒而進(jìn)入出渣機(jī)，焚燒爐滲瀝水管道閘門不嚴(yán)密，造成滲瀝水外漏。④進(jìn)廠物料中含有較多建筑垃圾，特別是磚塊、混凝土及金屬物件等造成出渣機(jī)卡死、絞籠堵死。

4.2 二惡英

①生活垃圾中本身含有微量的二惡英，由于二惡英具有熱穩(wěn)性，盡管大部分在高溫燃燒時得以分解，但仍會有一部分在燃燒以后排放出來。②在燃燒過程中由含氯前體物生成二惡英，前體物包括聚氯稀、氯代苯、五氯苯酚等，在燃燒中前體物分子通過重排、自由基縮合、脫氧成其它分子反應(yīng)等過程會生成二惡英，這部分二惡英在高溫燃燒條件下大部分也會被分解。③當(dāng)因燃燒不充分時煙氣中產(chǎn)生過多的未燃盡物質(zhì)，并遇適合的觸媒物質(zhì)及300～500℃的溫度環(huán)境，那么在高溫燃燒中已經(jīng)分解的二惡英將會重新生成。④垃圾含水率高，會給焚燒爐爐膛溫度帶來較大的波動，影響垃圾的完全燃燒，降低爐膛出口的煙氣溫度。⑤生活垃圾成分的影響，生活垃圾中某些重金屬如銅、鎳的存在，會促使二惡英的生成。

4.3 煙氣中污染物

①氯化氫和氟化氫。氯化氫來源于生活垃圾中含氯廢物的分解。產(chǎn)生氯化氫的化學(xué)總反應(yīng)式為：

CXHYClZ+O2↑→CO2↑+H2O↑+HCl+不完全燃燒物

②硫氧化物。硫氧化物來源于含硫生活垃圾的高溫氧化過程。以含硫有機(jī)物為例，SOX的產(chǎn)生機(jī)理可用下式表示：

CXHYOZSP+O2↑→CO2↑+H2O+SO2+不完全燃燒物

2SO2+O2↑？圮2SO3

③氮氧化物。在高溫條件，氮氧化物來源于生活垃圾焚燒過程中的N2和O2的氧化反應(yīng)。NOX中的NO所占比例高達(dá)95%，NO2僅占很少一部分。

NOX的產(chǎn)生機(jī)理可用下式表示：

2N2+3O2？圳2NO↑+2NO2↑

CXHYOZNW+O2→CO2↑+H2O↑+NO↑+NO2↑+不完全燃燒物

④金屬類污染物。重金屬類污染物源于焚燒過程中生活垃圾所含金屬及其化合物的蒸發(fā)。該部分物質(zhì)在高溫下由固態(tài)為氣態(tài)，一部分以氣相的形式存于煙氣中。另有相當(dāng)一部分重金屬分子進(jìn)入煙氣后被氧化，并凝聚成很細(xì)小的顆粒物。

⑤煙氣凈化處理設(shè)備故障。煙氣凈化設(shè)備可靠性差，聯(lián)動不配或匹配不好，易造成煙氣凈化設(shè)備故障，導(dǎo)致煙氣凈化效率低或煙氣未經(jīng)凈化處理，直接排入大氣中。

⑥煙氣通道密封不嚴(yán)。焚燒爐、余熱爐及煙氣凈化裝置密封不嚴(yán)，特別是門孔、吹灰孔等不密封，在焚燒爐正壓運行時，煙氣向外泄漏。

5 防止產(chǎn)生二次污染的措施和途徑

5.1 惡臭污染的控制與防治措施

①垃圾儲料坑采用全密封、全封閉結(jié)構(gòu)，特別是墻體與屋面結(jié)合處設(shè)計要密封，而且各門孔、包括垃圾卸料門也要考慮密封。②減少垃圾卸料門的數(shù)量。垃圾卸料門間隙要盡可能小，并可用橡皮密封條密封。③提高垃圾坑抽風(fēng)量，使垃圾坑真正形成負(fù)壓狀態(tài)，使惡臭不外泄。④ 卸料大廳改單一門為雙道卸料密封門。第一道為移動密封門，第二道為卸料密封門，二道門之間是卸料車停車卸料的地方。⑤垃圾儲料坑內(nèi)滲瀝水排吸結(jié)構(gòu)方法改進(jìn)。要針對我國生活垃圾含水量較多等特點，設(shè)計有利于滲瀝水流動、防止抽水泵吸口堵死多點集水坑。⑥焚燒爐滲瀝水管道、插板門及門孔設(shè)備設(shè)計制造成鋼性強(qiáng)、密封好的材料與結(jié)構(gòu)。⑦焚燒爐滲瀝水應(yīng)回流到垃圾坑滲瀝水集水坑內(nèi)，不應(yīng)該到出渣機(jī)。⑧焚燒爐控制較高燃燒溫度，并控制推料器和爐排運動速度，使垃圾完全燃燒。

5.2 二惡英的控制與防治

①選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，通過煙氣中一氧化碳的濃度進(jìn)行燃燒調(diào)整，一氧化碳的濃度越低說明燃燒越充分。②控制焚燒爐爐膛溫度不低于850℃，煙氣在爐膛燃燒室內(nèi)停留時間不小于2秒。③縮短煙氣在處理和排放過程中處于300-500℃溫度域的時間，控制余熱鍋爐的排煙溫度不超過250℃左右。④控制除塵器入口的煙氣溫度低于200℃，在進(jìn)入袋式除塵器的煙道中加噴活性碳，進(jìn)一步吸附二惡英。⑤選用先進(jìn)、完善和可靠的自動控制系統(tǒng)及煙氣綜合分析系統(tǒng)，使垃圾燃燒和煙氣凈化工藝得以良好執(zhí)行。⑥有條件的進(jìn)行垃圾分類或預(yù)分揀，從而控制減少生活垃圾中氯和重金屬含量高的物質(zhì)。⑦垃圾的含水率高影響爐膛燃燒溫度，通過加噴輔助燃料來維持和提高爐膛溫度，確保垃圾完全燃燒。

5.3 煙氣污染物的控制方法和途徑

①利用焚燒爐自動控制系統(tǒng)進(jìn)行燃燒調(diào)整，控制爐內(nèi)較高燃燒溫度，較高的溫度有利于生活垃圾中有機(jī)物的完全燃燒，從而使煙氣中一氧化碳和有機(jī)污染物的原始濃度降低。②根據(jù)爐內(nèi)燃燒狀況調(diào)整適當(dāng)?shù)目諝膺^量系數(shù)。適當(dāng)?shù)目諝膺^量系數(shù)有利于完全燃燒，可降低不完全燃燒類污染物的原始濃度。③延長煙氣在生活垃圾爐高溫區(qū)內(nèi)的停留時間，煙氣停留時間越長，燃燒效果越好，煙氣中一氧化碳和有機(jī)污染物的原始濃度越低。④根據(jù)生活垃圾質(zhì)量選擇合適的垃圾焚燒爐型，良好的垃圾焚燒爐型可以減少煙氣中飛灰的含量。⑤全密封檢查。對焚燒爐、余熱鍋爐、煙道及煙氣凈化裝置進(jìn)行全密封檢查，確保煙氣無泄漏。⑥選用合適、可靠煙氣凈化裝置、設(shè)備聯(lián)動性能好。

6 改進(jìn)實施效果

①建筑結(jié)構(gòu)改進(jìn)，垃圾儲料坑吊物孔洞實行全封閉；通向垃圾儲料坑門門隙加橡皮密封條；垃圾滲瀝水砌筑磚墻封閉；焚燒爐滲瀝水管法蘭接口加橡皮墊片；技術(shù)樓通風(fēng)口改進(jìn)等，廠區(qū)內(nèi)惡臭已明顯減少。②焚燒爐、煙氣凈化裝置調(diào)試完善，焚燒爐通過推料器、爐排、一、二次風(fēng)量、一、二次風(fēng)風(fēng)溫不斷調(diào)整，使?fàn)t膛出口煙氣溫度達(dá)到850℃以上，最高達(dá)到960℃。煙氣凈化裝置設(shè)備缺陷消除，石灰漿、噴霧反應(yīng)塔、活性碳噴射、袋式除塵器已正常投入，煙氣全部經(jīng)過凈化處理后排入大氣。③運行操作水平不斷提高，設(shè)備運行性能逐步掌握，設(shè)備運行誤操作減少，設(shè)備運行自動控制系統(tǒng)不斷調(diào)試投入，使焚燒爐進(jìn)入連續(xù)正常運行，垃圾燃燒過程中產(chǎn)生二次污染不斷減少。

7 結(jié)束語

生活垃圾燃燒處理的目的是無害化、減量化和資源化。無害化是第一位的，也是至關(guān)重要的。實現(xiàn)生活垃圾燃燒處理無害化，就是防止垃圾燃燒處理過程中產(chǎn)生二次污染，或者說是最大限度地減少二次污染。所以說，推廣應(yīng)用生活垃圾燃燒處理重在防止二次污染。

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作者簡介：張耀慶（1956-），男，上海人，上海電力建設(shè)有限責(zé)任公司副總工程師，高級工程師，研究方向：熱能動力。