垃圾焚烧发电项目主要环境问题及应对措施

2008年6月　　　　　　　　　　　电　力　环　境　保　护　　　　　　　　　　　第24卷　第3

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垃圾焚烧发电项目主要环境问题及应对措施

The maj or envir onmental p r oblem s and countermeasures of refuse

incinerating power generati on p r oject

魏永军, 朱庚富

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(11江苏省环境工程咨询中心, 江苏南京　210036; 21国电环境保护研究院, 江苏南京　210031)

摘要:从项目选址、垃圾贮存、, 并提出相应的防治措施和建议。

关键词:垃圾焚烧发电; 二次污染物; 污染防治措施

Ab s trac t:The m a j o r envir o nm en ta l p r o b l em s o f re fu se i nc i e r p r o j ec t a re s tud i e d fr om the se a sp e c ts w h i ch i nc l ude l o ca ti o n se l ec ti o n o f p r e se i nc i ne ra ti ng and d ispo sa l o f a sh and s l ag, e tc. The n the re l evan t co n tr o lm su re s a re p u t fo r w a rd.

Ke y wo rd s:refu se i nc i ne ra ti ng e ti o po ll u ta n ts; m e a su re s t o p re ven t po ll u ti o n

中图分类号:X705B 文章编号:1009-4032(2008) 03-057-03

　　的减容和无害化问题, 还能充分利用焚烧产生的热能, 实现垃圾资源化这一目标, 属于我国鼓励发展的产业, 已成为21世纪我国垃圾处理的一个重要发展方向。但垃圾焚烧过程中产生的二噁英类有机污染物、酸性气体、飞灰等有毒有害物质会产生二次污染。如何有效防治二次污染, 使垃圾焚烧发电项目可以更好地发挥环境效益, 最大限度地减轻对环境的影响, 日益引起人们的关注。

本文从项目选址、垃圾贮存、焚烧及灰渣处置等方面探讨了垃圾焚烧发电项目的主要环境问题, 并提出相应的防治措施和建议。

2　主要环境问题及防治措施

2. 1　恶臭气体污染防治措施

垃圾进入焚烧发电厂后, 在卸料、堆放、加料过程中易产生恶臭气体, 主要污染因子为H 2S 、NH 3等。

垃圾车在卸料过程中因卸料门开启、垃圾遗撒

等原因, 会造成电厂卸料平台存留部分垃圾臭气, 可在电厂卸料平台的进、出口设置风幕装置, 有效阻挡该部分臭气扩散。

进入厂内的垃圾须贮存于垃圾贮存库内, 垃圾卸料间和贮存库通常设计成相对封闭的一体。为有效控制垃圾库臭气外溢, 垃圾库内部应处于微负压状态。通常在垃圾库上方设置送风机吸风口, 将垃圾库中的挥发性气体送入炉内焚烧处理, 从而保证垃圾库的负压要求。同时还需加强垃圾贮存仓的操作管理, 利用抓斗不断地对垃圾进行搅拌、翻动, 不仅可以使进炉垃圾热值均匀, 且可避免垃圾的厌氧发酵, 减少恶臭。

垃圾焚烧厂需配备双回路电源, 保证停炉不停电; 垃圾仓加设抽风系统, 在停炉检修、垃圾仓内气体不能焚烧处理时, 将臭气送至焚烧主厂房内的除臭装置, 经过净化、脱臭后达标排放。

通常情况下, 采取上述措施后, 垃圾焚烧发电厂的H 2S 、NH 3浓度及臭气等均可达到《恶臭大气污染

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1　项目选址可行性论证

垃圾焚烧发电项目选址时除了要考虑水源、地质、防洪、运输等条件外, 还须考虑以下因素:

(1) 用地须符合当地城市发展规划、土地利用规划。

(2) 不宜在城镇或大的集中居民区主导风向的上风向选址, 如受其他因素限制, 只能在其上风向选址, 需进行充分的环境空气影响预测评价。

(3) 厂址应远离自然保护区、风景名胜区、居民集中区等敏感保护目标。

(4) 厂址选择还应符合当地环境保护、环境卫生专项规划(或城市生活垃圾集中处置规划) 等。

2008年6月　　　　　　　　　　　电　力　环　境　保　护　　　　　　　　　　　第24卷　第3

期(G B 14554-93) 的要求。考虑到物厂界排放限值》风机故障、送风管道裂缝等原因造成的臭气扩散事故, 应设置一定的环境控制距离。一般在距离垃圾库300m 范围内不得建设居住区、学校、医院等敏感保护目标, 在此范围内已有的敏感保护目标, 需采取

拆迁安置的措施。2. 2　垃圾渗滤液污染防治措施

为有效防止垃圾渗滤液对土壤和地下水的污染, 垃圾贮存库和渗滤液收集池的底部和四周均应

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具有良好的防渗性能。可采用防渗系数达1×10

-10

c m /s 的沥青混凝土或防渗系数达1×10c m /s 的HDPE 材料进行防渗。

内高温, 延长气体在高温区的停留时间, 加强炉内湍

动, 促进空气扩散、混合, 尽可能使垃圾在炉内得到完全燃烧。垃圾焚烧发电项目应针对垃圾的成分和发热量选择合适的炉排和炉膛结构, 配备先进、完善、可靠的自动控制系统, 使焚烧过程在最佳工况(烟气温度不低于850℃, 烟气在炉内的停留时间不少于2s, 烟气中含氧量不低于6%) 下稳定、连续运行, 确保垃圾充分燃烧。

(3) 掺煤燃烧。研究表明, 煤燃烧产生的S O 2能抑制二噁英的形成S O 2存在时, Cl 2与, 进而抑制了; , 2与CuO 反应生成催化, Cu 的催化活性, 减少。我国自主研发的流化床垃圾焚烧炉可适当添加煤作为辅助燃料。垃圾焚烧作为生物质发电项目, 其燃煤掺烧量应控制在入炉总量的20%以下。

(4) 烟气中喷入一定量的NH 3。在锅炉管束前喷入氨, 一方面, 氨与氯的结合能力比二噁英前驱物与氯的结合能力强, 减少了前驱物与氯结合生成的二噁英; 另一方面, 飞灰中的Cu 等重金属是前驱物合成二噁英的催化剂, 在前驱物合成中起决定作用, 而氨对Cu 等重金属催化剂是最有效的毒化物, 可使Cu 等重金属催化剂失去催化作用, 从而减少二噁英的生成。

(5) 烟气急冷技术。焚烧炉尾部烟气温度一般为200～300℃, 二噁英在300℃左右形成的速率最高, 如果烟气温度迅速冷却, 从而跳过二噁英易生成的温度区, 可大大减少二噁英的形成。流化床焚烧垃圾中、尾部烟气温度冷却试验表明, 烟气温度急速冷却到260℃以下时, 可以抑制二噁英的形成。烟气温度冷却率对抑制二噁英影响较大, 冷却速率越大, 二噁英形成越少。

(6) 对焚烧炉的烟气用袋式除尘并结合活性炭吸附。由于活性炭具有较大的比表面积, 吸附能力较强, 能有效地吸附二噁英。目前有两种常用方法, 一种是在布袋除尘器之前的管道内喷入活性炭, 另一种是在烟囱之前附设活性炭吸附塔, 一般将其处理温度控制为130～180℃。2. 4　酸性气体及重金属类污染物防治措施2. 4. 1　S O 2、HCl 的控制措施

对垃圾焚烧尾气中S O 2、HCl 等酸性气体的处

在垃圾库底部还应设置渗滤层, 垃圾库边设导

流沟槽, 垃圾库底部坡度坡向导流沟槽, 点。; 池预处理+膜生化反应器生化处理+纳滤处理组合工艺, 待处理达到回用水水质标准后, 全部回用作为厂区工业补充水等; 或经预处理达到污水处理厂接管标准后, 由污水处理厂处理。

渗滤液收集池应按事故条件下垃圾存放时间设置足够的容量; 渗滤液处理过程中产生的污泥或浓缩液应在厂内自行焚烧处理, 不得外运处置。2. 3　气态二噁英的污染防治措施垃圾焚烧炉中二噁英有两种成因:一是垃圾自身含有微量的二噁英类物质, 二是焚烧炉在垃圾燃烧过程中产生二噁英。根据二噁英在垃圾焚烧发电过程中的产生机理, 控制垃圾焚烧工艺中二噁英的形成源、切断二噁英的形成途径以及采取有效的二噁英净化技术是防治二噁英污染最为关键的措施, 可以从“燃烧前、燃烧中和燃烧后”三个环节对其实施全面控制。

(1) 燃烧前垃圾预处理。氯是二噁英生成的必要物质, 重金属在二噁英生成中起催化剂作用, 所以, 垃圾焚烧前, 应进行燃前预处理, 将塑料、废旧轮胎从垃圾中分拣出来, 并采用降解或热解法处理, 减少垃圾中有机氯的含量, 从源头上控制垃圾焚烧过程中二噁英类物质的生成。

(2) 改善燃烧条件。由于二噁英在800℃以上的高温下可在0. 21s 内完全分解, 因此, 必须维持炉58

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理可采用干式、半干式和湿式工艺。目前, 通常采用半干式处理工艺。该方法实际上是一个喷雾干燥系统, 利用高效雾化器将熟石灰浆(用Ca O 配成12%～15%的Ca (OH ) 2浆液) 从塔顶或底部喷入塔内, 烟气与石灰浆同向或逆向流动, 充分接触后发生中和作用。由于雾化效果佳(液滴直径可低至30μm 左右) , 气、液接触面积很大, 可以有效降低气体温度, 中和尾气中的酸气。该方法去除酸性气体的效率较高, 对HCl 的去除率可达到97%, 对S O 2的去除率在80%以上。

2. 4. 2　NO x 的控制措施

垃圾焚烧炉炉温一般控制在850～950℃之间,

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该工况下的NO x 排放水平可控制在400mg/m以下。根据垃圾焚烧发电项目所在地区的NO 2量, 可选择采用S NCR 或SCR , 步控制NO x 的排放。

2. 4. 3　存库应按《危险废物贮存污染物控制标准》

(G B 18597-2001) 设置。经固化、稳定化处理后的飞灰产物, 如满足浸出毒性标准或资源化利用标准, 可送城市生活垃圾卫生填埋场单独分区填埋或进行资源化利用。

3　结语

(1) 生活垃圾焚烧发电项目作为生活垃圾减容

化、减量化、资源化、无害化的最有效手段, 是垃圾处理的一个重要发展方向, 垃圾发电项目中的。

(。

() 垃圾发电项目应设置一定的环境控制距离, 一般要求为300m , 在此范围内已有的居住区、学校、医院等敏感保护目标须采取拆迁安置的措施。

(4) 垃圾焚烧发电项目必须配备烟气净化处理自动控制系统及烟气在线监测系统, 以对炉内燃烧温度、CO 浓度、含氧量、活性炭施用量等实施监测。

(5) 垃圾焚烧产生的飞灰经过固化、稳定化处理后, 如果满足浸出毒性标准或者资源化利用标准, 可送城市生活垃圾卫生填埋场单独分区填埋或进行资源化利用。

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附、滤袋除尘器捕集等措施。向烟气中喷入活性炭, 除吸附重金属形成较大颗粒而被除尘设备捕集外, 还吸附二噁英类等有机污染物。采用活性炭吸附+布袋除尘工艺, 烟气中Pb 、Cd 的去除率可达98%, Hg 的去除率可达90%。除此之外, 布袋除尘器烟尘的去除率可达99. 9%。2. 4. 4　其他

垃圾焚烧发电项目必须配备烟气净化处理自动控制系统及烟气在线监测系统, 需对炉内燃烧温度、CO 浓度、含氧量、活性炭施用量等实施监测, 并与地方环保部门联网, 杜绝事故排放。2. 5　灰渣的处置2. 5. 1　炉渣的处置垃圾焚烧发电产生的炉渣与除尘设施收集的飞灰应分别收集、贮存、运输和处置。炉渣作为一般固体废弃物, 可作路基和建材(制砖) 等进行综合利用, 或直接送垃圾填埋场进行填埋处置。2. 5. 2　飞灰的处置通过改进燃烧工况和采用烟气处理技术, 排入大气中的二噁英类物质的量达到最小, 被吸附的二噁英类物质随颗粒一起进入飞灰系统中。除此之外, 垃圾焚烧飞灰中还可能富集了铅、汞、镉等重金属, 《国家危险废物名录》规定, 生活垃圾焚烧发电产生的飞灰属危险废物。垃圾焚烧发电厂内飞灰暂

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收稿日期:2008201215; 修回日期:2008204202

作者简介:魏永军(19742) , 男, 江苏淮安人, 工程师, 主要从事建设项目环境影响评估、项目管理等方面的工作。E -mail:zgf221@

vi p. sina . com

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