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垃圾焚烧发电项目主要环境问题及应对措施

北极星固废网  来源:《基层建设》  作者:周卫文  2018/9/11 13:30:40  我要投稿  

北极星固废网讯:在经济社会发展过程中,垃圾问题成为社会各界比较关注的问题。目前垃圾焚烧发电项目是解决垃圾问题的关键技术手段,但是在进行垃圾焚烧发电过程中,若处理不当会诱发环境问题,本文将会对其进行分析,并提出有效的应对措施。

1.前言

垃圾焚烧发电项目不仅可以使城市生活垃圾问题得到有效的解决,而且还可以借助垃圾焚烧产生的热能,来推动垃圾资源化发展。在垃圾焚烧发电过程中,若处理不当,会产生二次污染问题,因此需要采取有效应对措施来预防和解决环境问题,以提高垃圾焚烧的整体效果。

2.圾焚烧发电项目的意义

工业革命之前,垃圾都是直接被自然“回收”。但是随着城市化和工业化的快速发展,孱弱的自然界已经无法有效的消灭和容纳生活和生产过程中所产生的垃圾。随后,人类开始用“卫生填埋法”来对垃圾进行处理,但是垃圾填埋场地逐渐区域饱和,此时出现了圾焚烧发电项目,其具有占地面积小、效率高的特点,而且还可以产生大量的热能,并能够为人类的生活和生产提供电能,因此在垃圾处理领域得到了广泛的应用。

3. 垃圾焚烧发电项目主要环境问题

3.1产生恶臭气体

在焚烧发电厂对垃圾进行卸料、储存、处理过程中会产生大量的恶臭气体,将会给周围环境和居民带来不良影响。如今,垃圾所产生的恶臭气体常见的主要有NH3、H2S、甲硫醇等。

3.2产生气态二恶英

在进行垃圾焚烧发电过程中,通常会产生气态二恶英,其具有非常强的毒性。实际上,二恶英并非单一物质,其属于混合物,是210多种有机氯化合物的统称。二恶英将会对生态环境造成严重的影响,并且部分二恶英的毒性达到了氰化钾的1000倍。要想使垃圾焚烧发电项目顺利的进行,需要采取措施对气态二恶英类的产生与扩散进行控制。在垃圾焚烧发电过程中,诱发气态二恶英的途径有两种:(1)垃圾本身存在少量的二恶英;(2)在垃圾焚烧阶段产生的二恶英。

3.3产生渗滤液

通常情况下,垃圾是由多种垃圾物质堆积而成,因此在对垃圾进行堆放、储存阶段,就会产生大量垃圾渗滤液,其所含成分非常复杂,而且污染物浓度较高,一旦渗透到河流、土壤或者地下水中,将会诱发不同程度的污染,甚至破坏大自然的生态平衡。

3.4产生炉渣和飞灰

在对垃圾进行焚烧发电过程中,各个环节都有可能产生炉渣和飞灰现象,如果未采取有效措施对其进行处理,将会诱发二次污染现象。

3.5产生酸性气体和重金属类污染物

在垃圾焚烧发电阶段,往往会产生HF、HCl、SO2等酸性气体,有时候也会出现重金属污染物,他们都会对大气及周围土壤产生污染,如酸性气体诱发酸雨。

4.解决环境问题的应对措施

4.1恶臭气体污染应对措施

在对垃圾恶臭气体进行处理过程中,最常用的方法有建筑隔臭、风帘限臭、负压引臭、喷淋除臭、吸附脱臭、焚烧解臭、净化消臭、密闭截臭、通风驱臭、绿化减臭、管理控臭等方法,以确保厂界恶臭浓度控制在《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)厂界标准值范围内。具体可采取下述恶臭气体污染应对措施:(1)在垃圾运输过程中,最好选择专用密闭式的垃圾运输车辆;(2)垃圾卸料厅进出口需要配备空气幕,以达到防止卸料厅臭气外逸的目的;(3)垃圾池最好进行密封设计,同时在卸料平台与垃圾池间设置自动卸料门,在无车卸料过程中,可以保证垃圾池处于密封状态,更好的维持垃圾池负压,降低恶臭气体的外逸;(4)焚烧炉正常运行过程中,需要在垃圾仓上部设置带过滤网的一次风抽气口,这样可以把臭气抽入炉膛内作为焚烧炉助燃空气,既可以达到臭气外逸的目的,又可以提高资源的利用效率;(5)规范垃圾仓的操作和管理流程,借助抓斗对垃圾进行翻动和搅拌,这样既能够确保垃圾热值均匀,而且还可以避免垃圾发生厌氧发酵现象,降低恶臭的产生;(6)为避免臭气外逸,最好把主厂房设置为封闭厂房。在进行垃圾焚烧建筑设计过程中,尽可能减少气流死角的存在,防止气味聚积现象的发生;(7)在垃圾池等恶臭气体产生的建构(筑)物周边墙内需要增加膜建筑进行防臭,有效的改善厂内的工作环境;(8)将污水处理站污泥压滤及调节池等环节产生的臭气也抽至垃圾池,最终在炉内焚烧处理。

4.2气态二恶英污染应对措施

在进行垃圾焚烧发电过程中,要对二恶英的产生机理进行全方位的分析和研究,并采取有效措施来控制和切断二恶英的形成源、形成途径,并借助相关措施来对二恶英进行净化处理,这些是防治二恶英的主要方法。通常情况下,可以“燃烧前、燃烧中和燃烧后等方面来对二恶英进行有效防治。(1)燃烧前垃圾预处理。在二恶英形成过程中,氯是必要物质,重金属是催化剂作用,因此在垃圾焚烧发电前需要对垃圾进行预处理,从垃圾中将废旧轮胎、塑料分拣出来,并通过热解法或降解对其进行处理,从而使垃圾中有机氯的含量降低,从源头上控制垃圾焚烧发电阶段二恶英的形成。(2)改善燃烧条件。实际上,在超过800℃的高温下,二恶英可以在0.21s内完全分解,此时需要对炉内温度进行有效的控制,并适当的加强炉内湍动,延长高温区气体的停留时间,以确保空气充分的扩散、混合,使炉内垃圾得到充分的燃烧。对于垃圾焚烧发电项目而言,最好根据发热量和垃圾成分来选择与之相匹配的炉膛和炉排结构,并配备一套系统、可靠、先进、完善的自动控制系统,以确保在最佳工况下对垃圾进行焚烧,这里所提及的最佳工况是指炉内烟气停留时间超过2s、烟气温度超过850℃、烟气中含氧量超过6%,只有这样才可以确保垃圾充分燃烧。(3)将一定量的NH3喷入烟气中。首先,氨与氯具有非常强的结合能力,并且明显高于二恶英与氯的结合能力,这样可以降低前驱物与氯发生结合生成二恶英;其次,飞灰中所含有的Cu等重金属属于二恶英合成的催化剂,而氨可以使Cu等重金属催化剂失去相应的催化作用,从而有效降低二恶英的生成量。(4)烟气急冷技术。在垃圾焚烧发电项目中,焚烧炉尾部烟气温度通常维持在200—300℃,并且在300℃左右二恶英具有非常高的形成速率,如果对烟气温度进行冷却处理,将有效降低二恶英的生成量。通过对流化床垃圾焚烧技术进行分析可以发现,通过对尾部烟气温度进行冷却处理后,可以使烟气温度降至260℃以下,从而使二恶英的形成量大大降低,并且冷却速率越大,二恶英的生成量越少。

4.3垃圾渗滤液污染应对措施

为了降低垃圾渗滤液对地下水和土壤造成的污染,最好在渗滤液收集池和垃圾贮存库的四周、底部进行防渗处理,以提高其防渗性能,一般可以选择防渗系数为1×10-10cm/s的HDPE材料或防渗系数为1×10-7cm/s的沥青混凝土进行防渗工程施工。同时还需要在垃圾库四周设置导流沟槽,垃圾库底部设置渗滤层,垃圾仓卸料平台冲洗水和渗滤液要引流至渗滤液收集池。通常情况下,垃圾渗滤液具有污染物浓度高、成分复杂等特点。如果采用流化床焚烧炉进行垃圾焚烧时,可以借助泵把垃圾渗滤液打到炉膛内,并在高温条件下对其进行氧化分解处理。渗滤液收集池最好根据实际条件来确定垃圾存放时间,而且在对渗滤液进行处理时,所产生的浓缩液或污泥最好在厂内对其进行焚烧处理,严禁外运处置,从而有效降低对周围环境造成的污染。

垃圾渗滤液污染处理采用了采用预处理+生化(Verticel+MBR)+NF+RO工艺(流程图如图1所示),通过调节池进行垃圾渗滤液收集后,输送至混凝沉淀池,该过程可以除去水中的SS等杂质,然后将处理后的水经泵提升到脱氨塔,该过程可以除去污水中NH3-N。预处理就可以把水输送到MBR生化处理+ Verticel(立环氧化沟+微孔曝气)部分,其可以有效去除水中的氨氮及COD等污染物,并借助MBR膜对泥水进行分离;最后通过臭氧催化氧化池处理后,经过NF+RO膜处理后所得到的水可以达标排放。


图1 垃圾渗滤液污染处理流程图

4.4炉渣和飞灰的应对措施

(1)炉渣的处置。在进行垃圾焚烧发电过程中所生成的炉渣,最好与除尘设备所收集的飞灰进行分类收集、运输、贮存和处置。实际上,炉渣属于常见的固体废弃物,其一般可以作为建材(制砖)和路基等施工材料,或者直接运输到垃圾填埋场对其进行填埋处置。(2)飞灰的处置。可以借助烟气处理技术和改进燃烧工况等方式来使排入大气中的飞灰浓度降到最低值。同时垃圾焚烧发电过程中所产生的飞灰还可能富集汞、镉、铅等重金属,此时需要按照《国家危险废物名录》中所提及到的相关规范和标准,来对飞灰中富集汞、镉、铅等重金属进行处理。按照《危险废物贮存污染物控制标准》来对垃圾焚烧发电过程中所产生的飞灰进行贮存。在对飞灰进行稳定化、经固化处理后,如果满足资源化利用标准或浸出毒性标准,可以进行资源化利用或者送至城市生活垃圾填埋场对其进行针对性的填埋处理。

4.5酸性气体及重金属类污染物应对措施

(1)SO2、HCL等酸性气体应对措施。对于垃圾焚烧发电过程中,尾气中的SO2、HCL等酸性气体一般会选择干式、半干式和湿式等方式进行

处理。目前,半干式处理方法在实际情况下得到了广泛的应用,其属于喷雾干燥系统,主要是借助高效雾化器来从塔顶或底部把熟石灰浆直接喷入塔内,这样一来就会使石灰浆与烟气逆向或同向流动,并通过充分接触而发生中和作用,该过程中气、液接触面积较大,而且雾化效果理想,不仅能够使气体温度得到有效的降低,而且还可以达到中和尾气中酸性气体的目的。同时该方法具有非常高的酸性气体去除效率,对SO2的去除率超过了80%,对HCL的去除率超过了79%。(2)NOx的应对措施。通常会把垃圾焚烧炉的温度控制在850-950℃左右,然后喷入适量的还原剂,采取SNCR炉内处理,以及SCR烟气脱硝方法进行处理,从而实现对NOx气体排放的控制。(3)重金属类污染物应对措施。在对垃圾焚烧尾气中重金属类污染物进行处理时,一般会选择滤袋除尘器捕集、活性炭吸附等措施。通常可以直接向烟气中喷入活性炭,其不仅可以有效吸附重金属物质,而且还可以对二恶英等有机污染物进行吸附。借助布袋除尘+活性炭吸附工艺,可以使烟气中Hg的去除率超过90%,Pb、Cd的去除率超过98%,此外布袋除尘器可以使烟尘去除率超过99.9%。

5.结束语

综上所述,垃圾焚烧发电项目已经成为垃圾处理的主要方式,但是该过程中会产生一些气体、灰尘和重金属,从而对周围环境造成污染,因此需要采取有效的应对措施,来使上述环境问题得到有效解决,以更好的提高垃圾焚烧发电项目效果。

原标题:垃圾焚烧发电项目主要环境问题及应对措施

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