生活垃圾焚烧发电烟气治理措施的研究

摘要：生活垃圾焚烧发电在实现垃圾资源化利用的同时，也产出了大量有害物质，必须采取相应措施对其进行妥善处理，防止对自然环境和人体的危害。如何在生活垃圾焚烧发电过程中实现对烟气污染的科学治理，减少经济投入的同时促进治理效果的提升。基于此，本文通过对焚烧过程中各种污染物产生及排放过程的介绍，提出了控制垃圾焚烧产生的二次污染应采取的措施。

关键词：生活垃圾、焚烧发电、烟气治理、措施

一．概述

在垃圾焚烧发电中，实现了各类垃圾的“三化”处理，但是在垃圾燃烧过程中有可能向外界排放各种有毒、有害气体或灰尘，从而造成了二次污染的问题。据我国环保部门统计：在垃圾焚烧发电过程中，二噁英的排放量较大的毒性有机化合物之一，其主要分布于垃圾焚烧炉产生的飞灰中。一般情况下，二噁英主要来源于各种原生垃圾中，或者燃烧过程中产生的烟气。同时，重金属也是垃圾焚烧发电中常见的污染物，主要有铅、铜、汞、铬、镉等， 在焚烧过程结束后，重金属污染物主要分布于飞灰、烟气与底渣中。在垃圾焚烧发电的污染治理中，要注意对于焚烧温度的控制，一般要保持在1000℃以上，气体在炉内的停留时间要在2s以上，而且要保证烟气中的含氧量在6%-10%之间。在垃圾焚烧过程中，要尽量控制CuO、HCl、CuCl₂的排放量，以防止对于大气的污染。同时，在垃圾焚烧发电过程中，要尽量保证各种重金属污染物残留于底渣中，既减轻了重金属直接排出炉外的技术难度，也有效避免了重金属污染物对于二噁英的催化作用。

二．生活垃圾焚烧产生的主要污染物及过程

1.烟尘

我国城市垃圾成分中，占比较大成分为生活厨余垃圾。厨余垃圾有着明显的含水量高的特点，除此之外，城市生活垃圾中还含有纸制品、塑料制品、陶瓷制品和金屬制品等系列内容，上述物质在作为垃圾进行焚烧处理时，容易产生大量的污染性极强的烟尘等大气污染物，包含酸性气体、重金属颗粒等。这类污染物是雾霾的重要成因，会影响人的正常呼吸，如来自于金属化合物垃圾的重金属颗粒，焚烧中飘散到空气中，人吸入后可能会导致重金属中毒等不良反映，对人体健康有较大危害。

2.气味

城市生活垃圾集中储存和焚烧过程中，都会产生非常严重的噁臭气味。该类异味来源于有机物腐烂或者是焚烧过程中释放出的气体。有机物中含有蛋白质、多糖等物质，极其在细菌作用下，发生有氧和无氧反应，腐烂、发酵进而分解，过程中伴随着强烈的异味，造成空气污染。除此以外，城市垃圾中还包含大量的病毒和细菌，此类微生物会混合在异味的空气中，对人体健康形成较大的威胁。

3.颗粒物及重金属

垃圾焚烧过程中会产生大量的细小颗粒物。同时，垃圾中原有的颗粒物在炉膛内被气流扬起并随焚烧气排出。垃圾中可燃组分因燃烧不完全会形成黑烟，黑烟中含有大量的碳粒。

三．垃圾焚烧发电中常见污染问题及治理措施

1.控制烟尘

为了将烟气当中所包含的颗粒物分离出来，需要让颗粒物具备与烟气流动方向垂直的相对速度，或让颗粒偏离于烟气运动方向进行运动，或让颗粒阻滞于捕集物料之上，亦或是让颗粒聚集于静电除尘极之上。基于此，除尘装置可以利用惯性、重力、离心力以及电力等作为除尘过程的作用力，所使用除尘设备性质各有不同，目前较为常用的包括静电除尘器和袋式除尘器。

城市生活垃圾焚烧过程中产生的大量烟尘，包括烟尘颗粒和重金属颗粒等，会给垃圾焚烧厂周边环境带来严重污染。我国依法制定了国家标准及地方标准，要求各垃圾焚烧厂达标排放。 按照现行国家标准，垃圾焚烧厂应该采用袋式除尘器等除尘装置，将烟尘等细颗粒物有效拦截过滤，可以有效减少空气中的粉尘含量。烟尘中含有较多的酸性物质，可以采用酸性气体净化方法，分为湿式、干式、半干等方式，在目前的处理措施中属于较为常见、能保证一定去除效率的处理措施。

2.处理气味

该处理技术可以具体分成两个阶段， 第一阶段的主要作用在于避免恶臭逸散， 同时收集臭气，第二阶段则是针对恶臭作净化处理。通常情况下，恶臭治理可以采取焚烧、吸收、吸附、生物处理以及化学氧化等方式。城市生活垃圾产生异味， 不仅存在于垃圾焚烧环节， 还存在于前期的垃圾输运、 贮存等环节。就垃圾运输环节来说，可以采用全封闭式的垃圾车， 有效隔绝生活垃圾与外界空气的对流和交换； 在生活垃圾装卸和贮存过程中， 可以采用全自动或者自动化程序措施，防止气味的扩散对周边环境造成污染；此外，垃圾焚烧发电厂设置的垃圾的进出口处，还应设置风幕，该措施可以有效防止生活垃圾在焚烧处理厂装卸过程中的气味泄露，同时安装吸风机并保证功率在一定水平以上，可以减少因为垃圾贮存过程中的垃圾长期堆积造成的异味。在对城市生活垃圾进行焚烧处理的过程中，应该采取措施，尽量保证垃圾焚烧过程中的通氧量，尽量提高垃圾焚烧中的充分燃烧，对垃圾进行翻动等措施同样可以保证垃圾完全燃烧，同时可以避免垃圾发酵。还可以安装净化装置，去除异味。

3.活性炭吸附

活性炭不仅可以吸附二恶英还能有效去除重金属等物质。由于飞灰的比表面积很大，对二恶英有很强的吸附作用，导致飞灰中二恶英浓度很高，通常被焚烧过程二恶英总排放量的70%左右。为提高烟气中二恶英类和重金属污染物的去除率，可以采取以下方法: (1)减少烟气在200~350℃温度域的停留时间，有利于减少二恶英类污染物再次生成，控制除尘器入口烟气温度低于200℃，有利于有机类及重金属污染物的脱除，即在设计和运行中采用“温度控制”；(2)在反应塔和除尘器之间，通过混粉器在烟气中喷入活性炭或多孔性吸附剂，则可吸附二恶英类和重金属污染物，再用布袋除尘器捕集。

4.设置大气环境防护距离

我国现行的法律中，《环境保护法》、《环评法》及其相应的行业导则中，均对设置大气环境防护距离做了要求。在垃圾焚烧发电厂的环境影响评价中，首先要考虑的就是对周边居民的影响。依据导则标准，可以采用合适模型，计算大气环境防护距离。大气环境防护距离的计算，不仅应考虑垃圾焚烧发电厂所处的周边环境，还应考虑气候条件(一般应建设在下风向位置)，进行科学预测评估。对处在大气环境防护距离内的居民，应采取搬迁等措施，保证环境影响降低到最低；此外，垃圾焚烧发电厂还应进行环境风险评估，结合环境风险评估、流行病调研和污染物种类的识别等， 在建厂前对环境影响及预防措施进行合理设计， 减少、避免对环境造成的劈坏及生态影响。

5.合理进行厂区设计

除上述必要的环境保护措施外，在建设垃圾焚烧发电厂时，应考虑其投运后工作环境的设计，通过科学分析，进行布局和规划，加强厂区绿化设计，形成天然的屏障保护，在厂区及办公楼周边可以种植低矮易存活植物，一是起到屏障作用，二是起到绿化作用；另外，可以设置参观通道，加强对外宣传，主动发声，让周围民众及其他利益相关方了解生活垃圾焚烧发电对环境保护的举措和利弊，让涉及的群众可以正确认识，积极支持日常工作；生活垃圾焚烧发电厂也应做到数据联网、实时监控、信息公开，受社会监督。

结语：

综上所述，生活垃圾焚烧发电已经成为现代社会垃圾处理的重要发展方向，必须对其工艺技术加以进一步完善，提高烟气污染治理效果，在产出优质电能的同时有效控制其对自然环境的影响，为社会发展注入新的活力。