摘 要：文章中介紹了目前城市生活垃圾處理的幾種方法，闡述了垃圾焚燒發(fā)電是垃圾處理的有效手段，并介紹了焚燒垃圾的主要技術(shù)方法和垃圾焚燒中在對(duì)環(huán)境影響方面上的問(wèn)題，如重金屬污染、二 英等。

關(guān)鍵詞：城市生活；垃圾焚燒；發(fā)電二 英

目前，我國(guó)許多城市陷入了垃圾包圍的狀態(tài)。垃圾不僅污染環(huán)境，威脅人類(lèi)健康，龐大數(shù)量的垃圾更侵占了大量的土地。資料顯示，全世界垃圾年均增長(zhǎng)速度為8.42%，中國(guó)垃圾增長(zhǎng)率達(dá)10%以上，中國(guó)已成為垃圾包圍城市最嚴(yán)重的國(guó)家之一。垃圾數(shù)量日益增長(zhǎng)，危害人類(lèi)健康，壓縮人們生活的空間。垃圾減量化、無(wú)害化、資源化處理，使“放錯(cuò)地方的資源”合理利用已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。

1 垃圾處理途徑和特點(diǎn)概述

填埋、堆肥和焚燒是垃圾處理的主要途徑：垃圾填埋方式需占用大量的土地資源，填埋產(chǎn)生的惡臭氣體（甲烷、二氧化碳）和滲濾液，直接污染大氣、地表水源和地下水源。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，垃圾填埋和城市化進(jìn)程矛盾不斷加深，城市生活垃圾填埋已經(jīng)難以為繼。堆肥是處理與利用垃圾的一種方法。利用垃圾或土壤中的微生物，使垃圾中的有機(jī)物降解，形成一種類(lèi)似腐蝕質(zhì)土壤的物質(zhì)，常用作肥料改善土質(zhì)。其優(yōu)點(diǎn)是投資較低、技術(shù)簡(jiǎn)單、垃圾分解后作為肥料再利用；缺點(diǎn)是對(duì)垃圾分類(lèi)要求高、分解中會(huì)產(chǎn)生氣體污染環(huán)境。該方法適用于垃圾分類(lèi)系統(tǒng)較完善、可降解有機(jī)物含量較高的城市垃圾處理。2013年歐盟人均產(chǎn)生481公斤垃圾，其中有43%被分類(lèi)回收或堆肥。焚燒是垃圾處理“三化”的有效方式。焚燒后垃圾的質(zhì)量、體積約為原來(lái)1/10和1/20，約2.5噸垃圾的熱值和1t煙煤的熱值相當(dāng)，如將這些垃圾合理應(yīng)用，我國(guó)每年可節(jié)煤約5000萬(wàn)噸，與填埋、堆肥方式相比有巨大的優(yōu)勢(shì)。西方發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)七十年代就投產(chǎn)了一批焚燒垃圾發(fā)電站。我國(guó)在深圳、杭州、珠海等城市也投建了多座垃圾焚燒發(fā)電站，并取得了良好的效果。近年我國(guó)出臺(tái)了很多政策，例如垃圾處置補(bǔ)貼，垃圾焚燒發(fā)電電價(jià)補(bǔ)貼、稅費(fèi)減免等政策方針推動(dòng)垃圾的資源化發(fā)展。在良好的政策引導(dǎo)和技術(shù)支持下，垃圾焚燒發(fā)電供熱已發(fā)展成為我國(guó)城市垃圾“三化”處理的主要發(fā)展方向。

2 垃圾焚燒的條件和方式

從燃料角度來(lái)說(shuō)，燃燒熱值達(dá)一定值時(shí)，才能從設(shè)備、能量的投入中獲得收益。當(dāng)垃圾發(fā)熱值>5000kj/kg時(shí)燃燒穩(wěn)定，燃燒效果較好；而發(fā)熱值≤3344kj/kg時(shí)，燃燒不穩(wěn)定，此時(shí)需投燃油助燃。垃圾中含水量較大，需要在焚燒前進(jìn)行干燥處理，一些垃圾處理過(guò)程產(chǎn)生有害的劇毒物質(zhì)，需進(jìn)行分類(lèi)，這些預(yù)處理和分類(lèi)會(huì)加大設(shè)備和運(yùn)行的投入。垃圾焚燒技術(shù)主要有三大類(lèi)：層狀燃燒技術(shù)，主要是爐排爐燃燒；旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)，主要是回轉(zhuǎn)窯燃燒；流化床燃燒技術(shù)，主要是循環(huán)流化床燃燒。

2.1 層狀燃爐技術(shù)

爐排爐從上往下分為幾層爐排，爐排由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)，上下各層爐排運(yùn)動(dòng)方向相反。垃圾燃料通過(guò)進(jìn)料裝置進(jìn)入爐排隨爐排依次由上往下移動(dòng)、燃燒；燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)輻射和對(duì)流的方式傳熱給鍋內(nèi)給水產(chǎn)生高溫高壓蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)，低溫?zé)煔饨?jīng)除塵、脫硫脫銷(xiāo)等設(shè)備達(dá)標(biāo)后由煙囪排出。在爐排移動(dòng)過(guò)程中，垃圾燃料依次通過(guò)干燥區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū)。在干燥區(qū)完成垃圾燃料的干燥和加熱，揮發(fā)出可燃?xì)怏w等過(guò)程，是燃燒的準(zhǔn)備階段，需要的空氣量少；在燃燒區(qū)完成垃圾燃料和可燃?xì)怏w的燃燒，需要鼓入大量空氣；燃盡階段是燃料燃盡排渣階段。垃圾組分不同，各階段所需時(shí)間和空氣量也同，合理控制爐排運(yùn)轉(zhuǎn)速度、給料層厚度和風(fēng)量配比，才能獲得更好的焚燒效果。這種燃燒方式對(duì)入爐垃圾要求不是很高，不需進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理。但焚燒垃圾的爐排的材質(zhì)規(guī)格和加工精度很高，傳動(dòng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，故設(shè)備的投入、運(yùn)行和維護(hù)成本也較高。西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍采用這種燃燒技術(shù)，且已發(fā)展得較為成熟。

2.2 回轉(zhuǎn)爐技術(shù)

爐體為傾斜的圓筒形，內(nèi)壁采用耐火磚砌筑或水冷壁敷設(shè)。爐筒由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，內(nèi)壁上有擋板，垃圾燃料由筒體旋轉(zhuǎn)從下部反復(fù)帶到上部，靠自重落下，與鼓入的空氣和高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分接觸，因而燃燒比較完全。調(diào)節(jié)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)速度和風(fēng)量即可控制燃燒，操作簡(jiǎn)單，焚燒均勻、速度快，運(yùn)行和維護(hù)成本較低?；剞D(zhuǎn)爐的熱效率較低，燃燒中會(huì)伴隨著臭味，需加裝脫臭裝置或?qū)敫邷睾蠓贌?。?guó)內(nèi)外一般用于醫(yī)用垃圾的焚燒。

2.3 流化床技術(shù)

循環(huán)流化床的原理是燃料在流化狀態(tài)下燃燒。一定顆粒燃料和脫硫用的石灰石經(jīng)給料器進(jìn)入爐床，空氣通過(guò)爐床以一定速度向上吹入爐膛，粒狀燃料在爐床上翻滾和燃燒，與空氣和高溫?zé)煔獬浞纸佑|，呈流化狀。粗粒在下部燃燒，細(xì)粒在上部燃燒，吹出爐膛的粒子進(jìn)入旋風(fēng)分離器分離后，再進(jìn)入爐膛中循環(huán)燃燒，燃盡后的灰渣經(jīng)冷渣器后排出爐外。循環(huán)流化床著火穩(wěn)定性很好，低負(fù)荷時(shí)燃燒穩(wěn)定性也很好；燃料適用性廣，對(duì)焚燒熱值低、水份高的城市生活垃圾有很好的適用性；負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大，爐效率可達(dá)95%以上。循環(huán)流化床獨(dú)特的燃燒方式和機(jī)理，其有害物質(zhì)如氮氧化物、二 英等的產(chǎn)生和排放量少于其他方式，循環(huán)流化床鍋爐被公認(rèn)是垃圾焚燒產(chǎn)生二 英最少的鍋爐。

3 垃圾焚燒技術(shù)中的問(wèn)題

3.1 二 英

二 英是垃圾焚燒中含氯化合物產(chǎn)生的一種強(qiáng)致癌、毒性物質(zhì)。目前抑制二 英產(chǎn)生的主要技術(shù)措施是“3T”原則：溫度控制，提高爐膛溫度；過(guò)程時(shí)間控制，提高高溫區(qū)停留時(shí)間；過(guò)程擾動(dòng)控制，提高擾動(dòng)強(qiáng)度。另外控制燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)，采用活性炭吸附等措施也可減少二 英的產(chǎn)生和排放。

3.2 二氧化硫和氮氧化物

和化學(xué)燃料一樣，垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生硫、氮的氧化物。垃圾焚燒電廠主要采用傳統(tǒng)的脫硫脫硝工藝，使得煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 焚燒的灰渣

垃圾焚燒會(huì)產(chǎn)生飛灰和爐灰渣。這些灰渣中不僅含有二 英，還富含重金屬元素（如鉛、鎘、鉻、鋅等），對(duì)人們健康的危害極大，須將垃圾焚燒后的灰渣作為危險(xiǎn)固體廢物進(jìn)行處理。目前國(guó)內(nèi)外主要采用飛灰固化和飛灰穩(wěn)定化進(jìn)行處理，如采用水泥固化填埋、密封填埋、和化學(xué)穩(wěn)定后填埋等方式處理垃圾焚燒后灰渣。

3.4 滲濾液

垃圾堆放和處理會(huì)產(chǎn)生大量成分復(fù)雜、危害較大的滲濾液，其COD>8000mg/L，BOD>5000mg/L，會(huì)污染地表水和地下水，必須進(jìn)行無(wú)害化處理。采用垃圾滲濾液回噴燃燒裝置將其送入爐中燃燒是焚燒垃圾發(fā)電站的一種做法。目前對(duì)垃圾滲濾液尚無(wú)成熟的處理工藝，各研究和科研機(jī)構(gòu)的研究方向主要集中在電解、催化濕式氧化、膜生物反應(yīng)器等。

4 結(jié)束語(yǔ)

城市垃圾“三化”處理，不僅能緩解垃圾給大氣、水源、土地帶來(lái)的壓力，還能充分利用再生能源，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，越來(lái)越多的城市生活垃圾焚燒供電供熱站將陸續(xù)投入運(yùn)行，隨之也帶來(lái)了二 英、重金屬，等二次污染問(wèn)題。我們只有不斷深入學(xué)習(xí)和探索，不斷研究和發(fā)展，完善垃圾焚燒技術(shù)并使之成熟，才能使社會(huì)生活、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)和諧統(tǒng)一，才能促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：李俊良（1987-），男，主要從事節(jié)能工程設(shè)計(jì)工作。