趙瀚恩
( 甘肅新核建設(shè)實業(yè)有限公司,甘肅 嘉峪關(guān)735100)
隨著我國經(jīng)濟體制的不斷發(fā)展與完善,現(xiàn)代城市已經(jīng)對可持續(xù)發(fā)展理念給予了較高的重視,其中固體廢棄物焚燒處理技術(shù),作為最常用的垃圾處理方法,盡管能夠在短時間內(nèi)徹底處理掉廢棄物,降低對土地資源的損耗,但是在實際操作中,卻經(jīng)常會出現(xiàn)污染問題,影響城市生態(tài)環(huán)境與空氣質(zhì)量。 因此,如何選擇適宜的焚燒處理技術(shù),便需要得到政府的重視。
基于城市固體廢棄物調(diào)查資料可知,目前廢棄物的可主要劃分為工業(yè)廢物、生活垃圾、醫(yī)療垃圾三大類;而從污染性角度來看,則可以分為一般固體廢棄物、放射性固體廢棄物、危險固體廢棄物;在污染問題方面,則可以分為大氣、水體、土壤污染,長時間堆積,受有毒與有害固體等因素影響極易產(chǎn)生惡臭氣味,對周邊的環(huán)境造成嚴重損害,同時垃圾內(nèi)攜帶病毒與細菌較多,也會誘發(fā)疾病傳播等風(fēng)險。
箱式垃圾焚燒爐是較為常見、傳統(tǒng)的垃圾處理裝置,通常裝置結(jié)構(gòu)會采用固定傾斜式階梯爐排,使多個垃圾焚燒爐共用排煙道。在焚燒爐使用期間,通常會由人工將固體垃圾從爐門送入燃燒室內(nèi),并定時做除渣與撥火操作,以便使固體垃圾的燃燒更徹底,避免灰燼堆積等情況影響內(nèi)部焚燒質(zhì)量。而在爐拱位置通常會產(chǎn)生較強的熱輻射,使?fàn)t內(nèi)燃料的烘干效率得到保障。此類焚燒措施極易生成二英與氮氧化物,雖然能夠滿足基本的垃圾處理需求,但也會嚴重污染周邊環(huán)境,并且操作工人勞動強度較高,工作環(huán)境也較惡劣。
機械往復(fù)推飼爐排垃圾焚燒爐是借助燃煤措施處理固體廢棄物的技術(shù)。此類裝置在應(yīng)用期間,可通過機械給料裝置將固體廢棄物遞送至高溫爐膛內(nèi),以此經(jīng)過干燥、引燃、焚燒與燃燼流程,在1h 范圍內(nèi)完成垃圾處理工作。 期間,為確保固體廢棄物充分燃燒,通常會借助爐排傾角使垃圾在高溫爐腔內(nèi)反復(fù)翻攪,并且為適應(yīng)不同的燃燒量,廢棄物類別與成分的變化,操作人員可控制爐內(nèi)燃燒空氣量與分布范圍。而從機械運動角度來看,此類焚燒裝置可采用順向與逆向運動的方式,使固體垃圾與燃燒環(huán)境充分接觸、混合,使垃圾的引燃更徹底。 因此,此類設(shè)備在應(yīng)用過程中,更適用于熱值低且水含量較高的垃圾。
流化床焚燒技術(shù)是基于固定爐排焚燒爐裝置演變而來的垃圾處理技術(shù)。 此種技術(shù)應(yīng)用期間能夠通過送風(fēng)機與均風(fēng)機將燃燒的空氣送入爐膛內(nèi),當(dāng)固體廢棄物接觸到高溫后,可在流態(tài)化的環(huán)境中進行焚燒。 通常,在固定爐排焚燒爐內(nèi)都會填充定量的爐料,通過顱內(nèi)氣體與固流體的混合,使?fàn)t內(nèi)溫度保持在較穩(wěn)定的狀態(tài),此時固體廢棄物進入爐內(nèi),便會在短時間進行充分反應(yīng),從加熱、干燥、燃燒逐步將固體廢棄物分解,使整體焚燒工作的流程更迅速,且垃圾焚燒更徹底。 而從技術(shù)角度來看,流化床焚燒技術(shù)具有蓄熱量大,著火條件與燃燒穩(wěn)定性優(yōu)異,燃料的選配范圍較廣,因此非常適合我國多成分、高水分的城市生活垃圾處理。
而從焚燒設(shè)備角度來看,流化床焚燒爐還具有熱值低、波動范圍大、耐久性好、使用壽命長等特征,在固體廢棄物焚燒過程中,能夠利用的熱效率可達到80%以上,而在廢棄物焚燒工作以后,廢棄物體積占比可降低95%,重量可降低85%。另外,在污染控制方面,流化床焚燒爐能夠?qū)囟瓤刂圃?50~950℃之間, 不但溫度低于氮氧化物生成限值,使得此類污染物產(chǎn)量降低,而也高于二英生成限值,可顯著降低二英的排放濃度, 降低對周圍生態(tài)環(huán)境與空氣質(zhì)量的影響。 但從實際應(yīng)用角度來看,流化床焚燒爐設(shè)備的投資通常較高,其中風(fēng)機作為重要裝置,在性能與規(guī)格上要求較高,這使得整體設(shè)備的耗電量較大。
等離子體垃圾焚燒爐采用了目前國際最先進的熱源技術(shù), 在垃圾處理方面,能夠提供1300~1400℃的高溫,并且熱量較為集中,能夠通過電熱轉(zhuǎn)化等技術(shù),使整體熱量的利用率保持在極高的水準(zhǔn)。其次,固體廢棄物在焚燒爐內(nèi),能夠在等離子體高溫環(huán)境中迅速脫水、隨后進入熱解與裂解步驟,將其中有機物轉(zhuǎn)化成一氧化碳、氫氣、甲烷與有機氣體混合的可燃性氣體,在等離子體高溫環(huán)境下,能夠在爐內(nèi)進行二次燃燒,使所有病毒及有毒物質(zhì)被徹底消滅與分解,使焚燒產(chǎn)物完全無毒無害。根據(jù)調(diào)查資料可知,等離子體垃圾焚燒爐在處理固體廢棄物后,其體積占比能夠縮減97%,焚燒過程中基本無味無煙,并且無二英排放,焚燒殘渣量少,并且焚燒爐占地面積較小。當(dāng)然,受技術(shù)等因素影響,等離子體垃圾焚燒爐的投資成本較高,并且處理量較小,因此常用于醫(yī)院等單位,專門處理有毒、有害的固體廢棄物,以避免對周圍環(huán)境與居民生命安全帶來損害。
熱解氣化處理技術(shù)是有發(fā)達國家聯(lián)合研究而衍生出的新型固體廢棄物處理技術(shù)。 此類技術(shù)最大的優(yōu)勢便是可以處理除可燃固體放射性廢物以外所有類型的城市垃圾,由此直接可摒棄垃圾分類與預(yù)處理等環(huán)節(jié),使整體城市垃圾處理的效率得到顯著提升。從技術(shù)角度來看,此類處理方法將高溫分解與傳統(tǒng)高溫供氧氣化技術(shù)結(jié)合在了一起,借助合成氣體燃燒產(chǎn)生電能,使整體廢棄物處理效率提高。過程中,氣化處理無明火燃燒,因此不會生成煙氣,所以二英等物質(zhì)的排放量也能夠有效控制在標(biāo)準(zhǔn)值范圍以內(nèi)。 但從設(shè)備投資角度來看,熱解氣化處理技術(shù)的投資較高,整套核心設(shè)備包括輔助設(shè)備通常需要過億元。 因此,目前設(shè)備應(yīng)用仍有較大局限性。
焚燒如果控制不好,會產(chǎn)生一定的二次污染。隨著世界范圍內(nèi)對環(huán)保越來越重視,垃圾焚燒排放的標(biāo)準(zhǔn)日益嚴格,特別是要求煙氣中有害物質(zhì)的排放得到有效的控制。除了煙塵之外,垃圾焚燒煙氣中主要的有害物質(zhì)有一氧化碳、硫化物、氮化物、有機碳以及二英?!?二英”的學(xué)名叫多氯二苯并二英,其生物破壞性表現(xiàn)為致畸、致癌、致蛻變。成分有苯環(huán)、氯離子、氧離子,主要存在于某些塑料之中。在不同的組合下,能產(chǎn)生200 多種衍生物。 所以,所謂二英,指的不是一種物質(zhì),而是一族物質(zhì)。 它們的分解期為10 年。
垃圾焚燒處理技術(shù)的合理選擇, 既能夠有效降低垃圾對周圍生態(tài)環(huán)境的影響,降低二英與氮氧化物對周邊大氣、土壤與水體的影響,使城市居民與動植物安全得到保障,同時憑借能源轉(zhuǎn)化等技術(shù)的運用,也能夠提供節(jié)能減排的渠道,通過固體廢棄物的燃燒提供可二次利用的能源,同樣響應(yīng)了我國資源可持續(xù)發(fā)展的號召。 故而,在論述固體廢棄物的焚燒處理技術(shù)期間,必須明確城市垃圾種類與存在的污染問題,以便為垃圾處理工作的開展提供合理方案,更好的維護城市生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量。