孫全勝

（六安市霍邱縣生態(tài)環(huán)境分局，安徽 六安 237400）

生活垃圾焚燒發(fā)電項目能夠有效解決垃圾量大、處理困難的問題，實現(xiàn)資源化、無害化、減量化。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國在發(fā)電項目這一舉措上在“十三五”期間消除約45%的生活垃圾，使得填埋率大大降低。然而焚燒發(fā)電過程所帶來的一系列二次污染問題的影響對于環(huán)境來說不可忽視，因此，針對相關(guān)環(huán)保技術(shù)的研究十分必要，務(wù)必完善配套設(shè)施提升綜合效果。

1 垃圾焚燒發(fā)電項目流程概述

垃圾焚燒發(fā)電項目主要包括垃圾存儲、焚燒以及發(fā)電這三個大步驟，具體細分為以下內(nèi)容：將分類后的生活垃圾輸送到廠區(qū)進行稱重再卸入存儲坑發(fā)酵5～7 d，完成發(fā)酵后的垃圾集中送至焚燒爐，所產(chǎn)生的熱量被鍋爐吸收產(chǎn)生蒸汽并用于汽輪機發(fā)電，具體流程如圖1所示。垃圾焚燒發(fā)電項目進行過程中所產(chǎn)生的主要污染物為固體垃圾（飛灰）、液體垃圾（滲濾液）以及氣體垃圾（刺激性氣味、煙氣等），需要進行一系列處理后再排入大氣環(huán)境，從而大大降低或消除對空氣環(huán)境質(zhì)量的影響。其中固體廢物經(jīng)過處理后進行填埋或綜合利用，而液體廢物則要進入調(diào)節(jié)池，經(jīng)處理后達標排放。

圖1 垃圾焚燒發(fā)電工藝流程

2 垃圾焚燒發(fā)電項目污染來源

生活垃圾焚燒發(fā)電項目實施過程中會產(chǎn)生一定的廢氣污染，會形成帶有固體顆粒及灰塵的煙氣，其中硫、氯、氮等元素會形成SO2、HCl以及NO2氣體，經(jīng)過高溫后會生成破壞大氣環(huán)境的酸性氣體，需要進行實時監(jiān)測，確保煙氣中的數(shù)據(jù)符合排放標準。廢氣污染中還包括惡臭氣體，指焚燒爐、滲濾池以及存儲坑所產(chǎn)生的刺激性氣味，會影響人們的身體健康。其次是廢水污染問題，垃圾焚燒發(fā)電項目中的廢水主要包括普通污水和垃圾滲濾液，其中普通污水是指設(shè)備工作用水、實驗室廢水以及地面清潔廢水等，可直接收集并在城市污水管網(wǎng)得到處理。相比之下，垃圾滲透液則無法直接回收和排放，由于其含有大量復(fù)雜有機物，且濃度相對較高，pH數(shù)值達到4～9，重金屬、氨氮含量極高，微生物比例相對失衡，會造成一定的地下水污染和土壤污染。固體廢料也是生活垃圾焚燒發(fā)電過程中的重要污染因子，會產(chǎn)生SiO2、MgO、P2O3等化合物，影響生態(tài)環(huán)境，還存在一些未被凈化系統(tǒng)捕捉的飛灰，含有一定重金屬物質(zhì)，需要進行一系列處理。此外，噪聲污染也是垃圾焚燒發(fā)電項目中的一項污染源，主要是發(fā)電機組、攪拌機、冷卻塔以及泵類設(shè)備等產(chǎn)生的，需要從源頭和傳播途徑的角度加以控制。

3 環(huán)境保護理念下的生活垃圾焚燒發(fā)電項目技術(shù)研究

3.1 滲濾液處理技術(shù)

生活垃圾焚燒之前會先在存儲坑中發(fā)酵一段時間，此時一些生活垃圾會析出一定的滲濾液，對地下水、土壤、地表水均產(chǎn)生一定影響。因此在處理前需要在存儲坑表面嚴格做好防滲漏處理，再將滲濾液回收至集中池。滲濾液經(jīng)過發(fā)酵后，其濃度相對較高，需要調(diào)節(jié)集中池的水量和水質(zhì)。一般情況下會采用“預(yù)處理→厭氧生物處理→好氧生物處理→深度處理”的方式實現(xiàn)對滲濾液質(zhì)量的有效控制。

3.1.1 物理處理技術(shù)

垃圾焚燒發(fā)電廠在處理垃圾滲濾液時所應(yīng)用的物理處理技術(shù)包括混凝法、吹脫法以及吸附法?；炷ㄖ饕鉀Q滲濾液中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)，在水中加入混凝劑讓大顆粒聚合并沉降，從而澄清水質(zhì)排除固體雜物，常用混凝劑有聚合氯化鋁（PAC）、聚合氯化鐵（PFC），效果甚佳[1]。吹脫法的應(yīng)用要點在于設(shè)置滲濾液的pH數(shù)值，保證在10～11區(qū)間范圍內(nèi)，控制到位后在氨吹脫塔底層灌入空氣，通過逆流實現(xiàn)氨氮離子態(tài)轉(zhuǎn)換，但該方法效率相對較低，在處理過程中會造成一定的環(huán)境污染。吸附法的原理主要通過藥劑的吸附性降解有機物和重金屬離子，其中活性炭、蒙脫石是比較常見的吸附劑，但對滲濾液溫度和酸堿度具有一定要求，成本較高。綜上分析，垃圾焚燒發(fā)電廠物理處理技術(shù)主要應(yīng)用混凝法實現(xiàn)預(yù)處理。

3.1.2 生物處理技術(shù)

垃圾焚燒發(fā)電廠在處理滲濾液時可應(yīng)用微生物代謝差異特性實現(xiàn)對好氧生物和厭氧生物的處理，是當前比較成熟的技術(shù)，具有操作簡單、馴化時效性高的優(yōu)勢，能夠同時去除有機物和氨氮，具有一定的經(jīng)濟性和環(huán)保性。其中好氧生物處理技術(shù)對于外界空氣的要求較高，加之曝氣過程產(chǎn)生的泡沫會導(dǎo)致好氧生物處理技術(shù)效果單一，因此在完成好氧處理后再進行厭氧生物處理，能夠進一步降低滲濾液中的微生物含量。厭氧生物處理主要針對無氧和硝態(tài)氮類廢水，能夠有效提升操作的科學(xué)性和處理效果，具體運用流程如下：

（1）利用活性污泥法去除有氧條件下的微生物，利用其代謝功能降解物質(zhì)并沉淀；

（2）去除MLSS后處理懸浮在水中的一些固體物質(zhì)，為后續(xù)工作提供便利；

（3）部分污泥和固體物質(zhì)會根據(jù)回流比進入到生物反應(yīng)池中；

（4）現(xiàn)在的生物池相當于一個小生態(tài)系統(tǒng)，由細菌、生物等構(gòu)成活性污泥，降解有機物，實現(xiàn)對滲濾液的控制。

3.2 廢氣防治技術(shù)

3.2.1 煙氣脫酸技術(shù)

垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量廢氣，形成嚴重氣態(tài)污染，因此需要重點關(guān)注廢氣的處理技術(shù)[2]。一般情況下，在焚燒階段會產(chǎn)生酸性氣體、煙塵、重金屬物質(zhì)等。目前，我國針對焚燒發(fā)電項目所遵循的標準主要以《生活垃圾焚燒污染控制標準》（GB 18485-2014）為主，通過多次實驗后發(fā)現(xiàn)“SNCR+半干法+干法+活性炭噴射+不帶除塵器”技術(shù)的應(yīng)用效果最佳，且具有一定的經(jīng)濟性，成本低，社會效益較高。針對煙氣方面，SO2和HCL主要用于干法和濕法處理，確保其達到標準水平，一般干式除酸技術(shù)有兩種，其一是在充滿酸性氣體的反應(yīng)塔中放入干性藥劑，其二是在除塵器前噴入干性藥劑。半干式技術(shù)一般應(yīng)用氧化鈣（CaO）制作氫氧化鈣[Ca（OH）2]溶液，再將溶液以噴霧的形式噴入反應(yīng)塔中進行脫酸處理。濕法脫酸則相對簡單，操作空間與干法存在一定差異，往往應(yīng)用于洗滌塔，讓煙氣進入并與堿性溶液反應(yīng)實現(xiàn)脫酸，從而大大降低對大氣環(huán)境的影響。表1為煙氣凈化中干法、半干法以及濕法的對比情況：

表1 煙氣凈化系統(tǒng)干法、半干法以及濕法的對比表

根據(jù)表格所反映的內(nèi)容能夠發(fā)現(xiàn)，干法自整體流程上來看操作比較簡單，且費用低，無需進行后續(xù)的廢水處理；應(yīng)用濕法和半干法技術(shù)處理煙氣后還需進行后續(xù)廢水處理，但效率均比較高，相比之下半干法的經(jīng)濟費用相對較低。因此，大部分地區(qū)針對垃圾焚燒發(fā)電方面的技術(shù)應(yīng)用會選擇半干法，同時具有干法和濕法的優(yōu)點[3]。例如某電廠有兩個垃圾焚燒中心，其中一個應(yīng)用“干法煙氣處理+活性炭+布袋除塵”，另一個應(yīng)用“半干法煙氣處理+活性炭+布袋除塵”，從而確保發(fā)揮處理的最大優(yōu)勢。其中半干法處理工藝流程如圖2所示。

圖2 半干法煙氣處理工藝

3.2.2 重金屬及二噁英處理技術(shù)

在進行生活垃圾焚燒的過程中伴隨著很多金屬物質(zhì)的分解，并釋放出各種元素，一些元素會轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)，其中重金屬和二噁英具有一定的致癌性，毒性很強，機理相對復(fù)雜，且很難被排查，因此務(wù)必加強焚燒和排放環(huán)節(jié)的監(jiān)測。一般情況下，焚燒溫度達到200～500 ℃會導(dǎo)致重金屬出現(xiàn)反應(yīng)并生成污染物，這是二噁英的主要來源。為有效降低二噁英對生態(tài)環(huán)境和人們生活的危害，提升環(huán)保效果，可以采用以下方式進行處理：

（1）在回收過程中做好垃圾分類，降低二噁英污染；

（2）科學(xué)控制焚燒爐運行參數(shù)，確保燃燒具有一定的持續(xù)性；做好溫度控制、停留時間和過?？刂葡禂?shù)三方面的控制；

（3）利用助燃劑，并合理布局空氣傳輸位置和排放位置，提升活性炭吸附效果，加強空氣流通，確保與氧氣充分接觸，提升燃燒效果。

（4）應(yīng)用急冷技術(shù)、控制冷卻方式等遏制二噁英的產(chǎn)生。

除了煙氣和二噁英外，氮氧化物也是垃圾燃燒過程中所排放的污染性較大的氣體，會對大氣和整體生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響[4]。針對氮氧化物的處理，焚燒電廠主要采用兩種去除煙氣脫硝技術(shù)，其一是選擇性非催化還原，其二是選擇性催化還原。其中選擇性非催化還原（SNCR）技術(shù)的主要原理在于將還原劑噴入焚燒爐，發(fā)生反應(yīng)后將原物質(zhì)分解為氮氣和氧氣。相比之下，選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)則相對復(fù)雜，其原理在于將裝置放置在省煤器或除塵器中，但成本較高。就目前來看，焚燒發(fā)電廠應(yīng)用時會將二者進行結(jié)合。相關(guān)參數(shù)如表2所示：

表2 SNCR與SCR技術(shù)相關(guān)參數(shù)

3.2.3 除臭技術(shù)

生活垃圾在存儲和燃燒過程中會產(chǎn)生刺激性氣味，尤其廚余垃圾，其中有機物含量非常高，加之長時間的滯留堆積與發(fā)酵，會產(chǎn)生臭氣，其成分有甲硫醇、甲胺、H2S、NH3等。針對臭氣的排放形式一般發(fā)電廠采取無組織排放，因此需要采用一定技術(shù)手段進行控制。主要根據(jù)臭氣產(chǎn)生的時間、位置加以控制，例如在垃圾存儲坑階段的控制可以多次翻攪以確保其熱值分布均勻，還可以抽取空氣提升助燃效果。在卸料大廳所產(chǎn)生的臭氣可以通過負壓技術(shù)避免其外溢；針對滲濾液方面的臭氣控制可以采用密封處理的方式，對一些開口型設(shè)備或建筑進行密封處理。此外，還需要使用除臭劑和殺菌劑提升空氣新鮮度[5]。一些應(yīng)急性臭氣處理技術(shù)還包括活性炭處理、生物處理、化學(xué)處理等，利用活性炭、微生物以及酸堿溶液等降低臭氣濃度遏制其傳播擴散，實現(xiàn)環(huán)境保護功能。

3.3 固體廢棄物處理技術(shù)

固體廢棄物處理技術(shù)主要針對一些飛灰、爐渣和部分未燃盡的垃圾。首先針對飛灰的處理技術(shù)主要包括水泥固化、化學(xué)穩(wěn)定化以及水泥窯協(xié)同處置等，根據(jù)各項技術(shù)的優(yōu)缺點將其匯總為表3。目前針對飛灰的處理往往采取“固化+填埋”的方式，按照一定比例將其與水泥、水或其他物質(zhì)按照對應(yīng)比例進行融合，直至滿足毒物檢測標準后便可進行掩埋。爐渣的污染性較小，所產(chǎn)生的物質(zhì)能夠用于道路建材或灰渣制造。針對一些未燃盡的垃圾則需要進行二次處理，部分生活垃圾中存在一些有機物，在高溫下進行分解或聚合，一些成分較為復(fù)雜的物質(zhì)在燃燒過程中能夠俘獲固定碳物質(zhì)，若燃燒不充分則會生成有害氣體，影響生態(tài)環(huán)境，甚至對現(xiàn)場工作人員造成一定的生命威脅。針對這一問題，則需要適當延長氣體滯留時間，確保垃圾完全燃燒，同時還可以在爐內(nèi)安裝機械裝置進行旋轉(zhuǎn)擾動，實現(xiàn)同時送風(fēng)提升熱灼量，通過與空氣中的氧氣接觸來提升燃燒強度。

表3 焚燒處理技術(shù)比較

3.4 防噪聲技術(shù)

現(xiàn)階段我國機械化水平不斷提升，垃圾燃燒發(fā)電項目機械化程度高，在操作過程中應(yīng)用設(shè)備較多，車間內(nèi)有多個風(fēng)機、攪拌機、鍋爐等，操作起來會產(chǎn)生大量噪聲。因此，針對車間往往會應(yīng)用密閉技術(shù)、噪聲隔離技術(shù)等，并選擇吸音、隔音材料來降低噪聲影響。此外，針對一些集成性較高的設(shè)備，如鼓風(fēng)機，可以在入口處安裝配套的消音器來降低噪聲干擾。一些功率較大的水泵和引風(fēng)機在操作過程中會產(chǎn)生較大的震動聲響，可以應(yīng)用減震裝置降低聲響，從源頭遏制噪聲污染。廠區(qū)周圍可建設(shè)綠化工程，從傳播途徑上降低噪聲污染。

4 結(jié)論

生活垃圾焚燒發(fā)電項目能夠大大減少垃圾量，同時實現(xiàn)資源再生與利用。我國針對這一舉措已經(jīng)出臺了鼓勵扶持政策，并在多個城市得到積極響應(yīng)。針對本次研究所獲取的相關(guān)信息可以發(fā)現(xiàn)，生活垃圾焚燒技術(shù)逐漸成熟，但為了進一步提升環(huán)保效果，還需加強對滲濾液和固體廢棄物的處理，加強技術(shù)研究，綜合思考多樣化的處置技術(shù)，降低二次污染對生態(tài)環(huán)境的影響。加大科技攻關(guān)，突破以往工藝復(fù)雜、能源消耗等問題，真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。此外，還應(yīng)當建立完善標準指標體系，將污染物濃度和范圍降至最低，強化新技術(shù)推廣應(yīng)用，同時融入節(jié)能減排理念，切實保護生態(tài)環(huán)境。