浅谈生活垃圾焚烧大气污染的防治措施

王兴华，成红娟

（1.兰州市城市建设设计院，甘肃 兰州 730050；2.兰州交通大学环境与市政工程学院，甘肃 兰州 730070）

随着兰州市中铺子生活垃圾焚烧发电项目的点火运行，兰州正式由垃圾填埋时代步入了垃圾焚烧时代。随着经济社会的发展，城镇居民生活所产生的垃圾已经成为影响城市文明化的主要因素之一，与垃圾填埋技术相比，焚烧的方式可较大程度上实现垃圾的资源化、减量化及无害化处理，在处理垃圾的同时可利用焚烧垃圾所产生的余热进行发电，节约国家的不可再生资源[1]。垃圾焚烧工艺及处理方式不合理，可能导致所排放的污染物浓度不符合国家、地方或者行业要求，会使固态污染物转化为气态污染物或其他形式的污染物继续污染环境，从而危害人类健康。因此有必要通过分析影响城镇居民生活垃圾焚烧所产生各种污染物排放浓度的主要因素，提出大气污染防治措施。

1 影响焚烧生活垃圾所产生污染物排放浓度的主要因素

1.1 不同城镇生活垃圾成分的影响分析

在同样的焚烧工艺设备条件下，城镇生活垃圾中所包含的容易生成污染物的塑料、重金属等物质越多，会导致污染物的排放浓度越高。过多的废旧电池会导致重金属排放浓度升高；较多的含氯塑料同样会导致HCL的排放浓度升高。即使是同一城市不同街区的垃圾成分也不一样，焚烧后的污染物成分与浓度也不相同[2]。

1.2 焚烧炉燃烧特性的影响分析

焚烧炉燃烧特性是焚烧系统设计以及运行管理的主要技术关键点，对污染物产生的影响较大。对某一固定的街区来讲生活垃圾成分已经固定，接下来的问题就是如何调整焚烧炉燃烧运行工况，将各种污染物的排放浓度将至最低。影响污染物排放浓度的焚烧炉燃烧特性包括焚烧温度、产生烟气在焚烧炉内的热交换时间、焚烧炉内气体的流速、过量空气系数以及炉排形式等。焚烧温度对排放结果的影响比较大，较高的温度有利于生活垃圾中有机成分然烧更加充分，使烟气中有机成分及一氧化碳的排放浓度降低。产生烟气在焚烧炉内的热交换时间越长，燃烧越充分，烟气带走的有机成分和一氧化碳的浓度越低。适当的过量空气有利于燃烧充分，从而降低燃烧不充分所导致的污染物排放。生活垃圾在炉排上的运动形式取决于垃圾焚烧炉型，生活垃圾的有效翻动、跌落、破碎等均有助于燃烧完全，使燃烧不充分的污染物的排放浓度减少。

2 大气污染防治措施

2.1 烟气净化系统

合理有效的烟气净化系统可有效降低污染物的排放，国内大部分企业采用“SNCR脱硝+半干法+活性炭喷射+布袋除尘器”的烟气除尘净化系统。由锅炉尾部排出的烟气进入除尘净化装置，可利用高效的雾化器将消石灰的泥浆喷入干吸收塔内，尾气与喷入的泥浆以逆向或者同向的方式接触，氮氧化物（NOx）和氨水（NH3）发生化学反应将氮氧化物还原成氮和水。在半干式中和塔内将酸性气体脱除；在减温塔和布袋式除尘器之间喷入活性炭，将烟气中的二噁英、重金属以及酸性气体脱除。经反应和吸附后的烟气进入布袋除尘器，袋式除尘器通过过滤将烟气中的细灰尘粒、中和剂及脱酸反应产物颗粒、吸附有二噁英和重金属的活性炭颗粒等捕捉后排出。

2.2 二噁英生成的控制

可从降低炉内生成及炉外低温再合成两方面来减少二噁英的生成；焚烧炉炉膛应提供合适的燃烧温度及足够的烟气热交换时间，保证烟气中的氧气含量，使垃圾中含有的二噁英分解。燃烧条件对二噁英的生成至关重要，现有研究已经明确二噁英的燃烧条件为烟气的温度、浓度及飞灰含碳量，而温度是最主要的影响因素[3-4]。控制二噁英生成的技术措施包括：提高进炉垃圾的热值，使垃圾在焚烧炉内稳定充分燃烧；设计炉排时将炉排的干燥段适当加长，严格控制炉排的机械负荷，同时选择适宜于低热值生活垃圾焚烧的炉型，优化炉膛设计以增强炉内热辐射，保证进炉垃圾的干燥和充分燃烧；采用空气预热器，将助燃的空气温度提高；设置柴油辅助燃烧系统，当炉膛内温度低于850℃时，使用柴油辅助燃烧系统提高炉内温度[5]；生产过程中不断调整空气流速和流量，减少一氧化碳，从而降低二噁英的浓度；降低烟气处于300～500℃区域的热交换时间，调控余热锅炉的排烟温度低于200℃，烟气除尘净化采用袋式过滤器，尽可能降低二噁英的再次合成。

2.3 重金属的控制

重金属通常以气态、液态或固态的形态进入除尘器，当烟气温度降低时，气态重金属可转化为可捕集的液态或者固态微粒，通常使用喷入活性炭的方式吸附去除重金属。“活性炭吸附+袋式除尘器”是常见的重金属和二噁英去除工艺。

2.4 恶臭的控制措施

恶臭的主要来源是垃圾本身，主要发生在卸料大厅、储坑、渗滤液体储坑和焚烧炉附近[6]。为防止臭气外溢，应对主要臭气污染源采取相应的控制措施。可抽取卸料大厅以及储坑上方的空气作为焚烧炉的一次空气使用，一方面可使该区域形成微负压、保证臭气不外溢，另一方面臭气本身含有部分易燃物质、可起助燃作用。在卸料大厅的门口可设置空气幕对臭气进行阻隔。在垃圾储坑与卸料大厅之间设置具备启闭功能的卸料门，将垃圾储坑与卸料大厅隔离开，使垃圾储坑上方维持负压，将灰尘与臭气封闭在储坑区域不外溢。在垃圾储坑的操作方面，按规定时间使用抓斗对垃圾进行搅动，不但能够避免垃圾的发酵，减少恶臭的发生，而且能够使垃圾热值更加均匀。

3 结论及建议

城镇生活垃圾焚烧处理的最终目的是使其对生态环境的影响最小，从而较大程度地实现垃圾的资源化、减量化及无害化处理。因此在焚烧过程中，要从烟气净化、二噁英生成的控制、重金属以及恶臭的控制等方面采取全面的、有效的治理技术，确保各种污染物达标排放[7]。环境空气质量一直是兰州市民关注的重要问题，“兰州蓝”来之不易，对于垃圾焚烧发电项目，一定要对企业从严要求、环保部门实时监管，确保该项目健康发展，保护兰州的环境空气质量。