生活垃圾焚烧发电项目环境保护技术探究

孙全胜

（六安市霍邱县生态环境分局，安徽 六安 237400）

生活垃圾焚烧发电项目能够有效解决垃圾量大、处理困难的问题，实现资源化、无害化、减量化。相关数据显示，我国在发电项目这一举措上在“十三五”期间消除约45%的生活垃圾，使得填埋率大大降低。然而焚烧发电过程所带来的一系列二次污染问题的影响对于环境来说不可忽视，因此，针对相关环保技术的研究十分必要，务必完善配套设施提升综合效果。

1 垃圾焚烧发电项目流程概述

垃圾焚烧发电项目主要包括垃圾存储、焚烧以及发电这三个大步骤，具体细分为以下内容：将分类后的生活垃圾输送到厂区进行称重再卸入存储坑发酵5～7 d，完成发酵后的垃圾集中送至焚烧炉，所产生的热量被锅炉吸收产生蒸汽并用于汽轮机发电，具体流程如图1所示。垃圾焚烧发电项目进行过程中所产生的主要污染物为固体垃圾（飞灰）、液体垃圾（渗滤液）以及气体垃圾（刺激性气味、烟气等），需要进行一系列处理后再排入大气环境，从而大大降低或消除对空气环境质量的影响。其中固体废物经过处理后进行填埋或综合利用，而液体废物则要进入调节池，经处理后达标排放。

图1 垃圾焚烧发电工艺流程

2 垃圾焚烧发电项目污染来源

生活垃圾焚烧发电项目实施过程中会产生一定的废气污染，会形成带有固体颗粒及灰尘的烟气，其中硫、氯、氮等元素会形成SO2、HCl以及NO2气体，经过高温后会生成破坏大气环境的酸性气体，需要进行实时监测，确保烟气中的数据符合排放标准。废气污染中还包括恶臭气体，指焚烧炉、渗滤池以及存储坑所产生的刺激性气味，会影响人们的身体健康。其次是废水污染问题，垃圾焚烧发电项目中的废水主要包括普通污水和垃圾渗滤液，其中普通污水是指设备工作用水、实验室废水以及地面清洁废水等，可直接收集并在城市污水管网得到处理。相比之下，垃圾渗透液则无法直接回收和排放，由于其含有大量复杂有机物，且浓度相对较高，pH数值达到4～9，重金属、氨氮含量极高，微生物比例相对失衡，会造成一定的地下水污染和土壤污染。固体废料也是生活垃圾焚烧发电过程中的重要污染因子，会产生SiO2、MgO、P2O3等化合物，影响生态环境，还存在一些未被净化系统捕捉的飞灰，含有一定重金属物质，需要进行一系列处理。此外，噪声污染也是垃圾焚烧发电项目中的一项污染源，主要是发电机组、搅拌机、冷却塔以及泵类设备等产生的，需要从源头和传播途径的角度加以控制。

3 环境保护理念下的生活垃圾焚烧发电项目技术研究

3.1 渗滤液处理技术

生活垃圾焚烧之前会先在存储坑中发酵一段时间，此时一些生活垃圾会析出一定的渗滤液，对地下水、土壤、地表水均产生一定影响。因此在处理前需要在存储坑表面严格做好防渗漏处理，再将渗滤液回收至集中池。渗滤液经过发酵后，其浓度相对较高，需要调节集中池的水量和水质。一般情况下会采用“预处理→厌氧生物处理→好氧生物处理→深度处理”的方式实现对渗滤液质量的有效控制。

3.1.1 物理处理技术

垃圾焚烧发电厂在处理垃圾渗滤液时所应用的物理处理技术包括混凝法、吹脱法以及吸附法。混凝法主要解决渗滤液中的微小悬浮物和胶体杂质，在水中加入混凝剂让大颗粒聚合并沉降，从而澄清水质排除固体杂物，常用混凝剂有聚合氯化铝（PAC）、聚合氯化铁（PFC），效果甚佳[1]。吹脱法的应用要点在于设置渗滤液的pH数值，保证在10～11区间范围内，控制到位后在氨吹脱塔底层灌入空气，通过逆流实现氨氮离子态转换，但该方法效率相对较低，在处理过程中会造成一定的环境污染。吸附法的原理主要通过药剂的吸附性降解有机物和重金属离子，其中活性炭、蒙脱石是比较常见的吸附剂，但对渗滤液温度和酸碱度具有一定要求，成本较高。综上分析，垃圾焚烧发电厂物理处理技术主要应用混凝法实现预处理。

3.1.2 生物处理技术

垃圾焚烧发电厂在处理渗滤液时可应用微生物代谢差异特性实现对好氧生物和厌氧生物的处理，是当前比较成熟的技术，具有操作简单、驯化时效性高的优势，能够同时去除有机物和氨氮，具有一定的经济性和环保性。其中好氧生物处理技术对于外界空气的要求较高，加之曝气过程产生的泡沫会导致好氧生物处理技术效果单一，因此在完成好氧处理后再进行厌氧生物处理，能够进一步降低渗滤液中的微生物含量。厌氧生物处理主要针对无氧和硝态氮类废水，能够有效提升操作的科学性和处理效果，具体运用流程如下：

（1）利用活性污泥法去除有氧条件下的微生物，利用其代谢功能降解物质并沉淀；

（2）去除MLSS后处理悬浮在水中的一些固体物质，为后续工作提供便利；

（3）部分污泥和固体物质会根据回流比进入到生物反应池中；

（4）现在的生物池相当于一个小生态系统，由细菌、生物等构成活性污泥，降解有机物，实现对渗滤液的控制。

3.2 废气防治技术

3.2.1 烟气脱酸技术

垃圾焚烧过程中会产生大量废气，形成严重气态污染，因此需要重点关注废气的处理技术[2]。一般情况下，在焚烧阶段会产生酸性气体、烟尘、重金属物质等。目前，我国针对焚烧发电项目所遵循的标准主要以《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB 18485-2014）为主，通过多次实验后发现“SNCR+半干法+干法+活性炭喷射+不带除尘器”技术的应用效果最佳，且具有一定的经济性，成本低，社会效益较高。针对烟气方面，SO2和HCL主要用于干法和湿法处理，确保其达到标准水平，一般干式除酸技术有两种，其一是在充满酸性气体的反应塔中放入干性药剂，其二是在除尘器前喷入干性药剂。半干式技术一般应用氧化钙（CaO）制作氢氧化钙[Ca（OH）2]溶液，再将溶液以喷雾的形式喷入反应塔中进行脱酸处理。湿法脱酸则相对简单，操作空间与干法存在一定差异，往往应用于洗涤塔，让烟气进入并与碱性溶液反应实现脱酸，从而大大降低对大气环境的影响。表1为烟气净化中干法、半干法以及湿法的对比情况：

表1 烟气净化系统干法、半干法以及湿法的对比表

根据表格所反映的内容能够发现，干法自整体流程上来看操作比较简单，且费用低，无需进行后续的废水处理；应用湿法和半干法技术处理烟气后还需进行后续废水处理，但效率均比较高，相比之下半干法的经济费用相对较低。因此，大部分地区针对垃圾焚烧发电方面的技术应用会选择半干法，同时具有干法和湿法的优点[3]。例如某电厂有两个垃圾焚烧中心，其中一个应用“干法烟气处理+活性炭+布袋除尘”，另一个应用“半干法烟气处理+活性炭+布袋除尘”，从而确保发挥处理的最大优势。其中半干法处理工艺流程如图2所示。

图2 半干法烟气处理工艺

3.2.2 重金属及二噁英处理技术

在进行生活垃圾焚烧的过程中伴随着很多金属物质的分解，并释放出各种元素，一些元素会转化为气态物质，其中重金属和二噁英具有一定的致癌性，毒性很强，机理相对复杂，且很难被排查，因此务必加强焚烧和排放环节的监测。一般情况下，焚烧温度达到200～500 ℃会导致重金属出现反应并生成污染物，这是二噁英的主要来源。为有效降低二噁英对生态环境和人们生活的危害，提升环保效果，可以采用以下方式进行处理：

（1）在回收过程中做好垃圾分类，降低二噁英污染；

（2）科学控制焚烧炉运行参数，确保燃烧具有一定的持续性；做好温度控制、停留时间和过剩控制系数三方面的控制；

（3）利用助燃剂，并合理布局空气传输位置和排放位置，提升活性炭吸附效果，加强空气流通，确保与氧气充分接触，提升燃烧效果。

（4）应用急冷技术、控制冷却方式等遏制二噁英的产生。

除了烟气和二噁英外，氮氧化物也是垃圾燃烧过程中所排放的污染性较大的气体，会对大气和整体生态环境产生一定影响[4]。针对氮氧化物的处理，焚烧电厂主要采用两种去除烟气脱硝技术，其一是选择性非催化还原，其二是选择性催化还原。其中选择性非催化还原（SNCR）技术的主要原理在于将还原剂喷入焚烧炉，发生反应后将原物质分解为氮气和氧气。相比之下，选择性催化还原（SCR）脱硝技术则相对复杂，其原理在于将装置放置在省煤器或除尘器中，但成本较高。就目前来看，焚烧发电厂应用时会将二者进行结合。相关参数如表2所示：

表2 SNCR与SCR技术相关参数

3.2.3 除臭技术

生活垃圾在存储和燃烧过程中会产生刺激性气味，尤其厨余垃圾，其中有机物含量非常高，加之长时间的滞留堆积与发酵，会产生臭气，其成分有甲硫醇、甲胺、H2S、NH3等。针对臭气的排放形式一般发电厂采取无组织排放，因此需要采用一定技术手段进行控制。主要根据臭气产生的时间、位置加以控制，例如在垃圾存储坑阶段的控制可以多次翻搅以确保其热值分布均匀，还可以抽取空气提升助燃效果。在卸料大厅所产生的臭气可以通过负压技术避免其外溢；针对渗滤液方面的臭气控制可以采用密封处理的方式，对一些开口型设备或建筑进行密封处理。此外，还需要使用除臭剂和杀菌剂提升空气新鲜度[5]。一些应急性臭气处理技术还包括活性炭处理、生物处理、化学处理等，利用活性炭、微生物以及酸碱溶液等降低臭气浓度遏制其传播扩散，实现环境保护功能。

3.3 固体废弃物处理技术

固体废弃物处理技术主要针对一些飞灰、炉渣和部分未燃尽的垃圾。首先针对飞灰的处理技术主要包括水泥固化、化学稳定化以及水泥窑协同处置等，根据各项技术的优缺点将其汇总为表3。目前针对飞灰的处理往往采取“固化+填埋”的方式，按照一定比例将其与水泥、水或其他物质按照对应比例进行融合，直至满足毒物检测标准后便可进行掩埋。炉渣的污染性较小，所产生的物质能够用于道路建材或灰渣制造。针对一些未燃尽的垃圾则需要进行二次处理，部分生活垃圾中存在一些有机物，在高温下进行分解或聚合，一些成分较为复杂的物质在燃烧过程中能够俘获固定碳物质，若燃烧不充分则会生成有害气体，影响生态环境，甚至对现场工作人员造成一定的生命威胁。针对这一问题，则需要适当延长气体滞留时间，确保垃圾完全燃烧，同时还可以在炉内安装机械装置进行旋转扰动，实现同时送风提升热灼量，通过与空气中的氧气接触来提升燃烧强度。

表3 焚烧处理技术比较

3.4 防噪声技术

现阶段我国机械化水平不断提升，垃圾燃烧发电项目机械化程度高，在操作过程中应用设备较多，车间内有多个风机、搅拌机、锅炉等，操作起来会产生大量噪声。因此，针对车间往往会应用密闭技术、噪声隔离技术等，并选择吸音、隔音材料来降低噪声影响。此外，针对一些集成性较高的设备，如鼓风机，可以在入口处安装配套的消音器来降低噪声干扰。一些功率较大的水泵和引风机在操作过程中会产生较大的震动声响，可以应用减震装置降低声响，从源头遏制噪声污染。厂区周围可建设绿化工程，从传播途径上降低噪声污染。

4 结论

生活垃圾焚烧发电项目能够大大减少垃圾量，同时实现资源再生与利用。我国针对这一举措已经出台了鼓励扶持政策，并在多个城市得到积极响应。针对本次研究所获取的相关信息可以发现，生活垃圾焚烧技术逐渐成熟，但为了进一步提升环保效果，还需加强对渗滤液和固体废弃物的处理，加强技术研究，综合思考多样化的处置技术，降低二次污染对生态环境的影响。加大科技攻关，突破以往工艺复杂、能源消耗等问题，真正实现可持续发展。此外，还应当建立完善标准指标体系，将污染物浓度和范围降至最低，强化新技术推广应用，同时融入节能减排理念，切实保护生态环境。