时间:2023-12-19 11:29:09
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇焚烧垃圾危害,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
中图分类号:R124.3 文献标识码:A
最近几年,由于受到经济形势的影响,国家的经济发展速度非常快,同时人口数量也是持续的提升,物质生活质量也变高,相应的就会出现大量的生活废弃物。不仅在我们国家,在其他的很多国家垃圾已经成为影响城市进步的一大要素,它是城市的关键污染物。如果做不好与之相关的工作,就有可能会导致非常恶劣的空气和水体以及土壤等的一系列的污染问题发生,而且会占据很大的空间。它对生态带来的危害已经成为人们最为关系的一个话题。怎样合理高效的对其进行处置成为当前的工作重点。而当前应用最为广泛的一项技术就是对其进行的焚烧方法。在国外,这项科技已经有大约一百三十多年的时间了,是公认的最为合理有效地方法。目前我们国际对其大多都是使用填埋或者是堆放的形式,并没有认真地开展好焚烧工作。所以,相关部门应该认真地研究分析该项技术的发展特点,做好相关的探索活动,争取合理高效的运用这项技术 。
该方法是当前使用频率 最高,而且是效果最优秀的错失了,它的优势特征是垃圾资源化和减量化处理程度高。通常将焚烧场地开设在城市附近,这样做的目的是为了方便输送,而且能够为城市提供能量,具有很优秀的经济效益。目前对其焚烧发电的应用范围已非常广了。通过电脑控制确保设备运行合理,而且配备优异的尾气处理装置等,确保了它不会对外界到来另外的污染 。
1 合理的探索垃圾的性质
垃圾的性质是指垃圾的物理成分、化学元素、容重、水分、灰分、发热值。做好此项工作意义关键,它是装置设计以及运行所必须的保障。它的性质还和广大群众的生活特点有很大的关联。目前,很多地区都已经开始研究焚烧技术,不过大多都未能合理的考虑到它的特性问题。
2 对污染物的处理
对垃圾进行焚烧意义在于合理的优化资源,做好环保工作。对其开展发电能确保它可以具备无害等的特性。不过因为它的一些独特点,在开展焚烧的程序中会发生许多危害环境的问题,因此应该针对这些现象开展与之对应的措施来实现其意义。 垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗出液、飞灰及反应物。国家已经颁布了烟气排放的规定。而对于过程中的渗出物质,通常是通过喷入焚烧炉内处理,不过效果最合理的是污水处理措施。而针对臭气现象,也需要做好相关的标准。
3 分类处理
垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。当前,大多数城市并未做到分类回收措施,一些是正在试运行时期。当分类处置以后,得到的总量和组成等都会相应的出现变动,因为合理的分类能够确保资源持续使用,需要处理的总量也就降低了,而且也减少了运输费用等资金。同时它还能够降低设备的腐蚀等问题,增加其使用年限,进而降低维护资金。除此之外,它还可以降低其中的污染物质的比例,可以实现较好的再次污染控制工作。这项活动是时展的必然趋势。所以,开展焚烧的地区,应该认真地开展分类处理方法
4 设备的相关工作
4.1电除尘器
电除尘器因为捕集率高,压力损失低,维护管理容易,适于大型装置,所以火力发电等方面占据大型除尘装置的中心、重心。在垃圾焚烧工程中,到现在为止,仍较多地被采用,但是在300℃左右运行时,在电除尘器内有产生二恶英的可能,有以下理由,最近采用袋除尘器增加:
a 由于拉圾质量的变化,加上排气中水蒸汽浓度降低,为了抑制二恶英产生,推进收尘温度的低温化。
b 电除尘器作为设定集尘温度的起因,二恶英生成部份误解为电除尘器的特性引起的。
c 袋除尘器的高温耐久性的提高:
d.袋除尘器的集尘性能极高,对控制在灰尘中含有的二恶英排出很有效。
e 在集尘器前,设置水喷雾的冷却塔和进行脱硫剂泥浆的喷雾工作,即使在异常燃烧时,也很少有高温火险到达除尘器的可能。
4.2袋除尘器
将织布、毡等圆筒状的滤布的一端塞住,从外面或里面把含尘的气体过滤,在滤布上形成粉尘层,由于这个层可以高效地捕尘,在滤布上堆积的粉尘层,通过反吹振动或脉动喷吹被适当抖落,据了解,在国内十年前南方城市已把长袋低压脉冲除尘器作为垃圾焚烧排尘的除尘装置,不足之处,是滤袋的寿命问题。
4.3电除尘器和袋除尘器的比较
a 对亚微米粒子的捕集性能,袋除尘器高。
b 袋除尘器出口的灰尘浓度不大受入口浓度的影响,但电除尘器受入口浓度的影响较大,入口浓度超过设计值,出口浓度不能达到要求值.
c 灰尘的比电阻对电除尘器的集尘性能有很大影响,这个比电阻因灰尘的组成的操作温度而异。
结语
开展焚烧的关键意义是为了合理的使用土地,做好环保工作。目前我们国家已经出台了许多形式多样的环保规定以及行业标准和与之对应的工艺技术等。不过这些还是远远不够的,国家还应该做好产业扶持工作,鼓励开展垃圾处理工作,带动产业的发展壮大。对垃圾进行处理的单位和行业需要认真地合理的公国形式多样的方式做好融资工作,合理的应对资金不足的不利现象。 运用现代先进的、多元化的经营方式与经营手段,提高自身生存能力和盈利能力,在创造社会效益、环境效益的同时产生巨大的经济效益,缩短投资回报周期、提高投资回报率。确保我国的垃圾处理事业能够朝着更加完善,更加健康合理的方向发展迈进,我们相信,在不久的将来国家的经济发展将会实现新的高度,而我们的这项垃圾处理工作也会随之迈入新的台阶,全民上下协起手来,做好垃圾分类工作,为国家的环保工作贡献自身的量 。
垃圾焚烧发电厂的危害:
焚烧烟气中的酸性气体氯化氢是垃圾焚烧烟气中主要的污染气体,氯化氢气体对人体有较强的伤害性;氯化氢气体在一定条件下与重金属反应生成低沸点的金属氯化物,加剧重金属的挥发,导致重金属在飞灰上的富集,增加飞灰毒性;焚烧烟气的有机类污染物毒性很大,直接危害人类健康的是二恶英类化合物,其主要成分为多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋;焚烧烟气中的颗粒物及重金属垃圾焚烧过程中会产生大量的细小颗粒物,垃圾中原有的颗粒物在炉膛内被气流扬起并随焚烧气排出,垃圾中可燃组分因燃烧不完全会形成黑烟,黑烟中含有大量的碳粒子,颗粒物的粒径越小越容易进入肺泡,危害会越大。
(来源:文章屋网 )
中图分类号: E835.7 文献标识码: A 文章编号:
一、垃圾焚烧污染物的危害
伴随垃圾焚烧产生的烟气和灰渣中排放的有害物质, 对环境造成了日益严重的污染, 必须及时有效的加以控制。由于垃圾成分复杂, 垃圾焚烧二次污染物主要为烟尘、NOx、酸性气体( HCl、HF和SO2) 、CO、重金属尘粒( Pb、Cd、Hg ) 和二噁英( PCDDs、PCDFs) 。其危害主要表现: 酸性气体(HCl、HF 和SO2) 对人体的危害很大, 能导致植物坏死, 同时对余热锅炉过热器产生高温腐蚀和尾部受热面产生低温腐蚀; NOx 对人体和动物的各组织都有损害, 浓度达到一定程度会造成人和动物死亡, 危害人类的生存环境; SO2 对人体影响是呼吸系统, 严重可引起肺气肿, 甚至死亡;垃圾焚烧产生的细颗粒中含有的重金属元素,在这些污染物中含有致癌、致突变、致畸化合物;二噁英有剧毒, 易溶于脂肪, 易在生物体内积聚, 能引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠等症状, 即使很微量的情况下, 长期摄取也会引起癌症、畸形等。
二、垃圾焚烧污染物处理技术
1、 从源头控制二次污染
对垃圾焚烧产生的二次污染,要进行全方位的控制,首先对垃圾进行分类收集,加强资源回收利用,分选除去垃圾中的含氯成分高的物质(如P V C 塑料等)及金属催化剂。
垃圾储仓全密封,在垃圾卸料口装电动卷帘门,加装气幕封闭,用风机将储仓内抽成负压,把抽出的气体送到锅炉中助燃、脱臭。垃圾渗沥水收集到污水坑内,用泵打到炉膛内焚烧裂解。
2 、炉内燃烧控制技术
在垃圾焚烧发电生产过程中污染物的产生,因燃烧方式不同也各不相同。各种形式的炉排焚烧炉因其燃烧条件的限制,对污染物的炉内脱除及控制难于实施。而且目前我国城市生活垃圾水分高、热值低,炉排炉焚烧需要加油助燃,运行成本高,很难向大型化发展。而循环流化床燃烧技术具有适应热值低,成分复杂多变的燃料,燃烧充分,污染排放低等优点,不仅是煤的清洁燃烧技术的首选,也是我国生活垃圾焚烧的较好选择,尤其在污染控制方面,流化床同时解决了充分燃烧与污染物脱除问题。
循环流化床垃圾焚烧炉采用石英砂作热载体,蓄热量大,燃烧稳定性好,燃烧温度均匀并控制在850~950℃之间,过量空气系数小,NOX 生成量非常低(NOX 在燃烧温度大于1300℃时才会大量生成);同时能在炉内控制二噁英的生成,垃圾焚烧时二噁英产生的条件为燃烧不稳定,炉膛温度不均匀且小于700℃,伴有催化作用的物品。而流化床燃烧温度可均匀控制在850℃以上,烟气在炉内停留3 ~5 秒钟。掺煤燃烧不仅能提高燃烧的稳定性,而且煤燃烧产生的SO 2 对二噁英的产生有抑制作用;在炉内加石灰石可有效脱硫,在Ca/S 比为1∶2 时,脱硫率大于85%。循环流化床焚烧垃圾燃烧充分,垃圾中有机物100% 烧掉,焚烧后垃圾减量70%,减容90%,灰渣无毒性,无臭味,可直接填埋或作铺路等用。由于有效减少90% 以上的垃圾填埋量,可大大延长垃圾填埋场的使用年限。
3 尾气处理技术
由于垃圾焚烧后烟气中含有多种有害物质,采用常规锅炉的脱硫除尘技术不能做到达标排放的要求。因此必须采用复合式的处理技术。
(1)、粉尘的处理
目前应用最广泛的是静电除尘器和布袋除尘器。一般循环流化床锅炉配备静电除尘器即达到烟尘排放要求。垃圾焚烧循环流化床锅炉单以除尘来讲,配备静电除尘器或布袋除尘器都能满足要求,除尘效率电除尘器能达到99%,布袋除尘器大于99% ,都能去除小于1mm 的细小粉尘。但对重金属物质,静电除尘器的去除效果较差,因为尾气进入静电除尘器时的温度较高,重金属物质无法充分凝结,且重金属物质与飞灰间的接触时间不足,无法充分发挥飞灰的吸附作用。当布袋除尘器与半干式洗气塔合并使用时,未完全反应的C a(OH)2 粉尘附着于滤袋上,当废气经过时因增加表面接触机会,可提高废气中酸性气体的去除效率。同时布袋除尘器要求运行温度较低(250℃以下),使烟气中的重金属及其氯有机化合物(P C B D s /P C B F s)达到饱和凝结成细颗粒而被滤布吸附去除。在除尘器前边的烟道加入一定量的活性炭粉末,它对重金属离子和二噁英有很好的吸附作用,进一步脱除烟气中重金属物质和二噁英。
(2)、尾气中酸性气体的处理
对垃圾焚烧尾气中的SO2、HCl 等酸性气体的处理方法,有干式、半干式及湿式洗气技术。其净化原理通常采用碱性固体粉末CaO 或石灰浆Ca(OH)2 与酸性气体中和反应,生成硫酸钙或氯化钙的固体物。
干式洗气法用压缩空气将石灰粉末直接喷入烟道或烟道上某段反应器内,使碱性粉末与酸性废气充分接触和反应,从而达到中和废气中的酸性气体并加以去除。此种处理方法投资省,操作维护费用低,耗水耗电少,但药剂消耗量大,去除效率较低。
湿式洗气法是建造填料吸收塔,在塔内烟气与碱性溶液对流,不断地在填料空隙及表面接触及反应,使尾气中的酸性气体被吸收并去除。湿式洗气塔的最大优点是去除效率高,对SOX 及HCl 去除效率在90% 以上,并对高挥发性重金属物质(如汞)亦有去除能力。但缺点为投资高,耗水耗电量大,产生的废水需要进行处理。
半干式洗气法、普通半干法洗气塔是一个喷雾干燥装置,利用雾化器将熟石灰浆从塔顶或底部喷入塔内,烟气与石灰浆同向或逆向流动并充分接触产生中和作用。由于液滴直径小表面积大,不仅使气液充分接触,同时水分在塔内能完全蒸发,不产生废水。本法的特点是结合了干法和湿法的优点,较干法消耗石灰量少,较湿法耗水量低,同时免除了过多废水的产生,脱除效率高。但是此法制浆系统复杂,反应塔内壁容易粘结,喷嘴能耗高。近年来研究发展的M H G T技术就是在此基础上开发的能治理多种有毒废气的先进的循环半干法技术。M H G T 工艺的基本原理是利用干反应剂CaO 或熟石灰粉Ca(OH)2 吸收烟气中的SO2、HCl、SO3,利用高活性炭吸附烟气中微量二噁英及重金属物质。M H G T 工艺取消了制浆系统,实行C a O 的消化及循环增湿一体化设计,不仅解决了单独消化时出现的漏风、堵管问题,而且消化时产生的蒸汽进入反应器,增加了反应环境的相对湿度,对反应有利。该工艺实行反应灰多次循环,使脱硫剂的利用率提高到95% 以上,整个装置结构紧凑,占用空间小,运行稳定可靠,投资省,运行成本低;且无污水产生,终产物适用于气力输送;对SO2 吸收率高,对HCl、SO3 等的吸收率更高。与布袋除尘器配合,对二噁英及重金属具有极高的去除率。
三、结论
垃圾焚烧发电产生的二次污染是人们共同关注的问题,特别是焚烧中产生的二噁英处理更是世界范围内研究解决的课题。对尾气的处理净化是关系到垃圾能否资源化利用的关键所在。垃圾焚烧发电二次污染的控制必须采取全方位的措施,即从垃圾来源去除生成源和催化剂,加大力度控制燃烧过程中二噁英等的产生,最后对锅炉尾部烟气实施有效的处理净化,使其达标排放。
参考文献:
[1] 汪玉林.垃圾发电技术及工程实例[M] .北京: 化学工业出版社, 2003.
[2] 东大院热电所.无锡益多环保垃圾焚烧热电厂设计资料[J] .南京: 东大院热电所, 2000.
随着我国经济与城市的高速发展,生活垃圾快速递增,采用垃圾燃烧处理是解决目前我国发达地区垃圾处理的有效途径之一。垃圾燃烧处理可减少填埋用地、降低污染、取得了能源效益,实现了生活垃圾减量化,无害化和资源化。推广和应用城市生活垃圾燃烧处理最关键是如何防止垃圾燃烧处理过程中的二次污染。
1 生活垃圾燃烧发电
燃烧是生活垃圾中的可燃成分与空气中的氧气在一定温度条件下的化合。根据不同可燃物质的种类,燃烧方式:①蒸发燃烧。②分解燃烧。③表面燃烧。生活垃圾中含有多种有机成分,其燃烧是蒸发燃烧、分解燃烧和表面燃烧的综合。焚烧炉水通过生活垃圾燃烧产生高温、高压蒸汽进入汽轮机发电。垃圾燃烧处理流程(垃圾焚烧发电厂)如图1所示:
■
图1 生活垃圾焚烧厂处理流程
2 垃圾燃烧产生二次污染
上海XX生活垃圾焚烧厂工程是引进法国INGEROP/
ALSTOM公司先进技术、先进工艺和主要设备建造的日均处理城市生活垃圾1000吨的现代化的生活垃圾焚烧发电厂,通过垃圾焚烧达到垃圾处理无害化,减量化、资源化的目标。主厂房的全部功能区分为垃圾卸料区、垃圾储存区、垃圾焚烧区、汽轮发电区、烟气净化区、烟囱、技术楼;本工程设置三条垃圾焚烧生产线,每条生产线主要由焚烧炉余热锅炉烟气处理反应塔除尘器组成。
上海XX生活垃圾焚烧厂产生二次污染主要有以下几个方面:
①厂内焚烧区、技术楼区域、垃圾卸料区及其周围存在恶臭。这些恶臭主要来自于垃圾储料坑泄漏散发、焚烧炉、余热炉门孔泄漏及储料坑和焚烧炉垃圾渗沥水泄漏散发臭气。
②垃圾燃烧产生二恶英,从焚烧炉余热锅炉或出渣机等不密封处泄漏,烟气中二恶英未经净化吸收(设备发生故障)排入大气。
③垃圾燃烧过程中产生有害气体即酸性气体,其中包括氯化氢,氟化氢及硫氧化物,一氧化碳,氮氧化物及重金属和颗粒状污染物。
④废水,废渣,废灰处置不当也会产生二次污染。但由于废水有集中处理装置,废渣、废灰有外运处理,因此废水,废渣,废灰二次污染相对较少,防治简单,不作论述。本文从恶臭、二恶英、烟气三方面重点论述。
3 二次污染带来的危害
3.1 恶臭的危害
城市生活垃圾所产生的恶臭主要成分为硫化物、低级脂肪胺等,恶臭不仅影响到设备运行工作环境,而且随风向扩展传播到厂区及厂外周边环境。
3.2 二恶英的危害
二恶英的毒性、稳定性、不溶于水的特性,决定了此类物质对人类和周围环境存在直接和间接的巨大危害。
3.3 烟气飞灰的危害
生活垃圾燃烧过程中一些物质会产生有害烟气。烟气由两部分组成,一部分是颗粒很细的飞灰;另一部分是气态污染物。厂内烟灰泄漏产生恶臭,对人体健康产生危害,对设备产生腐蚀,排入大气对周围环境带来污染。
4 产生二次污染原因的分析
4.1 恶臭
①垃圾储料坑设计为负压,而实际运行中形成不了负压。如果遇到风向与垃圾进料口一致时,垃圾坑会变成正压,使恶臭从垃圾坑结构间隙中向外泄漏。②渗沥水排吸不畅。垃圾坑内积水过多,使垃圾恶臭加剧,渗沥水集水坑无密封、恶臭散发。③焚烧炉恶臭外泄。当焚烧炉出现正压运行时,焚烧炉门孔不严密,炉膛内臭气向外泄漏;垃圾含渗沥水越多,焚烧炉内恶臭就越重;垃圾未完全燃烧而进入出渣机,焚烧炉渗沥水管道闸门不严密,造成渗沥水外漏。④进厂物料中含有较多建筑垃圾,特别是砖块、混凝土及金属物件等造成出渣机卡死、绞笼堵死。
4.2 二恶英
①生活垃圾中本身含有微量的二恶英,由于二恶英具有热稳性,尽管大部分在高温燃烧时得以分解,但仍会有一部分在燃烧以后排放出来。②在燃烧过程中由含氯前体物生成二恶英,前体物包括聚氯稀、氯代苯、五氯苯酚等,在燃烧中前体物分子通过重排、自由基缩合、脱氧成其它分子反应等过程会生成二恶英,这部分二恶英在高温燃烧条件下大部分也会被分解。③当因燃烧不充分时烟气中产生过多的未燃尽物质,并遇适合的触媒物质及300~500℃的温度环境,那么在高温燃烧中已经分解的二恶英将会重新生成。④垃圾含水率高,会给焚烧炉炉膛温度带来较大的波动,影响垃圾的完全燃烧,降低炉膛出口的烟气温度。⑤生活垃圾成分的影响,生活垃圾中某些重金属如铜、镍的存在,会促使二恶英的生成。
4.3 烟气中污染物
①氯化氢和氟化氢。氯化氢来源于生活垃圾中含氯废物的分解。产生氯化氢的化学总反应式为:
CXHYClZ+O2CO2+H2O+HCl+不完全燃烧物
②硫氧化物。硫氧化物来源于含硫生活垃圾的高温氧化过程。以含硫有机物为例,SOX的产生机理可用下式表示:
CXHYOZSP+O2CO2+H2O+SO2+不完全燃烧物
2SO2+O2?圮2SO3
③氮氧化物。在高温条件,氮氧化物来源于生活垃圾焚烧过程中的N2和O2的氧化反应。NOX中的NO所占比例高达95%,NO2仅占很少一部分。
NOX的产生机理可用下式表示:
2N2+3O2?圳2NO+2NO2
CXHYOZNW+O2CO2+H2O+NO+NO2+不完全燃烧物
④金属类污染物。重金属类污染物源于焚烧过程中生活垃圾所含金属及其化合物的蒸发。该部分物质在高温下由固态为气态,一部分以气相的形式存于烟气中。另有相当一部分重金属分子进入烟气后被氧化,并凝聚成很细小的颗粒物。
⑤烟气净化处理设备故障。烟气净化设备可靠性差,联动不配或匹配不好,易造成烟气净化设备故障,导致烟气净化效率低或烟气未经净化处理,直接排入大气中。
⑥烟气通道密封不严。焚烧炉、余热炉及烟气净化装置密封不严,特别是门孔、吹灰孔等不密封,在焚烧炉正压运行时,烟气向外泄漏。
5 防止产生二次污染的措施和途径
5.1 恶臭污染的控制与防治措施
①垃圾储料坑采用全密封、全封闭结构,特别是墙体与屋面结合处设计要密封,而且各门孔、包括垃圾卸料门也要考虑密封。②减少垃圾卸料门的数量。垃圾卸料门间隙要尽可能小,并可用橡皮密封条密封。③提高垃圾坑抽风量,使垃圾坑真正形成负压状态,使恶臭不外泄。④ 卸料大厅改单一门为双道卸料密封门。第一道为移动密封门,第二道为卸料密封门,二道门之间是卸料车停车卸料的地方。⑤垃圾储料坑内渗沥水排吸结构方法改进。要针对我国生活垃圾含水量较多等特点,设计有利于渗沥水流动、防止抽水泵吸口堵死多点集水坑。⑥焚烧炉渗沥水管道、插板门及门孔设备设计制造成钢性强、密封好的材料与结构。⑦焚烧炉渗沥水应回流到垃圾坑渗沥水集水坑内,不应该到出渣机。⑧焚烧炉控制较高燃烧温度,并控制推料器和炉排运动速度,使垃圾完全燃烧。
5.2 二恶英的控制与防治
①选用合适的炉膛和炉排结构,使垃圾在焚烧炉得以充分燃烧,通过烟气中一氧化碳的浓度进行燃烧调整,一氧化碳的浓度越低说明燃烧越充分。②控制焚烧炉炉膛温度不低于850℃,烟气在炉膛燃烧室内停留时间不小于2秒。③缩短烟气在处理和排放过程中处于300-500℃温度域的时间,控制余热锅炉的排烟温度不超过250℃左右。④控制除尘器入口的烟气温度低于200℃,在进入袋式除尘器的烟道中加喷活性碳,进一步吸附二恶英。⑤选用先进、完善和可靠的自动控制系统及烟气综合分析系统,使垃圾燃烧和烟气净化工艺得以良好执行。⑥有条件的进行垃圾分类或预分拣,从而控制减少生活垃圾中氯和重金属含量高的物质。⑦垃圾的含水率高影响炉膛燃烧温度,通过加喷辅助燃料来维持和提高炉膛温度,确保垃圾完全燃烧。
5.3 烟气污染物的控制方法和途径
①利用焚烧炉自动控制系统进行燃烧调整,控制炉内较高燃烧温度,较高的温度有利于生活垃圾中有机物的完全燃烧,从而使烟气中一氧化碳和有机污染物的原始浓度降低。②根据炉内燃烧状况调整适当的空气过量系数。适当的空气过量系数有利于完全燃烧,可降低不完全燃烧类污染物的原始浓度。③延长烟气在生活垃圾炉高温区内的停留时间,烟气停留时间越长,燃烧效果越好,烟气中一氧化碳和有机污染物的原始浓度越低。④根据生活垃圾质量选择合适的垃圾焚烧炉型,良好的垃圾焚烧炉型可以减少烟气中飞灰的含量。⑤全密封检查。对焚烧炉、余热锅炉、烟道及烟气净化装置进行全密封检查,确保烟气无泄漏。⑥选用合适、可靠烟气净化装置、设备联动性能好。
6 改进实施效果
①建筑结构改进,垃圾储料坑吊物孔洞实行全封闭;通向垃圾储料坑门门隙加橡皮密封条;垃圾渗沥水砌筑砖墙封闭;焚烧炉渗沥水管法兰接口加橡皮垫片;技术楼通风口改进等,厂区内恶臭已明显减少。②焚烧炉、烟气净化装置调试完善,焚烧炉通过推料器、炉排、一、二次风量、一、二次风风温不断调整,使炉膛出口烟气温度达到850℃以上,最高达到960℃。烟气净化装置设备缺陷消除,石灰浆、喷雾反应塔、活性碳喷射、袋式除尘器已正常投入,烟气全部经过净化处理后排入大气。③运行操作水平不断提高,设备运行性能逐步掌握,设备运行误操作减少,设备运行自动控制系统不断调试投入,使焚烧炉进入连续正常运行,垃圾燃烧过程中产生二次污染不断减少。
7 结束语
生活垃圾燃烧处理的目的是无害化、减量化和资源化。无害化是第一位的,也是至关重要的。实现生活垃圾燃烧处理无害化,就是防止垃圾燃烧处理过程中产生二次污染,或者说是最大限度地减少二次污染。所以说,推广应用生活垃圾燃烧处理重在防止二次污染。
参考文献:
[1]韩国军.城市生活垃圾焚烧的环境保护可行性研究[D].东北师范大学,2006.
【关键词】生活垃圾;农村地区;处理技术
Progress in Contamination Control of domestic waste from Rural Areas
Fu Ya-wei
(Environmental Monitoring Station of Xinyang City Henan Xinyang 464000)
【Abstract】With the improvement of living standards in rural areas, refuse production is increasing, most of the garbage is not been effectively treated, which has had a threat to the ecological environment in rural areas. The characteristics, hazard, treatment technology and existing problems of rural domestic waste were briefly summarized in the paper, which provided a reference for disposal of waste from rural domestic waste.
【Key words】 domestic waste; rural areas; treatment technology
我国农村经济快速发展和农村城镇化水平的提高的同时,农村生活水平及生活方式也发生了重大变化,生活垃圾产生量也日益增多,这些垃圾大部分未经处理随意堆放,已造成村镇环境卫生状况恶化、形成面源污染负荷的重要污染源,生活垃圾问题已成为政府和环境保护领域亟待解决的问题。因此,本文总结目前农村生活垃圾特点、垃圾的危害及治理技术,以供参考。
1. 农村生活垃圾的特点 生活垃圾一般指人类在日常生活及为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。其特点主要表现以下几个方面:(1)产生量逐年增大。随着农民生活水平的不断提高,农村生活垃圾的产生量和堆积量均在逐年增加,目前农村生活垃圾年产生量接近3亿吨。(2)农村生活垃圾的产生源分散,且不同地区的产生量差别也相对较大。这主要由农村分布特点所决定;(3)农村生活垃圾的成分复杂,垃圾组分不固定。(4)垃圾产量受季节性因素影响较大。(5)农民环境保护意识薄弱,农民对垃圾的处理缺乏积极主动性,给垃圾治理带来了难度。
2. 农村生活垃圾的危害 传统上,受经济条件限制,农村居民产生的垃圾量相对较少,垃圾成分简单,主要以厨余和灰渣为主,处理方式主要是简单填埋或还田,对环境影响较小。近年来,随着农村经济的快速发展,生活水平日益提高,农村生活垃圾产生量逐年增加,垃圾成分也发生了较大的变化,大量的垃圾未得到有效处理,随意露天堆放,或受雨水冲刷进入河流,导致水体富营养化,危害了生态环境,直接或间接地威胁了居民的身体健康。
农村垃圾危害生态环境主要表现以下几个方面:(1)占用土地,污染土壤。(2)影响农村的生活环境卫生。(3)造成水体和大气环境污染。另外,随意堆放的生活垃圾,其中的有机成分在适当的条件下会发生生物降解释放出沼气或硫化氢等气体,在一定程度上污染大气环境,危害人们身体健康。
3. 农村垃圾处理技术现状及存在问题
3.1 焚烧。焚烧是将收集的、有一定热值的生活垃圾放置于焚烧炉中,经烘干、引燃、焚烧三个阶段后将其转化为残渣和气体(主要是CO2、SO2等),同时焚烧过程中产生的热量可用于发电或者供暖。这一处理方式可以迅速有效的实现生活垃圾的减量化和无害化。
焚烧技术在应用中也受到许多因素的限制。(1)焚烧技术要求垃圾量在一定数量之上、含水率不能太高,可燃成分比较多,且通常要求生活垃圾低位热值不低于 5000 KJ/kg 时才可以焚烧;但实际中生活垃圾的成份复杂,稳定性差,垃圾的产生量及成分组成都有变动性,不利于焚烧技术的运用。(2)焚烧生活垃圾产生的废气,尤其是产生SO2和二恶英等有害气体,有可能造成二次污染。(3)焚烧处理技术所需设备费用和运行费用较高,且操作较为复杂,要求的技术水平较高,从而使其推广与应用较难。
3.2 堆肥。堆肥主要是利用自然界广泛分布的细菌、真菌和放线菌等微生物对垃圾中的有机物进行发酵、降解使之变成稳定的有机质,并利用发酵过程产生的热量杀死有害微生物达到无害化处理的生物化学过程。堆肥处理技术要求的经济投入相对较少,操作比较简单,对技术要求低,而且对周围环境的污染较小。
但在堆肥处理中,也存在很多问题,主要表现为:堆肥主要是对垃圾中的有机物进行发酵,对不可腐烂的无机物无法处理;农村生活垃圾成分复杂,通常含有石块、金属、玻璃、塑料等物质无法被微生物分解,因此,在对垃圾进行堆肥处理之前需要对垃圾进行分拣;堆肥处理需要的周期长,占地面积大,而且卫生条件差;堆肥处理后产生的堆肥物肥效低、成本高,与化肥的销售相比,经济效益差。
3.3 卫生填埋。卫生填埋的原理是采取防渗、铺平、压实、覆盖等措施将生活垃圾埋入地下,经过长期的物理、化学和生物作用使其达到稳定状态,并对气体、渗沥液、蝇虫等进行治理,最终对填埋场封场覆盖,从而将垃圾产生的危害降到最低。
卫生填埋技术工艺简单、管理方便、建设费用和处理成本较低,是一种适合经济发展落后、土地资源较丰富、生活垃圾无机含量高的地区的生活垃圾处理方式,在我国采用该方式填埋垃圾占80%。但卫生填埋技术也有一定的局限性,需要占用大量的土地,且其建设要求必须保证有充分的填埋容量和较长的使用期,且能保证不会受洪水、滑坡等的威胁。因此,在我国土地资源越来越紧张的情况下,垃圾卫生填埋技术越来越与我国国情不相适应;另外生活垃圾中的可回收物以及有毒有害物质一起被填埋,资源化程度较低,对处理场周围的环境造成威胁和破坏。
4. 建议 由于广大农村地区经济发展水平参差不齐,不同的处理技术各有自身的优缺点,必须根据农村的实际情况因地制宜。总体上,农村生活垃圾处理应遵循可持续发展的观点,将农村生活垃圾尽可能地资源化利用,以减少对大量新资源的利用,且能从源头上有效地防止垃圾对农村环境的破坏及其生态的污染。同时增强农村的环境意识,大力宣传和推广垃圾分类回收工作,实现废物利用最大化。这样可降低垃圾总量和体积,减少垃圾转运中耗费的人力和物力及大量垃圾堆放对环境造成的污染,减少垃圾填埋和焚烧的负担。
参考文献
我国人口居多,城市化进程的步伐逐渐加快,在对电的需求量往往供不应求在,在夏季的用电高峰期内往往会采用地域性局部停电,从而来保证居民的用电需求,我国的发电厂遍布在全国各地,且发电形式也多样化,有大自然赋予我的财富,例如风能发电、水能发电、太阳能发电,还有利用资源发电,其中大多数都对环境带来不同程度的危害,例如火能发电、核能发电、垃圾焚烧发电。垃圾焚烧发电技术作为新型的发电技术,在社会中也存在这许许多多的优点,但也存在着不足。
一、我国垃圾焚烧发电烟气处理的现状
由于我国人口基数大,在产生生活垃圾的程度上比其他国家要多得多,又因为我国是生产大国,其中也不能避免会制造出许许多多的垃圾,据统计,我国现在的大中型城市大约有650多个,城市消费水平相对农村普遍较高,2012年我国城市垃圾达到惊人的3亿吨,面临这么多垃圾我们该怎么处理,每天在清洁工人在城市垃圾清扫干净之后,由垃圾运输车到制定地点进行处理,其中有一半以上并没有进行处理,在大气中,或者就地燃烧,在垃圾焚烧中由于充斥着各种物体,其中包括塑料,还有其他一些有害物质,在燃烧过程中会释放有害气体,给环境带来极大的污染,损害人类的健康,近年来一些欧美发达国家垃圾焚烧的一系列措施,来防止垃圾焚烧发电的烟气给环境带来致命的打击。
垃圾焚烧发电主要产生二恶英,给人体带来危害,我国在垃圾焚烧发电烟气处理与其他国加相比仍然还存在着许许多多的不足,在二恶英排放的标准上也达不到要求,如图表一是日本国内在垃圾焚烧二恶英的处理标准(浓度单位:ng TEQ/m3,换算基准O2=12%)
而垃圾焚烧发电的烟气主要污染物的排放标准如图2
从其中对比我们可以发现我国在对垃圾焚烧发电的烟气处理的道路上还有很长的一段路要走,我们必须正视自己的不足,不断的努力去实现,去完善垃圾焚烧发电的烟气处理技术。
二、垃圾焚烧发电烟气污染物的分类
垃圾焚烧发电所产生的烟气很大部分都是对人体,或者是对环境有危害的气体,总体来说污染物分为有害气体污染、粉尘污染、重金属及二恶英污染三大类别:
1、有害气体污染。无论是在垃圾焚烧发电产生的烟气还是垃圾填埋焚烧中都要产生有害气体,其中包括氯化氢、二氧化硫、一氧化碳、氟化氢等等气体,这些气体在大气中存在,给人体生命安全带来极大的危害。
2、粉尘污染。垃圾发电厂焚烧垃圾都是在火炉内燃烧的,垃圾种类繁多,在炉内燃烧的过程中有许许多多是不能燃烧的部分,这些在炉内就形成了灰尘,同时在火炉内高温的炙烤下形成颗粒物质,在对垃圾焚烧炉内进行加材料或者加速燃烧的时候,这些微小的颗粒就会散落到大气中,形成粉尘污染。
3、重金属及二恶英污染。在垃圾焚烧发电厂炉内会产生许多重金属元素,例如Pb.Cd.As.等等在炉内高温的作用下不断发生物理反应,随着重金属循环升华凝华,导致重金属形成颗粒排放到空气中,形成空气污染。
三、垃圾焚烧发电烟气处理技术的比较
现阶段,我国虽在垃圾焚烧发电烟气处理上的技术虽然还不够成熟,但仍然有许许多多关于对废气处理的办法,结合国内外处理垃圾焚烧带来空气污染办法,进行了如下比较。
1、脱酸工艺
脱酸工艺在垃圾焚烧发电烟气处理的过程中,形式非常的多样化,其中包括干式脱酸、湿式脱酸和半干式脱酸三种垃圾焚烧发电烟气的处理方式。利用脱酸工艺来对垃圾焚烧发电烟气进行处理利用了垃圾焚烧废气中含有大量的酸性气体,通过上述方法与污染气体产生化学反应,已达到脱酸的效果。从字面意义上面来说,干式脱酸法和半干式脱酸法只有一字之隔,但去除酸性的效果两者之前却相差较大,干式脱酸法最大的特点是利用干性药剂在反应塔或者排气管道中与酸性气体发生反应,从而达到脱酸的效果,而半干式脱酸法的特点是利用碱性药剂氢氧化钙溶液与酸性气体在反应塔里发生反应,两者之间最大的区别是干式脱酸法在高温的情况下,脱酸效果大大的减弱,而半干式脱酸法是利用垃圾焚烧发电中烟气的高温来加强脱酸效果,而且半干式脱酸法的设备相对简单,净化空气的效果很好,同时在资金投入方面也不大,此方法在垃圾焚烧发电烟气处理中应用很广泛。而另外一种湿式脱酸法虽然有一定的作用,去酸性效果较好,但仍然有其不足的地方,湿式脱酸法大多都是利用溶液与酸性气体发生反应,而它们的生成产物会对水源产生污染。
2、除尘工艺技术
除尘器在垃圾焚烧发电烟气处理中是非常重要的灰尘处理方式,很大程度上提高了空气的质量,现有的除尘技术主要有电除尘器和袋式除尘器。
2.1电除尘器。电除尘器的工作原理是在大气中产生强大的电场,利用磁场使气体产生电离,气体在发生电离反应时会分解成离子和自由电子,这些物质在电场的作用下会使垃圾焚烧发电产生的灰尘吸附在电场的极板上,最终通过灰尘排除系统进行排除。电除尘器在实际运用中有优点也有缺点,电除尘器的除尘效果普遍较高,而且在使用中操作起来很方便,对环境无污染,但其设备的造价比较昂贵,在实际处理灰尘中占地面积大,而且适用性不强。
2.2袋式除尘器。袋式除尘器在除尘的实际工作中被广泛中运用到,同时袋式除尘器因为不同的工作原理分为布袋除尘器和电袋除尘器两种类型。布袋除尘器是利用过滤原理,对垃圾焚烧产生的灰尘或者颗粒物进行过滤,再由排气系统将灰尘进行处理,此种除尘工艺技术相对于电除尘器优点是很明显的,布袋除尘器首先设备仪器占地面积小,而且环境对其影响不大,工作的效率也高。另外一种电袋除尘器集中了电除尘器和布袋除尘器的优点,利用电磁场和过滤原理对灰尘进行处理,达到除尘的效果。
3、重金属及二恶英的去除
重金属是由于垃圾焚烧产生的,对于重金属的去除工艺,一般情况下,将垃圾焚烧发电产生的重金属进入到除尘器中,根据重金属的物理特性,将垃圾焚烧烟气净化系统的温度调到最低,此时重金属在除尘器中的进化效果将达到最高值。而对于二恶英的去除,由于二恶英是因为含氯元素的物质燃烧不充分而产生的物质,因此要控制二恶英的排放,就必须对含有氯元素的物质进行高温加热,使其能够充分燃烧。同时也可以利用活性炭的吸附作用对二恶英进行去除。 总之,垃圾焚烧发电的烟气处理技术的好坏关系到我们人类生存环境的问题,对于垃圾焚烧烟气净化系统,我们要选择最佳的方案,既然对环境不造成二次污染,同时也要最大可能的去除垃圾焚烧给生活环境带来的危害。
摘要:垃圾处理已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,目前广泛使用的垃圾填埋法、堆肥法、焚烧法等常规方法各有其利弊,通过对照比较垃圾焚烧处理是符合减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理方式,是我国城市垃圾处理的趋势。
关键词:城市垃圾;处理方式
中图分类号:R124.3 文献标识码:A 一、垃圾处理的常规方法及其利弊 (一)填埋法 根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。 1、传统填埋法 这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。 2、卫生填埋法 卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。 此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。 (二)堆肥法 堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。 (三)焚烧法 按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。 1、 炉排炉焚烧 就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经料斗慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。 2、流化床焚烧 就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内,脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧,通过不燃物排出孔,与砂粒一起自动排出炉外。 此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。 3、热解法 热解法是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。 此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。 焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。
二、技术发展趋势对比 (一) 垃圾的焚烧的优势 我国属于发展中国家,经济发展迅速、城市化速度加快、居民生活水平不断提高,导致了城市垃圾量的不断增加。我国目前已有600多座城市,城市垃圾量以每年7-8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低。随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。目前我城市生活垃圾90%采用填埋处理,但是如不是严格意义上的填埋产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。 垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法,此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供电能或热能,产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点 (二) 垃圾焚烧处理面临的问题 垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。目前我国各城市还没有普遍实行垃圾分类收集,有的处于试点运行阶段,而这与我们即将采用的垃圾处理方式不相适应。垃圾分类收集后,最终处置的垃圾量及垃圾成分都会发生变化,由于分类使有用的资源得以循环再利用,处置的垃圾量将减少,同时降低了垃圾运输费及处置费。垃圾的分类还可以减轻机械磨损及腐蚀,延长焚烧炉的寿命,减少维护管理费用。同时也降低了有害成分的含量,易于二次污染的控制。垃圾的分类是大势所趋。因此对于采用垃圾焚烧处理方式的城市,应充分考虑垃圾的分类。 (三)环境保护措施 垃圾焚烧处理的主要目的是为了节约土地资源、环境保护及实现可持续发展道路。垃圾的资源发电可以实现垃圾的无害化、减容化、资源化。但由于垃圾的特性,在垃圾焚烧的整个过程中难免出现一些对环境不利的影响物质,因此必须采取相应的环保措施以达到垃圾焚烧的真正目的。垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗出液、飞灰及反应物。目前烟气的排放标准已经制定和实施。对于垃圾渗出液的处理方法,国内一般采用喷入焚烧炉内处理,但最好采用污水处理方法。对于垃圾堆放过程中产生的臭气,也应根据相关标准进行处理排放。 三、结语 综上所述目前我国城市垃圾以卫生填埋和高温堆肥技术为主,近几年各城市开始进行垃圾焚烧处理的基础研究和应用研究工作,随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,城市垃圾中可燃物、易燃物含量明显增加,热值显著增大,一般经过分类、分选等预处理后,垃圾热值已接近发达国家城市垃圾的热值。因此我国一些城市,特别是沿海经济发达地区等已具备了发展焚烧技术的基础。
中图分类号:X799.3
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2012)02-0121-02
收稿日期:2012-01-11
作者简介:苏丽清(1973―),女,山西孝义人,助理工程师,主要从事城市环境保护工作。
1 引言
随着工业,特别是化学工业的发展,人们日常生活中使用和被废弃的工业产品越来越多,城市生活垃圾的成分也变得更复杂,不仅是厨余、纸张、破布、杂草,城市生活垃圾中诸如废电池、废旧日光灯管、有机化学品残余物(杀虫剂、洗涤剂、化妆品)、废旧电器、涂料和树脂等有害垃圾的类型和数量都在不断增加。这些垃圾的混入不仅直接污染和破坏环境,而且也影响城市生活垃圾的资源化利用。
城市垃圾是指在城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,主要包括厨余、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃、陶瓷碎片、砖瓦、土沙、庭院垃圾、废旧家具、电器等。主要产自城市居民家庭、商业、餐饮业、旅馆业、服务业、交通、文教、卫生等企事业单位的生活废物。生活垃圾虽然会严重污染环境,也可能含有少量有害废物,但几乎所有国家都把生活垃圾排除在有害废物之外。目前一些国家正在通过管理将城市垃圾中的有害成份分离出来,或者通过分类收集以减少垃圾中的有害成分,被分离出来的这部分垃圾通常称为有害城市垃圾,必须单独处理。
2 有害城市垃圾分流处理的作用
有害城市垃圾分流的处理是指有害城市垃圾与一般城市垃圾的分流和有害城市垃圾根据各成分的危害程度的分流。有害废物的有害特性不尽相同,且成分也很复杂,对有害废物任意混合、随意收集与运输,不仅会在收集运输过程中发生燃烧、爆炸、有害物的泄漏等危险,而且也会增加在处理、处置场的事故发生率,增加后续处理的复杂性和难度,因此有害城市垃圾分流处理是十分必要的。应该禁止混合收集、储存、运输、处理性质不相容而未经安全性处置的危险废物;禁止将危险废物混入非危险废物中,经过明确分类的废物比没经过分类的废物相对来说比较好处置。
3 有害城市垃圾的热处理技术
危险废物是当今世界面临的较严重的环境问题之一。据联合国环境规划署估计,全世界每年产生的危险废物中约有50%是有机危险废物,这些有机危险废物通常可以用热处理(热解、高温焚烧、湿式氧化)等方法,改变废物的化学、物理、生物和生理特征、物质组成来进行处理。
热处理可以有效破坏废物中有害成分的组成结构,消灭病原性污染,使其转化为化学性质稳定的无害化渣及小分子无机物(主要是水和二氧化碳);热处理可以达到大量减量的效果,大大减少废物的体积和质量;热处理对废物内潜在的能量可以回收利用,特别适合于量大的高热值废物处理;热处理可以回收有价值的化学药品,但热处理技术设施投资较大,运行费用昂贵,操作管理要求高,处理成本高。
不同的危险废物要求的处理条件不同,各种热处理技术对千变万化的废物流都有各自特点和局限,各种工艺和设备都有各自的使用范围,因此,必须根据废物的特点,合理选择合适的热处理方法。
4 有害城市垃圾的焚烧
焚烧是高温热氧化过程,高温燃烧或热解使有害成分破坏,达到无害,高温可消灭病原性污染,焚烧将有害有机物完全氧化成二氧化碳和水蒸气,无害化最彻底,并可使有害废物大量减量。废物焚烧发出大量的热,通过废热回收,可回收其热能或进行发电,焚烧对多种复杂有机物的处理优于其他处理技术,因此焚烧是当前有害废物处理的主要方法之一。
4.1 有害城市废物的焚烧工艺
有害城市垃圾焚烧与一般垃圾焚烧原理上是基本相同的,但有害城市垃圾焚烧又有其特殊性,与一般垃圾焚烧又有不同之处。有害垃圾焚烧必须保持有害成分的彻底破坏,因此焚烧工艺参数必须严格控制。焚烧产生的气体除二氧化碳、水、过剩空气外,还可能有卤代化合物,硫、氮、磷的氧化物,挥发性金属氧化物,灰分中也可能混有重金属氧化物,因此必须严格控制其二次污染。
4.1.1 废物预处理系统
对被焚烧废物的种类、数量热脂、水份等必须清楚了解,需严格验证来料的准确性,焚烧进料必须保证废物配伍得当和杜绝配伍禁忌,以确保安全运行。
4.1.2 焚烧系统
有害垃圾焚烧要最大限度地消除有害成分和所产生的灰分及残余物。焚烧一般采用两级焚烧系统,初级燃烧室为适应固体、液体、污泥等多种废物的燃烧,多选用回转式焚烧炉。大部分有机物在初级燃烧室气化、分解和燃烧。产生的烟气进一步在二级燃烧室燃烧,二级燃烧室温度一般高于1 300℃,以消除产生剧毒物的可能性。
4.1.3 烟气处理系统
由热回收、急冷和酸性气体吸收设备组成。烟气处理系统远比一般垃圾焚烧复杂和昂贵。由于不同的有害废物对焚烧要求的处理条件不同,目前焚烧处理的工艺和设备很多,使用范围各不相同。从大的类别来说,有专用焚烧炉焚烧工艺与利用现有高温工业设施共焚烧。专用焚烧炉制有回转窑、流化床焚烧炉、液体喷射炉、多室炉、敞口窑等;现有高温工业设施有工业锅炉、水泥窑、高炉等。
4.2 回转窑焚烧系统
回转窑是卧式的可回转的圆柱形钢筒,内衬耐火材料,回转轴与水平线呈一定的角度,一般为3°~5°,角度的大小可控制物料在炉内停留时间。废物从高端进行,经加热、干燥、气化、燃烧,残渣从低端排出,回转窑能处理各种类型的废物,操作简便,可回收热能,因此是目前焚烧有害物的主要手段,是较理想的技术设施。
城市是最大的资源消耗地,如果处理不妥,也是最大的污染源。城市规模的扩大在促进经济发展和社会繁荣的同时也给地球造成了巨大的压力,能否解决城市内部能量的循环利用问题直接关系到可持续发展观念能否真正的落实,关系到经济发展能否真正做到既满足当代人的需要,又不对后人满足其需要的能力构成危害。实现这一目标的最基本途径是应保证城市周边地区的生态安全,为城市的可持续发展建立稳固的物质基础。
参考文献:
[1]
1 前言
“垃圾围城”是世界性难题,2012年全国城市生活垃圾清运量达到1.71亿吨。因此,垃圾焚烧正逐步成为中国垃圾处理的主要手段之一。而由于政府监管不力、投资者目光短浅等多方面的原因,致使前些年各地建设的垃圾焚烧电厂在运营中出现了环境污染问题,许多城市的新建垃圾焚烧厂选址都出现因居民反对而难以落地的局面。在垃圾焚烧厂运行监管方面,目前主要是在垃圾焚烧厂内进行测量监控,缺少从周边环境视角出发的动态监控,因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。
2 模型基本假设
(1)在城区表层土(0-10cm)取样得到的浓度就是该采样点土壤中的重金属浓度;
(2)在自然区获得的重金属浓度能够真实反映该城区的土壤背景值;
(3)不考虑区域外污染源对城区内土壤重金属含量的影响;
(4)假设模型中使用的采样点能够客观反映整个市区的重金属污染情况;
(5)假设事故发生的概率是可估算的;
(6)不同区域的人群对污染物的吸收率是一样的。
3 监测因子的提出
在对模型求解之前,需要对垃圾焚烧厂烟气当中所产生的各种化学物质依据其对受体的负面健康影响进行一个定量评价。从而筛选出垃圾焚烧厂设施的有代表性的污染物。
考虑到垃圾焚烧厂的特殊性,其环境空气监测因子除了常规污染物HCL、SO2、NOx、以及TSP外,还需监测汞、铅、二恶英等特殊污染物。
4 暴露点浓度计算
AERMOD模型综合考虑了垃圾焚烧厂周边的大气、风力风向、地形、建筑物等因素,引入了行星边界层等新的大气边界层和大气扩散理论,并采用高斯扩散公式。因此,AERMOD模型可用于多种排放源(包括点源、面源和体源)的排放,它也可用于对乡村环境和城市环境、平坦地形和复杂地形、地面源和高架源等多种排放扩散情形的模拟。
AERMOD模型在不同条件下的扩散公式(考虑地形影响)如下:
5 健康风险评估
5.1 污染物通过呼吸作用进入人体的量
对于位于垃圾焚烧厂影响范围内某一区域里的居民,其受垃圾焚烧厂所产生的有害物质影响程度可通过计算污染物通过呼吸作用进入人体的量来定量给出。
其计算公式如下:
5.2 风险表征
风险表征主要包括致癌风险和非致癌风险:
A. 致癌风险
B. 非致癌风险
将所有的致癌物和非致癌物的风险分别相加,从而就得到了最终的致癌风险和非致癌风险。通过计算垃圾焚烧厂影响范围区域内的这两个指标,可以对居民受垃圾焚烧厂污染物危害程度进行一个评估。
C. 综合风险
根据美国环境保护局IRIS(综合风险信息系统)给出的计算方法,将所有的致癌物和非致癌物的风险分别相加 , 从而得到最终的综合致癌风险和综合非致癌风险。
R*为综合致癌风险
(为二英、等的致癌风险)
H*综合非致癌风险。
(为二英非致癌风险,为为非致癌风险)
6 结束语
垃圾焚烧厂在中国迅速发展起来,但是缺少从周边环境视角出发的动态监控,因而难以形成为民众所信服的全方位垃圾焚烧厂环境监控体系。使用AERMOD模型可以很好地预测出垃圾焚烧厂周围的污染风险,有很高的应用推广价值。于此同时,建立科学合理的污染评估模型,对垃圾焚烧厂的建设具有重要指导意义,并在建立科学的补偿体系中发挥至关重要的作用。
参考文献
[1]刘华峰.于可利.李金惠.聂永丰.危险废物焚烧设施的环境风险评价.环境科学研究.2005
[2]孔丝纺.解庆龙.曾辉.刘阳生.焚烧源二英的排放对周边土壤和植被污染的研究进展.生态环境学报.2011,20(3):560-566
作者简介:郑春雄(1973-),男,汉族,广东省汕头市人,热能动力工程专业工程师,深圳粤能环保再生能源有限公司总工程师。
一、垃圾焚烧发电工艺原理
垃圾焚烧发电是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧,释放出热能,余热回收加热给水变成蒸汽,蒸汽在汽轮机中推动汽轮发电机旋转做功,将蒸汽的热能转化为电能,释放热能后的烟气经净化系统处理后排放,从而将垃圾由“废物”变为可利用的“资源”。随着各种炉型技术的实践应用广泛开展,炉排式垃圾焚烧炉以适应性强,处理比较彻底的优势正成为目前国内垃圾焚烧的主流工艺。随着技术的不断的提高和发展,我国焚烧炉的垃圾处理容量也不断的提高,从初期的150t/d提高到现在的750t/d,规模日趋增大。
二、垃圾焚烧发电的特点
一般来说,垃圾经焚烧处理后残余的固体废物约占20%(炉渣约占15%,飞灰约占5%),考虑炉渣的综合利用因素,减量化效果更为显著。这相比于垃圾填埋处理要永久性占用土地来说节约了大量的土地资源。垃圾中的可燃物在焚烧中基本上变为了可利用的热能。根据城市发展程度及地理位置、生活习惯不同,垃圾的热值有所不同,一般用于焚烧的垃圾要求低位热值大于4180KJ/Kg,垃圾发电量一般在250kwh/t以上(随热值的提高而增加)。另外,由于垃圾焚烧后的尾气经过了严格的净化处理,因此对环境的污染被控制到了最低。因此,垃圾焚烧处理的特点是处理量大、减量效果好、无害化彻底,且有热能回收作用,是真正实现垃圾处理的“无害化、资源化、减量化”的技术手段。因此,对生活垃圾实行焚烧处理是无害化、减量化和资源化的有效处理方式,世界各国普遍采用这种垃圾处理技术,是目前解决城市垃圾围城问题最为有效的手段。
三、垃圾焚烧存在的问题
由于垃圾焚烧处理具有“无害化、资源化、减量化”的特点,因此近十年来在国内得到快速的发展,但是由于我国目前各垃圾焚烧厂所焚烧的垃圾均是未进行过分类的垃圾,其组成成份相当复杂,既有可燃的塑料、木材、纸屑等,也有不可燃砖头、瓦砾、金属等。经过焚烧处理后,生成的烟气中含有HCI、NOx、SO2等酸性气体,烟气中所含的灰分性质也比较粘,很容易粘附在受热面管子表面,降低换热效果,造成烟气温度偏高。这些酸性气体不仅对大气造成很大的污染,而且成为垃圾焚烧炉中致使高温腐蚀出现的主要因素。在焚烧炉烟气中含有浓度较高的HCl,对铁及铁化合物等均有腐蚀作用。已有多篇文献指出氯化氢气体对焚烧炉的焚烧设备本体有着很强的腐蚀作用。生活垃圾焚烧锅炉与传统的燃煤、燃油锅炉相比较,其金属受热面因腐蚀导致事故频率要高很多,占其汽水系统事故频率第一位。
出于发电效益要求,目前垃圾焚烧锅炉工质已从低参数饱和蒸汽向中温中压过热蒸汽参数过渡,这更加剧了高温腐蚀的发生。因此,垃圾锅炉既要满足发电工质参数要求,又要避免工质过热段金属受热面超温,产生高温腐蚀现象,认真探讨垃圾锅炉腐蚀成因并研究其防范对策,对垃圾焚烧锅炉和整个电厂的安全运行,具有重要意义。
四、HCI高温腐蚀现象分析及危害
1、HCI高温腐蚀过程
气相腐蚀反应可以是由不同的含氯物质引起的,最普遍的是HCI和C12,前者是烟气中的主要含氯物质,气相的HCI或CI离子的存在会增大过热器金属的腐蚀率,在氧化环境中这种现象常被称为活性氧化。普遍认为氯化物会引起正常情况下起保护作用的表面氧化物的损坏。关于HCI、Cl2腐蚀的简要过程过程及机理如下:
(1)、2Fe+3Cl2=2FeCl3或2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2;
(2)、4FeCl3+3O2=2Fe2O3+6Cl2
(3)、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
由于Fe与Cl2反应生成的中间产物FeCl2在高温下为气态,而FeCl3的熔点比较低,且易挥发,因此不断随烟气被带走,出来的Fe与不断补充过来的HCI、Cl2的反应一直持续进行,而且反应速率随着反应温度的升高而加快。
2、HCI高温腐蚀的危害
HCI高温腐蚀的危害之一就是严重地阻碍了垃圾电站发电效率的提高。HCI对金属的高温腐蚀主要发生在两个区域:(a)300一480℃区域(弱腐蚀发生域,生成氯化铁、碱性铁硫酸盐等区域);(b)550一700℃区域(强腐蚀发生域,氯化铁氧化及碱性铁硫酸盐分解区城)。过热器传热管金属表面温度为内部蒸汽温度+5一20℃左右,所以为了要防止腐蚀,蒸汽温度区域上限为400℃左右,致使发电效率只有20%左右。HCI气体对焚烧炉的焚烧设备本体及传热面都有着很强的腐蚀作用,根据经验表明,未采取有效保护措施的过热器金属的腐蚀速率达到1mm/y以上,严重的威胁到过热器管的安全运行,是导致过热器爆管停炉的主要原因。
五、抗HCI高温腐蚀的预防措施
有关烟气中由于HCI而产生金属高温腐蚀问题,若按一般性的看法进行整理,可归纳如下3点:
(a)腐蚀速度随烟气中HCI浓度的增加而增大
(b)腐蚀的程度与管壁温度有很大的关联(管壁温度越高腐蚀越剧烈)。
(c)采用抗腐蚀性的金属,可以防治HCI腐蚀危害
在目前的情况下,抗HCI高温腐蚀采用的措施主要有以下几个方面的措施:1.减少HCI的生成量;2.降低管壁温度;3.过热器段采用新型的耐高温腐蚀材料。这几种方法分别对应上述的几个特点而制定的。
1、减少HCI的生成量
进行垃圾分类预处理。分拣出塑料成份,降低含氯物质,生成的HCI气体含量就比较低,从一定程度上可以降低HCI腐蚀。
焚烧炉内加添加剂。在焚烧炉内添加生石灰、石灰石等物质,吸收腐蚀性气体HCI,降低高温区域腐蚀性气体浓度,从而缓解高温腐蚀外,还能形成高熔点复合物。
2、降低管壁温度
管壁壁温对腐蚀有相当大的影响(温度越高腐蚀越剧烈)。所以降低管壁温度为抗HCI高温腐蚀的有效措施之一。具体的方法有:
(1)严格限制锅炉过热器区域入口烟温。过热器因高温腐蚀爆管,占垃圾锅炉汽水系统事故频率首位,烟气温度过高是重要原因。因燃料构成不同,尽管电站锅炉烟温更高,高温腐蚀不是主要防范因素,过热器材质主要选择耐高温合金钢,其过热器正常腐蚀限度小于0.lmm/a。而垃圾锅炉过热器腐蚀速度通常大于0.3mm/a,若不采取防范措施,其腐蚀速度会大于1mm/a。因而炉排型垃圾锅炉过热器大多数布置在第三烟道,入口端烟温控制在650℃以下,必要时亦可在过热器入口端烟道再布置一段蒸发器,可有效解决该区域烟温过高问题。
(2)严格控制过热器管壁温度,是有效防止过热器发生高温腐蚀措施之一。合理计算过热器受热面,锅炉减温水流量调节精确、可靠,调节范围尽可能工作在线性区:根据垃圾不同组分变化,炉排炉选择合适料位和配风,尽量稳定炉温,避免过热器管壁超温。过热器设计应避免选用鳍片型过热器结构, 而采用光管结构,适度富裕量,以减少管壁表面拈污几率。
3、过热器段采用新型的耐高温腐蚀材料
过热器全部或高温段采用新型耐高温腐蚀材料,可有效延长过热器使用寿命。
(1).采用耐腐蚀高温合金钢。垃圾炉中的高温腐蚀以CI为主。耐CI腐蚀的高温合金钢材料价格较贵,选用这类材料必须权衡材料消耗费用和使用寿命的得失,进行经济评价,以选择经济性最佳的防腐方案。
(2).热喷涂耐腐蚀金属涂层。用于防腐的金属涂层能够在管道与腐蚀介质之间形成障碍层,从而起到保护作用,涂层在保护管道的同时自身会慢慢被腐蚀。
四、结论
垃圾焚烧炉在焚烧垃圾的过程中由于垃圾中含有塑料等含氯物质,经焚烧后生成了HCl和SO2等酸性气体,这些酸性气体在高温下对金属产生了强烈的腐蚀,腐蚀速率与温度正相关,是导致垃圾焚烧炉过热器爆管的主要原因。在实践中可通过垃圾分类减少塑料含量、焚烧中加入石灰等措施减少酸性气体的生成。在运行中可通过采取优化设计、加强运行参数调整等手段减缓高温腐蚀,达到提高过热器寿命及安全性的目的。
参考文献
1陈杰,屠梅曾,熊纬.,化腐朽为神奇―城市生活垃圾的资源化,科学学与科学技术管理,2002,23(9):70一72
2祝学礼,徐文龙,我国固体废物污染与无害化处理技术,卫生研究,2002,31(4):331一332