焚烧垃圾危害范文篇1
关键词：城市生活；垃圾焚烧；发电二英
目前，我国许多城市陷入了垃圾包围的状态。垃圾不仅污染环境，威胁人类健康，庞大数量的垃圾更侵占了大量的土地。资料显示，全世界垃圾年均增长速度为8.42%，中国垃圾增长率达10%以上，中国已成为垃圾包围城市最严重的国家之一。垃圾数量日益增长，危害人类健康，压缩人们生活的空间。垃圾减量化、无害化、资源化处理，使“放错地方的资源”合理利用已经成为当务之急。
1垃圾处理途径和特点概述
填埋、堆肥和焚烧是垃圾处理的主要途径：垃圾填埋方式需占用大量的土地资源，填埋产生的恶臭气体（甲烷、二氧化碳）和渗滤液，直接污染大气、地表水源和地下水源。随着我国社会经济发展，垃圾填埋和城市化进程矛盾不断加深，城市生活垃圾填埋已经难以为继。堆肥是处理与利用垃圾的一种方法。利用垃圾或土壤中的微生物，使垃圾中的有机物降解，形成一种类似腐蚀质土壤的物质，常用作肥料改善土质。其优点是投资较低、技术简单、垃圾分解后作为肥料再利用；缺点是对垃圾分类要求高、分解中会产生气体污染环境。该方法适用于垃圾分类系统较完善、可降解有机物含量较高的城市垃圾处理。2013年欧盟人均产生481公斤垃圾，其中有43%被分类回收或堆肥。焚烧是垃圾处理“三化”的有效方式。焚烧后垃圾的质量、体积约为原来1/10和1/20，约2.5吨垃圾的热值和1t烟煤的热值相当，如将这些垃圾合理应用，我国每年可节煤约5000万吨，与填埋、堆肥方式相比有巨大的优势。西方发达国家在上世纪七十年代就投产了一批焚烧垃圾发电站。我国在深圳、杭州、珠海等城市也投建了多座垃圾焚烧发电站，并取得了良好的效果。近年我国出台了很多政策，例如垃圾处置补贴，垃圾焚烧发电电价补贴、税费减免等政策方针推动垃圾的资源化发展。在良好的政策引导和技术支持下，垃圾焚烧发电供热已发展成为我国城市垃圾“三化”处理的主要发展方向。
2垃圾焚烧的条件和方式
从燃料角度来说，燃烧热值达一定值时，才能从设备、能量的投入中获得收益。当垃圾发热值>5000kj/kg时燃烧稳定，燃烧效果较好；而发热值≤3344kj/kg时，燃烧不稳定，此时需投燃油助燃。垃圾中含水量较大，需要在焚烧前进行干燥处理，一些垃圾处理过程产生有害的剧毒物质，需进行分类，这些预处理和分类会加大设备和运行的投入。垃圾焚烧技术主要有三大类：层状燃烧技术，主要是炉排炉燃烧；旋转燃烧技术，主要是回转窑燃烧；流化床燃烧技术，主要是循环流化床燃烧。
2.1层状燃炉技术
炉排炉从上往下分为几层炉排，炉排由传动装置带动，上下各层炉排运动方向相反。垃圾燃料通过进料装置进入炉排随炉排依次由上往下移动、燃烧；燃烧产生的高温烟气经辐射和对流的方式传热给锅内给水产生高温高压蒸汽带动汽轮机发电机，低温烟气经除尘、脱硫脱销等设备达标后由烟囱排出。在炉排移动过程中，垃圾燃料依次通过干燥区、燃烧区和燃尽区。在干燥区完成垃圾燃料的干燥和加热，挥发出可燃气体等过程，是燃烧的准备阶段，需要的空气量少；在燃烧区完成垃圾燃料和可燃气体的燃烧，需要鼓入大量空气；燃尽阶段是燃料燃尽排渣阶段。垃圾组分不同，各阶段所需时间和空气量也同，合理控制炉排运转速度、给料层厚度和风量配比，才能获得更好的焚烧效果。这种燃烧方式对入炉垃圾要求不是很高，不需进行严格的预处理。但焚烧垃圾的炉排的材质规格和加工精度很高，传动机械的结构也较复杂，故设备的投入、运行和维护成本也较高。西方发达国家普遍采用这种燃烧技术，且已发展得较为成熟。
2.2回转炉技术
炉体为倾斜的圆筒形，内壁采用耐火砖砌筑或水冷壁敷设。炉筒由电机带动旋转，内壁上有挡板，垃圾燃料由筒体旋转从下部反复带到上部，靠自重落下，与鼓入的空气和高温烟气进行充分接触，因而燃烧比较完全。调节筒体转动速度和风量即可控制燃烧，操作简单，焚烧均匀、速度快，运行和维护成本较低。回转炉的热效率较低，燃烧中会伴随着臭味，需加装脱臭装置或导入高温后焚烧。国内外一般用于医用垃圾的焚烧。
2.3流化床技术
循环流化床的原理是燃料在流化状态下燃烧。一定颗粒燃料和脱硫用的石灰石经给料器进入炉床，空气通过炉床以一定速度向上吹入炉膛，粒状燃料在炉床上翻滚和燃烧，与空气和高温烟气充分接触，呈流化状。粗粒在下部燃烧，细粒在上部燃烧，吹出炉膛的粒子进入旋风分离器分离后，再进入炉膛中循环燃烧，燃尽后的灰渣经冷渣器后排出炉外。循环流化床着火稳定性很好，低负荷时燃烧稳定性也很好；燃料适用性广，对焚烧热值低、水份高的城市生活垃圾有很好的适用性；负荷调节范围较大，炉效率可达95%以上。循环流化床独特的燃烧方式和机理，其有害物质如氮氧化物、二英等的产生和排放量少于其他方式，循环流化床锅炉被公认是垃圾焚烧产生二英最少的锅炉。
3垃圾焚烧技术中的问题
3.1二英
二英是垃圾焚烧中含氯化合物产生的一种强致癌、毒性物质。目前抑制二英产生的主要技术措施是“3T”原则：温度控制，提高炉膛温度；过程时间控制，提高高温区停留时间；过程扰动控制，提高扰动强度。另外控制燃烧的过量空气系数，采用活性炭吸附等措施也可减少二英的产生和排放。
3.2二氧化硫和氮氧化物
和化学燃料一样，垃圾焚烧会产生硫、氮的氧化物。垃圾焚烧电厂主要采用传统的脱硫脱硝工艺，使得烟气达到排放标准。
3.3焚烧的灰渣
垃圾焚烧会产生飞灰和炉灰渣。这些灰渣中不仅含有二英，还富含重金属元素（如铅、镉、铬、锌等），对人们健康的危害极大，须将垃圾焚烧后的灰渣作为危险固体废物进行处理。目前国内外主要采用飞灰固化和飞灰稳定化进行处理，如采用水泥固化填埋、密封填埋、和化学稳定后填埋等方式处理垃圾焚烧后灰渣。
3.4渗滤液
垃圾堆放和处理会产生大量成分复杂、危害较大的渗滤液，其COD>8000mg/L，BOD>5000mg/L，会污染地表水和地下水，必须进行无害化处理。采用垃圾渗滤液回喷燃烧装置将其送入炉中燃烧是焚烧垃圾发电站的一种做法。目前对垃圾渗滤液尚无成熟的处理工艺，各研究和科研机构的研究方向主要集中在电解、催化湿式氧化、膜生物反应器等。
4结束语
城市垃圾“三化”处理，不仅能缓解垃圾给大气、水源、土地带来的压力，还能充分利用再生能源，产生经济效益。随着社会进步和经济发展需要，越来越多的城市生活垃圾焚烧供电供热站将陆续投入运行，随之也带来了二英、重金属，等二次污染问题。我们只有不断深入学习和探索，不断研究和发展，完善垃圾焚烧技术并使之成熟，才能使社会生活、经济效益和环境保护和谐统一，才能促进社会经济环境资源的可持续发展。
参考文献
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焚烧垃圾危害范文篇2
关键词:垃圾焚烧;烟气污染;治理措施
城市生活垃圾常规处理方法有填埋、焚烧和堆肥等。垃圾焚烧因其无害化较彻底、减容量大、处理时间短、可以回收热能、占地面积较小等优点而倍受关注。我国自“十一五”以来已新建生活垃圾焚烧发电厂50多座,珠海、上海、北京、广州等地均积极筹建大型垃圾焚烧厂。
焚烧处理技术的核心是燃烧的合理组织和二次污染的防治。垃圾焚烧对环境的二次污染物主要源于焚烧过程中产生的烟气。焚烧烟气中含有大量酸性气体(HCl、SO2、HF、HBr、NOx等)、有机类污染物(PCDDs、PCDFs等)、颗粒物及重金属等。本文通过对焚烧过程中各种污染物产生及排放过程的介绍,提出了控制垃圾焚烧产生的二次污染应采取的措施。
1垃圾焚烧烟气污染物的形成及危害
1.1酸性气体
焚烧烟气中的酸性气体主要由SOX、NOX、HCl、HF组成,均来源于相应垃圾组分的燃烧。SOX主要由SO2构成,产生于含硫化合物焚烧氧化所致。NOX包括NO、NO2、N2O3等,主要由垃圾中含氮化合物分解转换或由空气中的氮在燃烧过程中高温氧化生成。HCl来源于氯化物,如PVC、像胶、皮革,厨余中的NaCl以及KCl等。焚烧烟气中HCl气体的浓度相对较高,往往在400~1200ppm。SOX与NOx的浓度相对较低[1]。所以HCl是垃圾焚烧烟气中主要的污染气体。
HCl气体对人体有较强的伤害性。据全球污染排放评估组织(GEIA)测算,全世界每年由生活垃圾焚烧向环境排放的HCl气体达218kg之多,相当于每人每年仅通过垃圾焚烧向大气排放了0.42kgHCl[2]。HCl气体会对余热锅炉受热面和监测仪表产生高低温腐蚀,影响余热锅炉安全并限制了过热蒸汽参数的提高;HCl气体的存在升高了烟气露点,导致排烟温度升高,降低锅炉热效率[3];氯源在一定条件下与重金属反应生成低沸点的金属氯化物,从而加剧了重金属的挥发,导致重金属在飞灰上的富集,增加飞灰毒性[4];HCl气体能促进氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有机物的生成,而且PVC裂解后生成的HCl被认为能促进多环芳烃(PAHs)的生成[5]。因此,有效去除HCl气体直接关系到焚烧系统的安全和环保运行。
1.2有机类污染物
有机类污染物主要是指在环境中浓度虽然很低,但毒性很大,直接危害人类健康的二恶英类化合物,其主要成分为多氯二苯并二恶英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。通常认为,垃圾的焚烧是环境中此类化合物产生的主要来源[6,7]。垃圾焚烧炉中二恶英有两种成因:一是垃圾自身含有微量的二恶英类物质,二是焚烧炉在垃圾燃烧过程中产生二恶英,其形成机理概括起来有三种[8,9]:(1)高温合成。在垃圾进入焚烧炉的初期干燥阶段,除水分外,含碳氢成分的低沸点有机物挥发后,与空气中的氧反应生成水和二氧化碳,形成暂时缺氧状况,使部分有机物同氯化氢反应,生成二恶英;(2)从头(denovo)合成。通过denovo合成反应形成二恶英。即在低温(250~350℃)条件下,大分子碳(残碳)与飞灰基质中的有机或无机氯在飞灰表面反应,生成二恶英;(3)前驱物合成。不完全燃烧及飞灰表面的不均匀催化反应,可形成多种有机气相前驱物,如多氯苯酚和聚氯乙烯,前驱物分子在燃烧过程中通过重排、自由基缩合、脱氯及其它化学反应生成二恶英。
1.3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。同时,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,危害也就越大。细小颗粒物中会含有Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn、Sb、Cd、Se等重金属,其中对人体危害大的重金属如Cr、Cd、Ni、Pb、Se等主要集中于小于3μm[10]的颗粒物中。因此,在去除颗粒物的同时,也就在一定程度上削减了重金属的危害。
2垃圾焚烧烟气污染控制
垃圾焚烧生成的污染物来源于垃圾组分,其存在形式及数量与焚烧条件和净化系统密切相关。从污染物的产生及其排放过程看,控制垃圾焚烧产生的二次污染可以采取以下措施。
2.1控制烟气污染物的产生
根据烟气污染物的形成机理,控制垃圾焚烧条件,使燃烧处于良好状态,从而减少有害物质的生成。运用合适的炉膛和炉排结构,使垃圾在焚烧炉得以充分燃烧。烟气中CO的浓度是衡量垃圾充分燃烧的指标之一,CO浓度越低说明燃烧越充分,比较理想的CO浓度指标是低于60mg/m3。
焚烧炉内烟气出口温度不低于850℃,烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于2S,O2的浓度不少于6%,并合理控制助燃空气的风量、温度和注入位置。在炉内喷入固硫固氯剂CaCO3或CaO可降低氯化物和硫化物对高温受热面的高温腐蚀及对大气的二次污染。
燃烧过程中NOX与二恶英的控制条件矛盾,一般在燃烧实际运行中保证在垃圾可燃组分充分燃烧的基础上再兼顾NOX的产生。国外的处理措施是在烟气处理系统中增加脱硝装置。
2.2烟气净化处理
烟气净化系统是城市生活垃圾焚烧污染控制的关键,烟气净化后各种污染物的排放浓度应达到国标GWKB3-2000的规定。
烟气净化一般主要有由脱酸,除尘,活性炭吸附三个部分组成。国内外普遍采用的工艺主要是半干法/干法+布袋除尘器,其中脱酸技术是垃圾焚烧烟气净化系统的核心。
2.2.1脱酸
酸性气体HCl、SOx、HF主要通过湿法、干法或半干法中Ca(OH)2、NaOH等碱性物质中和吸收来去除。其中,湿法技术效率高,可达97%以上,但有大量污水排出,容易造成二次污染。干法技术无污水排放,但脱除效率仅达60%~70%。半干法技术有较高的脱除效率(可达90%左右),药品用量少,且无污水排放,因此为烟气脱酸的主要适用技术。
半干法脱酸装置一般设置在除尘器之前,主要包括给料系统、混合系统和反应系统。脱酸剂CaO在给料系统生成粉状Ca(OH)2,再进入混合系统与烟气及少量的水充分混合,最后以喷雾状进入反应系统。HCl、SOx、HF等酸性成分被吸收,生成中性、干燥的细小固体颗粒,随烟气进入下一步净化系统。主要反应有:
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O(1)
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O(2)
2.2.2除尘
除尘器是烟气净化系统的末端设备,国标GB18485-2001中规定生活垃圾焚烧炉除尘装置必须采用袋式除尘器。袋式除尘器不仅收捕一般颗粒物,而且能收捕挥发性重金属或其氯化物、硫酸盐或氧化物所凝结成直径≤0.5μm的气溶胶,还能收捕吸附在灰分或活性炭颗粒上的二恶英等有机类污染物。
袋式除尘系统中的布袋是由不同材料的纤维制成滤布,对尾气进行过滤,达到除尘及吸附二恶英的目的。烟尘颗粒在滤布表面堆积形成致密的薄层,因此布袋式除尘器对粉尘去除率一般都很高。受布袋材料的耐热强度限制,尾气温度一般须控制在250℃左右,低于二恶英的再合成温度。
2.2.3活性炭吸附
目前国内外垃圾焚烧烟气处理中,对二恶英的处理主要采用活性炭吸附。活性炭不仅可以吸附二恶英还能有效去除重金属等物质。由于飞灰的比表面积很大,对二恶英有很强的吸附作用,导致飞灰中二恶英浓度很高,通常占焚烧过程二恶英总排放量的70%左右[11]。而大部分的重金属(70%)都仍留存于炉渣中,仅Hg和Cd在高温下挥发,进入飞灰随焚烧烟气排放[12]。为提高烟气中二恶英类和重金属污染物的去除率,可以采取以下方法[13]:(1)减少烟气在200~350℃温度域的停留时间,有利于减少二恶英类污染物再次生成,控制除尘器入口烟气温度低于200℃,有利于有机类及重金属污染物的脱除,即在设计和运行中采用“温度控制”;(2)在反应塔和除尘器之间,通过混粉器在烟气中喷入活性炭或多孔性吸附剂,可吸附二恶英类和重金属污染物,再用布袋除尘器捕集。
3结语
垃圾焚烧能够最大限度地实现生活垃圾的减量化、无害化、资源化,具有很好的应用前景,但焚烧不可避免带来二次污染,尤其是由飞灰、酸性气体、二恶英、重金属等组成的焚烧烟气的污染。
垃圾焚烧烟气二次污染的防治是垃圾焚烧系统不可缺少的组成部分。要采用适当的烟气净化处理技术,对污染物的排放进行有效的控制。
参考文献
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焚烧垃圾危害范文篇3
关键词：垃圾焚烧飞灰渗滤液浓缩液固化
随着经济的快速发展以及居民生活水平的急剧提高，城镇生活垃圾的量也在飞速发展，据调查，目前广州市的生活垃圾产量每天超过一万吨。由于土地资源的稀缺，垃圾填埋已经渐渐被淘汰，垃圾焚烧以其减量化、无害化以及资源化的优势，渐渐成为生活垃圾处理的主要方式。然而生活垃圾焚烧产生的飞灰因含有大量的重金属以及其它有害物质，越来越受到环保部门的高度关注和重视。而对于现存的垃圾填埋场来说，处理垃圾渗滤液后产生的浓缩液处理成为了新的技术难点。
一、垃圾焚烧飞灰及渗滤液浓缩液的的主要成分分析
以广州某垃圾焚烧厂的垃圾焚烧飞灰为例，主要重金属成分：汞
生活垃圾填埋场产生的渗滤液浓缩液，以广州某垃圾填埋场为例，COD大于3500mg/L，总氮浓度大于500mg/L，其中硝酸盐氮大于300mg/L。高的COD和氨氮浓度加剧了渗滤液浓缩液处理的困难度。
二、垃圾焚烧飞灰及渗滤液浓缩液的处理方式
1.垃圾焚烧飞灰的主要处理方式
目前，垃圾焚烧飞灰主要的处理处置方式有作为危废，进入危废填埋专区进行填埋；稳定化处理后，作为普通废弃物进行填埋等。
1.1作为危险废弃物进行填埋：作为危废填埋处理的成本高，且对环境的潜在威胁大，与固废处理的减量化、无害化和资源化原则相违背。
1.2稳定化处理后，作为普通废弃物进行填埋：稳定化后填埋是目前普遍采用的处理方法，主要采用水泥固化、特殊固化剂固化以及螯合-固化等稳定化处理过程。寻找高效、价格低廉的固化剂是目前主要的研究方向。
2.垃圾渗滤液浓缩液的主要处理方式
由于渗滤液浓缩液含有高浓度的氨氮以及氯离子等盐分，加剧了其处理的成本和处理的难度。普通的生物法、物化法等都无法进行有效处理，目前主要采用的处理方法是回灌法，而回灌法对环境也存在巨大的潜在威胁，会造成盐分的富集，从而使土壤板结或造成其它的环境危害。
三、垃圾焚烧飞灰与渗滤液浓缩液综合处理试验研究
1.主要工艺流程
该处理方法主要是将垃圾焚烧飞灰与固化剂按一定量的比例混合搅拌均匀后，用渗滤液浓缩液取代传统的固化反应添加水，作为固化剂与焚烧飞灰固化反应的介质，进一步混合搅拌，养护14天后，进入填埋场作为普通废弃物进行填埋。垃圾焚烧飞灰取自广州某垃圾焚烧厂，固化剂为武汉大学环境学院自行研制的HAS固化剂，渗滤液浓缩液取自广州某生活垃圾填埋场。主要工艺流程如图1所示。
2.主要试验参数
该试验固定掺入50%的渗滤液浓缩液，固化剂添加量分别为5%，10%，15%，20%，进行多组试验，分别在常温下进行14天的稳定化养护后，测其Pb、Cd的浓度。选取最佳的固化剂添加量。
3.试验结果及结果分析
根据表2的分析结果可以看出，浓缩液添加量为50%时，最佳的固化剂添加量为15%，固化后的垃圾焚烧飞灰重金属浸出浓度即可达标，具有良好的固化效果。
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