發(fā)布時(shí)間:2023-12-31 10:46:04
序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇焚燒垃圾的危害,期待它們能激發(fā)您的靈感。
[關(guān)鍵詞]城市垃圾;焚燒;氣體污染;防治;現(xiàn)狀分析;措施探究
【分類號】X51
引言
城市垃圾作為污染城市生活環(huán)境的主要方式,嚴(yán)重影響到了城市生活環(huán)境的質(zhì)量,而城市生活垃圾焚燒雖然能夠減少這些垃圾的不斷堆積,但是一些不合理的焚燒方式不但不能降低污染程度,反而還會產(chǎn)生一些更加嚴(yán)重的有害氣體污染,這些有害氣體借助風(fēng)力往往會迅速擴(kuò)散到城市的每一個(gè)角落,對人們?nèi)粘I畹馁|(zhì)量帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響。例如近些年來隨著城市垃圾焚燒中的氣體污染,使的越來越多的城市老人都因空氣質(zhì)量問題而患上一些呼吸道疾病,嚴(yán)重危害到整個(gè)城市人們的身體健康。目前隨著“可持續(xù)化綠色健康發(fā)展”發(fā)展理念的提出,人們對城市垃圾焚燒也有了新的認(rèn)識,“到底如何來焚燒垃圾,如何減少焚燒中的氣體污染”已成為環(huán)保研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。另一方面,國家也在逐漸加大對市垃圾焚燒中的氣體污染防治的管理力度,一些新型環(huán)保有效的城市垃圾焚燒技術(shù)也在不斷地開發(fā)和運(yùn)用,這對城市環(huán)境保護(hù)是百利而無一害的。
一、我國城市垃圾焚燒中的氣體污染與防治的發(fā)展現(xiàn)狀
目前我國城市垃圾主要的來源是生產(chǎn)垃圾和生活垃圾,包括一些塑料廢品和其它材料。由于這些垃圾材料有助于燃燒,因此城市垃圾焚燒已經(jīng)成為一種常見的垃圾處理方式,而這種處理方式往往也會給人們的日常生活和身體健康帶來諸多的不便。近幾年由于人們對環(huán)境保護(hù)意識的提高,國家高度重視環(huán)境保護(hù)事業(yè),因此在珠海、上海、北京等其它城市垃圾較多的大型城市建立了許多的垃圾焚燒處理廠,據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示每年可以減少二氧化硫排放量高達(dá)1000多萬噸。另一方面,國家也正在不斷地完善焚燒氣體污染排放標(biāo)準(zhǔn),并大力開發(fā)一些新型的垃圾焚燒廢氣防治處理技術(shù),大大提高了整個(gè)防治的實(shí)際效果和質(zhì)量。但是這些好的處理政策和技術(shù)只是在那些發(fā)達(dá)城市得到了很好的落實(shí)和運(yùn)用,而那些二線及以下城市卻還沒有得到足夠的重視,呈現(xiàn)出發(fā)展不均勻的現(xiàn)狀。顯然由于氣體污染的特殊性,很難從根本上對氣體污染進(jìn)行有效地防治。總體說來城市垃圾焚燒中的氣體污染與防治工作的發(fā)展速度較快,但是發(fā)展不均勻也是一個(gè)制約其發(fā)展的主要因素之一,在今后的發(fā)展過程中,需要全面進(jìn)行控制和防治。
二、城市垃圾焚燒中的氣體污染的主要危害
眾所周知在整個(gè)垃圾焚燒過程中,常常會產(chǎn)生大量的粉塵、二氧化硫(SO2 )、一氧化碳(CO)、氯化氫(HCL)、氮的氧化物(NO x)等其它污染氣體。這些氣體的來源及危害如下表所示,顯然這些垃圾焚燒所產(chǎn)生的氣體是具有較大危害性的,如果不加以管理和防止,就會給城市生活環(huán)境和人體健康帶來不必要的麻煩。
三、城市垃圾焚燒中的氣體污染的防治措施
要想有一個(gè)健康環(huán)保的城市生活環(huán)境,就需要對城市垃圾焚燒中的氣體污染進(jìn)行科學(xué)有效的防治,其主要的防治措施有:(一)進(jìn)行防臭處理。城市垃圾由于長時(shí)間的堆積腐爛,使其產(chǎn)生高溫,促使腐爛臭氣四處飄揚(yáng)。故而需要利用密閉式燃燒處理設(shè)備來將垃圾集中處理,同時(shí)還利用通風(fēng)設(shè)備減少臭氣外溢。(二)減少垃圾焚燒中氣體的產(chǎn)生。首先對垃圾進(jìn)行分類處理,以避免燃燒時(shí)氣體間相互反應(yīng),形成二次污染。接著對垃圾燃燒爐進(jìn)行通氧處理,是整個(gè)燃燒化學(xué)反應(yīng)能夠完全進(jìn)行,以減少一氧化碳、氮的氧化物氣體產(chǎn)生。接著控制垃圾燃燒爐中過量的氧氣,以減少氮的氧化物氣體產(chǎn)生。最后對爐內(nèi)的尾氣進(jìn)行處理,主要是利用化學(xué)反應(yīng)原理來進(jìn)行有效處理,適量使用固硫固氯劑,來使二氧化硫氣體等氣體變成固體物質(zhì),以減少其擴(kuò)散污染。(三)對垃圾燃燒爐中產(chǎn)生尾氣進(jìn)行分離處理,采用氣體分離技術(shù)把各種不同的氣體單獨(dú)分離出來,進(jìn)行二次利用,這樣不僅能夠減少有害氣體的排放,而且還能夠提高能源的利用效率,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。這也是目前最為提倡的城市垃圾焚燒中的氣體污染的防治處理措施,應(yīng)該得到廣泛的推廣和使用。(四)使用綠色環(huán)保的用品,以減少城市垃圾焚燒的發(fā)生率,從產(chǎn)生污染氣體根本原因的角度出發(fā)來實(shí)施防治。這樣既可以減少氣體污染的來源,而且還能節(jié)約資源,完全有利于現(xiàn)代社會環(huán)保發(fā)展的需求。(五)采用其它城市垃圾處理技術(shù),例如利用高壓壓縮進(jìn)行填埋、填海處理,或是進(jìn)行回收二次利用。這樣也能夠減少污染氣體的產(chǎn)生,從側(cè)面起到了城市垃圾焚燒中的氣體污染的防治的目的。
四、對未來城市垃圾焚燒處理技術(shù)的建議
城市生活垃圾焚燒污染對整個(gè)城市建設(shè)和發(fā)展都會帶來嚴(yán)重的影響,這就需要對我國未來城市垃圾焚燒處理技術(shù)有一個(gè)更好的發(fā)展目標(biāo)和方向。一是要對城市垃圾的產(chǎn)生來源進(jìn)行嚴(yán)格的控制,號召廣大人們?nèi)罕娛褂霉?jié)能環(huán)保的生活用品,以便能夠從根本上防治垃圾焚燒過程的發(fā)生。完成這一目標(biāo)的關(guān)鍵就是提高人們的環(huán)保意識和新材料開發(fā)技術(shù)的不斷開發(fā),從而有效減少了城市垃圾的產(chǎn)生。而是要對城市垃圾焚燒處理技術(shù)進(jìn)行提高和完善,目前大多數(shù)城市垃圾焚燒處理都是采用直接燃燒處理,不能很好起到防止二次污染的作用,造成處理失效。在這一塊除了通過自己研究還開發(fā)新技術(shù)外,還可以適量的引用一些國外先進(jìn)的城市垃圾焚燒處理技術(shù),盡可能的使我國的城市垃圾焚燒處理系統(tǒng)變得更加完善和合理。另外還需要擴(kuò)大國內(nèi)的城市垃圾焚燒處理范圍,全面實(shí)施無污染、綠色安全的城市垃圾焚燒處理措施。
結(jié)束語
現(xiàn)階段普遍提倡節(jié)能環(huán)保,而城市生活垃圾則是背道而馳,故而需要對其進(jìn)行合理的處理,否則還會加大其危害程度。城市生活垃圾焚燒是一項(xiàng)既復(fù)雜又偉大的環(huán)保建設(shè)工程,如果處理不得當(dāng),就會造成二次污染,失去了環(huán)保的實(shí)際意義。在今后的城市垃圾焚燒中的氣體污染與防治過程中,需要小心謹(jǐn)慎實(shí)施垃圾焚燒處理措施,切記不要以“環(huán)保節(jié)能”名義隨意來對城市垃圾進(jìn)行焚燒處理,應(yīng)該遵循循環(huán)利用、生態(tài)無害、可持續(xù)發(fā)展為宗旨,以資源化、無害化、減量化為原則來對焚燒中的氣體污染進(jìn)行有效的防治。
參考文獻(xiàn)
垃圾焚燒發(fā)電廠的危害:
焚燒煙氣中的酸性氣體氯化氫是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體,氯化氫氣體對人體有較強(qiáng)的傷害性;氯化氫氣體在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點(diǎn)的金屬氯化物,加劇重金屬的揮發(fā),導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集,增加飛灰毒性;焚燒煙氣的有機(jī)類污染物毒性很大,直接危害人類健康的是二惡英類化合物,其主要成分為多氯二苯并二惡英和多氯二苯并呋;焚燒煙氣中的顆粒物及重金屬垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的細(xì)小顆粒物,垃圾中原有的顆粒物在爐膛內(nèi)被氣流揚(yáng)起并隨焚燒氣排出,垃圾中可燃組分因燃燒不完全會形成黑煙,黑煙中含有大量的碳粒子,顆粒物的粒徑越小越容易進(jìn)入肺泡,危害會越大。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:垃圾焚燒;煙氣污染;治理措施
城市生活垃圾常規(guī)處理方法有填埋、焚燒和堆肥等。垃圾焚燒因其無害化較徹底、減容量大、處理時(shí)間短、可以回收熱能、占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。我國自“十一五”以來已新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠50多座,珠海、上海、北京、廣州等地均積極籌建大型垃圾焚燒廠。
焚燒處理技術(shù)的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治。垃圾焚燒對環(huán)境的二次污染物主要源于焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣。焚燒煙氣中含有大量酸性氣體(HCl、SO2、HF、HBr、NOx等)、有機(jī)類污染物(PCDDs、PCDFs等)、顆粒物及重金屬等。本文通過對焚燒過程中各種污染物產(chǎn)生及排放過程的介紹,提出了控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染應(yīng)采取的措施。
1垃圾焚燒煙氣污染物的形成及危害
1.1酸性氣體
焚燒煙氣中的酸性氣體主要由SOX、NOX、HCl、HF組成,均來源于相應(yīng)垃圾組分的燃燒。SOX主要由SO2構(gòu)成,產(chǎn)生于含硫化合物焚燒氧化所致。NOX包括NO、NO2、N2O3等,主要由垃圾中含氮化合物分解轉(zhuǎn)換或由空氣中的氮在燃燒過程中高溫氧化生成。HCl來源于氯化物,如PVC、像膠、皮革,廚余中的NaCl以及KCl等。焚燒煙氣中HCl氣體的濃度相對較高,往往在400~1200ppm。SOX與NOx的濃度相對較低[1]。所以HCl是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體。
HCl氣體對人體有較強(qiáng)的傷害性。據(jù)全球污染排放評估組織(GEIA)測算,全世界每年由生活垃圾焚燒向環(huán)境排放的HCl氣體達(dá)218kg之多,相當(dāng)于每人每年僅通過垃圾焚燒向大氣排放了0.42kgHCl[2]。HCl氣體會對余熱鍋爐受熱面和監(jiān)測儀表產(chǎn)生高低溫腐蝕,影響余熱鍋爐安全并限制了過熱蒸汽參數(shù)的提高;HCl氣體的存在升高了煙氣露點(diǎn),導(dǎo)致排煙溫度升高,降低鍋爐熱效率[3];氯源在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點(diǎn)的金屬氯化物,從而加劇了重金屬的揮發(fā),導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集,增加飛灰毒性[4];HCl氣體能促進(jìn)氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有機(jī)物的生成,而且PVC裂解后生成的HCl被認(rèn)為能促進(jìn)多環(huán)芳烴(PAHs)的生成[5]。因此,有效去除HCl氣體直接關(guān)系到焚燒系統(tǒng)的安全和環(huán)保運(yùn)行。
1.2有機(jī)類污染物
有機(jī)類污染物主要是指在環(huán)境中濃度雖然很低,但毒性很大,直接危害人類健康的二惡英類化合物,其主要成分為多氯二苯并二惡英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)。通常認(rèn)為,垃圾的焚燒是環(huán)境中此類化合物產(chǎn)生的主要來源[6,7]。垃圾焚燒爐中二惡英有兩種成因:一是垃圾自身含有微量的二惡英類物質(zhì),二是焚燒爐在垃圾燃燒過程中產(chǎn)生二惡英,其形成機(jī)理概括起來有三種[8,9]:(1)高溫合成。在垃圾進(jìn)入焚燒爐的初期干燥階段,除水分外,含碳?xì)涑煞值牡头悬c(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)后,與空氣中的氧反應(yīng)生成水和二氧化碳,形成暫時(shí)缺氧狀況,使部分有機(jī)物同氯化氫反應(yīng),生成二惡英;(2)從頭(denovo)合成。通過denovo合成反應(yīng)形成二惡英。即在低溫(250~350℃)條件下,大分子碳(殘?zhí)?與飛灰基質(zhì)中的有機(jī)或無機(jī)氯在飛灰表面反應(yīng),生成二惡英;(3)前驅(qū)物合成。不完全燃燒及飛灰表面的不均勻催化反應(yīng),可形成多種有機(jī)氣相前驅(qū)物,如多氯苯酚和聚氯乙烯,前驅(qū)物分子在燃燒過程中通過重排、自由基縮合、脫氯及其它化學(xué)反應(yīng)生成二惡英。
1.3顆粒物及重金屬
垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的細(xì)小顆粒物。同時(shí),垃圾中原有的顆粒物在爐膛內(nèi)被氣流揚(yáng)起并隨焚燒氣排出。垃圾中可燃組分因燃燒不完全會形成黑煙,黑煙中含有大量的碳粒子。
顆粒物的粒徑越小越容易進(jìn)入肺泡,危害也就越大。細(xì)小顆粒物中會含有Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn、Sb、Cd、Se等重金屬,其中對人體危害大的重金屬如Cr、Cd、Ni、Pb、Se等主要集中于小于3μm[10]的顆粒物中。因此,在去除顆粒物的同時(shí),也就在一定程度上削減了重金屬的危害。
2垃圾焚燒煙氣污染控制
垃圾焚燒生成的污染物來源于垃圾組分,其存在形式及數(shù)量與焚燒條件和凈化系統(tǒng)密切相關(guān)。從污染物的產(chǎn)生及其排放過程看,控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染可以采取以下措施。
2.1控制煙氣污染物的產(chǎn)生
根據(jù)煙氣污染物的形成機(jī)理,控制垃圾焚燒條件,使燃燒處于良好狀態(tài),從而減少有害物質(zhì)的生成。運(yùn)用合適的爐膛和爐排結(jié)構(gòu),使垃圾在焚燒爐得以充分燃燒。煙氣中CO的濃度是衡量垃圾充分燃燒的指標(biāo)之一,CO濃度越低說明燃燒越充分,比較理想的CO濃度指標(biāo)是低于60mg/m3。
焚燒爐內(nèi)煙氣出口溫度不低于850℃,煙氣在爐膛及二次燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間不小于2S,O2的濃度不少于6%,并合理控制助燃空氣的風(fēng)量、溫度和注入位置。在爐內(nèi)噴入固硫固氯劑CaCO3或CaO可降低氯化物和硫化物對高溫受熱面的高溫腐蝕及對大氣的二次污染。
燃燒過程中NOX與二惡英的控制條件矛盾,一般在燃燒實(shí)際運(yùn)行中保證在垃圾可燃組分充分燃燒的基礎(chǔ)上再兼顧NOX的產(chǎn)生。國外的處理措施是在煙氣處理系統(tǒng)中增加脫硝裝置。
2.2煙氣凈化處理
煙氣凈化系統(tǒng)是城市生活垃圾焚燒污染控制的關(guān)鍵,煙氣凈化后各種污染物的排放濃度應(yīng)達(dá)到國標(biāo)GWKB3-2000的規(guī)定。
煙氣凈化一般主要有由脫酸,除塵,活性炭吸附三個(gè)部分組成。國內(nèi)外普遍采用的工藝主要是半干法/干法+布袋除塵器,其中脫酸技術(shù)是垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)的核心。
2.2.1脫酸
酸性氣體HCl、SOx、HF主要通過濕法、干法或半干法中Ca(OH)2、NaOH等堿性物質(zhì)中和吸收來去除。其中,濕法技術(shù)效率高,可達(dá)97%以上,但有大量污水排出,容易造成二次污染。干法技術(shù)無污水排放,但脫除效率僅達(dá)60%~70%。半干法技術(shù)有較高的脫除效率(可達(dá)90%左右),藥品用量少,且無污水排放,因此為煙氣脫酸的主要適用技術(shù)。
半干法脫酸裝置一般設(shè)置在除塵器之前,主要包括給料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)。脫酸劑CaO在給料系統(tǒng)生成粉狀Ca(OH)2,再進(jìn)入混合系統(tǒng)與煙氣及少量的水充分混合,最后以噴霧狀進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。HCl、SOx、HF等酸性成分被吸收,生成中性、干燥的細(xì)小固體顆粒,隨煙氣進(jìn)入下一步凈化系統(tǒng)。主要反應(yīng)有:
2HCl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O(1)
SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O(2)
2.2.2除塵
除塵器是煙氣凈化系統(tǒng)的末端設(shè)備,國標(biāo)GB18485-2001中規(guī)定生活垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器。袋式除塵器不僅收捕一般顆粒物,而且能收捕揮發(fā)性重金屬或其氯化物、硫酸鹽或氧化物所凝結(jié)成直徑≤0.5μm的氣溶膠,還能收捕吸附在灰分或活性炭顆粒上的二惡英等有機(jī)類污染物。
袋式除塵系統(tǒng)中的布袋是由不同材料的纖維制成濾布,對尾氣進(jìn)行過濾,達(dá)到除塵及吸附二惡英的目的。煙塵顆粒在濾布表面堆積形成致密的薄層,因此布袋式除塵器對粉塵去除率一般都很高。受布袋材料的耐熱強(qiáng)度限制,尾氣溫度一般須控制在250℃左右,低于二惡英的再合成溫度。
2.2.3活性炭吸附
目前國內(nèi)外垃圾焚燒煙氣處理中,對二惡英的處理主要采用活性炭吸附。活性炭不僅可以吸附二惡英還能有效去除重金屬等物質(zhì)。由灰的比表面積很大,對二惡英有很強(qiáng)的吸附作用,導(dǎo)致飛灰中二惡英濃度很高,通常占焚燒過程二惡英總排放量的70%左右[11]。而大部分的重金屬(>70%)都仍留存于爐渣中,僅Hg和Cd在高溫下?lián)]發(fā),進(jìn)入飛灰隨焚燒煙氣排放[12]。為提高煙氣中二惡英類和重金屬污染物的去除率,可以采取以下方法[13]:(1)減少煙氣在200~350℃溫度域的停留時(shí)間,有利于減少二惡英類污染物再次生成,控制除塵器入口煙氣溫度低于200℃,有利于有機(jī)類及重金屬污染物的脫除,即在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中采用“溫度控制”;(2)在反應(yīng)塔和除塵器之間,通過混粉器在煙氣中噴入活性炭或多孔性吸附劑,可吸附二惡英類和重金屬污染物,再用布袋除塵器捕集。
3結(jié)語
垃圾焚燒能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化、無害化、資源化,具有很好的應(yīng)用前景,但焚燒不可避免帶來二次污染,尤其是由飛灰、酸性氣體、二惡英、重金屬等組成的焚燒煙氣的污染。
垃圾焚燒煙氣二次污染的防治是垃圾焚燒系統(tǒng)不可缺少的組成部分。要采用適當(dāng)?shù)臒煔鈨艋幚砑夹g(shù),對污染物的排放進(jìn)行有效的控制。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:垃圾焚燒;煙氣污染;治理措施
城市生活垃圾常規(guī)處理方法有填埋、焚燒和堆肥等。垃圾焚燒因其無害化較徹底、減容量大、處理時(shí)間短、可以回收熱能、占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)而倍受關(guān)注。我國自“十一五”以來已新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠50多座,珠海、上海、北京、廣州等地均積極籌建大型垃圾焚燒廠。
焚燒處理技術(shù)的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治。垃圾焚燒對環(huán)境的二次污染物主要源于焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣。焚燒煙氣中含有大量酸性氣體(hcl、so2、hf、hbr、nox等)、有機(jī)類污染物(pcdds、pcdfs等)、顆粒物及重金屬等。本文通過對焚燒過程中各種污染物產(chǎn)生及排放過程的介紹,提出了控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染應(yīng)采取的措施。
1 垃圾焚燒煙氣污染物的形成及危害
1.1 酸性氣體
焚燒煙氣中的酸性氣體主要由sox、nox、hcl、hf組成,均來源于相應(yīng)垃圾組分的燃燒。sox主要由so2構(gòu)成,產(chǎn)生于含硫化合物焚燒氧化所致。nox包括no、no2、n2o3等,主要由垃圾中含氮化合物分解轉(zhuǎn)換或由空氣中的氮在燃燒過程中高溫氧化生成。hcl來源于氯化物,如pvc、像膠、皮革,廚余中的nacl以及kcl等。焚燒煙氣中hcl氣體的濃度相對較高,往往在400~1200 ppm。 sox與nox的濃度相對較低[1]。所以hcl是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體。
hcl氣體對人體有較強(qiáng)的傷害性。據(jù)全球污染排放評估組織(geia )測算,全世界每年由生活垃圾焚燒向環(huán)境排放的hcl氣體達(dá)218 kg之多,相當(dāng)于每人每年僅通過垃圾焚燒向大氣排放了0.42 kg hcl [2]。hcl氣體會對余熱鍋爐受熱面和監(jiān)測儀表產(chǎn)生高低溫腐蝕,影響余熱鍋爐安全并限制了過熱蒸汽參數(shù)的提高;hcl氣體的存在升高了煙氣露點(diǎn),導(dǎo)致排煙溫度升高,降低鍋爐熱效率 [3];氯源在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點(diǎn)的金屬氯化物,從而加劇了重金屬的揮發(fā),導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集,增加飛灰毒性 [4];hcl氣體能促進(jìn)氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有機(jī)物的生成,而且pvc裂解后生成的hcl被認(rèn)為能促進(jìn)多環(huán)芳烴(pahs)的生成[5]。因此,有效去除hcl氣體直接關(guān)系到焚燒系統(tǒng)的安全和環(huán)保運(yùn)行。
1.2 有機(jī)類污染物
有機(jī)類污染物主要是指在環(huán)境中濃度雖然很低,但毒性很大,直接危害人類健康的二惡英類化合物,其主要成分為多氯二苯并二惡英(pcdds)和多氯二苯并呋喃(pcdfs)。通常認(rèn)為,垃圾的焚燒是環(huán)境中此類化合物產(chǎn)生的主要來源[6,7]。垃圾焚燒爐中二惡英有兩種成因:一是垃圾自身含有微量的二惡英類物質(zhì),二是焚燒爐在垃圾燃燒過程中產(chǎn)生二惡英,其形成機(jī)理概括起來有三種[8,9]: (1)高溫合成。在垃圾進(jìn)入焚燒爐的初期干燥階段,除水分外,含碳?xì)涑煞值牡头悬c(diǎn)有機(jī)物揮發(fā)后,與空氣中的氧反應(yīng)生成水和二氧化碳,形成暫時(shí)缺氧狀況,使部分有機(jī)物同氯化氫反應(yīng),生成二惡英; (2)從頭(denovo)合成。通過de novo合成反應(yīng)形成二惡英。即在低溫(250~350℃)條件下,大分子碳(殘?zhí)?與飛灰基質(zhì)中的有機(jī)或無機(jī)氯在飛灰表面反應(yīng),生成二惡英; (3)前驅(qū)物合成。不完全燃燒及飛灰表面的不均勻催化反應(yīng),可形成多種有機(jī)氣相前驅(qū)物,如多氯苯酚和聚氯乙烯,前驅(qū)物分子在燃燒過程中通過重排、自由基縮合、脫氯及其它化學(xué)反應(yīng)生成二惡英。
1.3 顆粒物及重金屬
垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的細(xì)小顆粒物。同時(shí),垃圾中原有的顆粒物在爐膛內(nèi)被氣流揚(yáng)起并隨焚燒氣排出。垃圾中可燃組分因燃燒不完全會形成黑煙,黑煙中含有大量的碳粒子。
顆粒物的粒徑越小越容易進(jìn)入肺泡,危害也就越大。細(xì)小顆粒物中會含有cr、cu、ni、pb、zn、mn、sb、cd、se等重金屬,其中對人體危害大的重金屬如cr、cd、ni、pb、se等主要集中于小于3 μm[10]的顆粒物中。因此,在去除顆粒物的同時(shí)
,也就在一定程度上削減了重金屬的危害。
2 垃圾焚燒煙氣污染控制
垃圾焚燒生成的污染物來源于垃圾組分,其存在形式及數(shù)量與焚燒條件和凈化系統(tǒng)密切相關(guān)。從污染物的產(chǎn)生及其排放過程看,控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染可以采取以下措施。
2.1 控制煙氣污染物的產(chǎn)生
根據(jù)煙氣污染物的形成機(jī)理,控制垃圾焚燒條件,使燃燒處于良好狀態(tài),從而減少有害物質(zhì)的生成。運(yùn)用合適的爐膛和爐排結(jié)構(gòu),使垃圾在焚燒爐得以充分燃燒。煙氣中co的濃度是衡量垃圾充分燃燒的指標(biāo)之一,co濃度越低說明燃燒越充分,比較理想的co濃度指標(biāo)是低于60 mg/m3。
焚燒爐內(nèi)煙氣出口溫度不低于850 ℃,煙氣在爐膛及二次燃燒室內(nèi)的停留時(shí)間不小于2 s,o2的濃度不少于6%,并合理控制助燃空氣的風(fēng)量、溫度和注入位置。在爐內(nèi)噴入固硫固氯劑caco3或cao可降低氯化物和硫化物對高溫受熱面的高溫腐蝕及對大氣的二次污染。
燃燒過程中nox與二惡英的控制條件矛盾,一般在燃燒實(shí)際運(yùn)行中保證在垃圾可燃組分充分燃燒的基礎(chǔ)上再兼顧nox的產(chǎn)生。國外的處理措施是在煙氣處理系統(tǒng)中增加脫硝裝置。
2.2 煙氣凈化處理
煙氣凈化系統(tǒng)是城市生活垃圾焚燒污染控制的關(guān)鍵,煙氣凈化后各種污染物的排放濃度應(yīng)達(dá)到國標(biāo)gwkb3-2000的規(guī)定。
煙氣凈化一般主要有由脫酸,除塵,活性炭吸附三個(gè)部分組成。國內(nèi)外普遍采用的工藝主要是半干法/干法+布袋除塵器,其中脫酸技術(shù)是垃圾焚燒煙氣凈化系統(tǒng)的核心。
2.2.1 脫 酸
酸性氣體hcl、sox、hf主要通過濕法、干法或半干法中ca(oh)2、naoh等堿性物質(zhì)中和吸收來去除。其中,濕法技術(shù)效率高,可達(dá)97%以上,但有大量污水排出,容易造成二次污染。干法技術(shù)無污水排放,但脫除效率僅達(dá)60%~70%。半干法技術(shù)有較高的脫除效率(可達(dá)90%左右),藥品用量少,且無污水排放,因此為煙氣脫酸的主要適用技術(shù)。
半干法脫酸裝置一般設(shè)置在除塵器之前,主要包括給料系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和反應(yīng)系統(tǒng)。脫酸劑cao在給料系統(tǒng)生成粉狀ca(oh)2,再進(jìn)入混合系統(tǒng)與煙氣及少量的水充分混合,最后以噴霧狀進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。hcl、sox、hf等酸性成分被吸收,生成中性、干燥的細(xì)小固體顆粒,隨煙氣進(jìn)入下一步凈化系統(tǒng)。主要反應(yīng)有:
2hcl+ca(oh)2=cacl2+2h2o (1)
so2+ca(oh)2=caso3+h2o (2)
2.2.2 除 塵
除塵器是煙氣凈化系統(tǒng)的末端設(shè)備,國標(biāo)gb18485-2001中規(guī)定生活垃圾焚燒爐除塵裝置必須采用袋式除塵器。袋式除塵器不僅收捕一般顆粒物,而且能收捕揮發(fā)性重金屬或其氯化物、硫酸鹽或氧化物所凝結(jié)成直徑≤0.5 μm的氣溶膠,還能收捕吸附在灰分或活性炭顆粒上的二惡英等有機(jī)類污染物。
袋式除塵系統(tǒng)中的布袋是由不同材料的纖維制成濾布,對尾氣進(jìn)行過濾,達(dá)到除塵及吸附二惡英的目的。煙塵顆粒在濾布表面堆積形成致密的薄層,因此布袋式除塵器對粉塵去除率一般都很高。受布袋材料的耐熱強(qiáng)度限制,尾氣溫度一般須控制在250 ℃左右,低于二惡英的再合成溫度。
2.2.3 活性炭吸附
目前國內(nèi)外垃圾焚燒煙氣處理中,對二惡英的處理主要采用活性炭吸附。活性炭不僅可以吸附二惡英還能有效去除重金屬等物質(zhì)。由灰的比表面積很大,對二惡英有很強(qiáng)的吸附作用,導(dǎo)致飛灰中二惡英濃度很高,通常占焚燒過程二惡英總排放量的70%左右[11]。而大部分的重金屬(>70%)都仍留存于爐渣中,僅hg和cd在高溫下?lián)]發(fā),進(jìn)入飛灰隨焚燒煙氣排放[12]。為提高煙氣中二惡英類和重金屬污染物的去除率,可以采取以下方法[13]:(1)減少煙氣在200~350 ℃溫度域的停留時(shí)間,有利于減少二惡英類污染物再次生成,控制除塵器入口煙氣溫度低于200 ℃,有利于有機(jī)類及重金屬污染物的脫除,即在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中采用“溫度
控制”;(2)在反應(yīng)塔和除塵器之間,通過混粉器在煙氣中噴入活性炭或多孔性吸附劑,可吸附二惡英類和重金屬污染物,再用布袋除塵器捕集。
3 結(jié) 語
垃圾焚燒能夠最大限度地實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化、無害化、資源化,具有很好的應(yīng)用前景,但焚燒不可避免帶來二次污染,尤其是由飛灰、酸性氣體、二惡英、重金屬等組成的焚燒煙氣的污染。
垃圾焚燒煙氣二次污染的防治是垃圾焚燒系統(tǒng)不可缺少的組成部分。要采用適當(dāng)?shù)臒煔鈨艋幚砑夹g(shù),對污染物的排放進(jìn)行有效的控制。
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【摘 要】農(nóng)村生活水平的提高,垃圾產(chǎn)生量也日益增加,大部分垃圾未得到有效處理,已對農(nóng)村生態(tài)環(huán)境造成威脅。本文簡要總結(jié)農(nóng)村生活垃圾的特點(diǎn)、危害、處理技術(shù)及存在問題,給出了相關(guān)建議,為農(nóng)村生活垃圾處理與處置提供參考。
【關(guān)鍵詞】生活垃圾;農(nóng)村地區(qū);處理技術(shù)
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
我國農(nóng)村經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和農(nóng)村城鎮(zhèn)化水平的提高的同時(shí),農(nóng)村生活水平及生活方式也發(fā)生了重大變化,生活垃圾產(chǎn)生量也日益增多,這些垃圾大部分未經(jīng)處理隨意堆放,已造成村鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生狀況惡化、形成面源污染負(fù)荷的重要污染源,生活垃圾問題已成為政府和環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域亟待解決的問題。因此,本文總結(jié)目前農(nóng)村生活垃圾特點(diǎn)、垃圾的危害及治理技術(shù),以供參考。
1. 農(nóng)村生活垃圾的特點(diǎn) 生活垃圾一般指人類在日常生活及為日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢物。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面:(1)產(chǎn)生量逐年增大。隨著農(nóng)民生活水平的不斷提高,農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量和堆積量均在逐年增加,目前農(nóng)村生活垃圾年產(chǎn)生量接近3億噸。(2)農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生源分散,且不同地區(qū)的產(chǎn)生量差別也相對較大。這主要由農(nóng)村分布特點(diǎn)所決定;(3)農(nóng)村生活垃圾的成分復(fù)雜,垃圾組分不固定。(4)垃圾產(chǎn)量受季節(jié)性因素影響較大。(5)農(nóng)民環(huán)境保護(hù)意識薄弱,農(nóng)民對垃圾的處理缺乏積極主動性,給垃圾治理帶來了難度。
2. 農(nóng)村生活垃圾的危害 傳統(tǒng)上,受經(jīng)濟(jì)條件限制,農(nóng)村居民產(chǎn)生的垃圾量相對較少,垃圾成分簡單,主要以廚余和灰渣為主,處理方式主要是簡單填埋或還田,對環(huán)境影響較小。近年來,隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,生活水平日益提高,農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量逐年增加,垃圾成分也發(fā)生了較大的變化,大量的垃圾未得到有效處理,隨意露天堆放,或受雨水沖刷進(jìn)入河流,導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化,危害了生態(tài)環(huán)境,直接或間接地威脅了居民的身體健康。
農(nóng)村垃圾危害生態(tài)環(huán)境主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面:(1)占用土地,污染土壤。(2)影響農(nóng)村的生活環(huán)境衛(wèi)生。(3)造成水體和大氣環(huán)境污染。另外,隨意堆放的生活垃圾,其中的有機(jī)成分在適當(dāng)?shù)臈l件下會發(fā)生生物降解釋放出沼氣或硫化氫等氣體,在一定程度上污染大氣環(huán)境,危害人們身體健康。
3. 農(nóng)村垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及存在問題
3.1 焚燒。焚燒是將收集的、有一定熱值的生活垃圾放置于焚燒爐中,經(jīng)烘干、引燃、焚燒三個(gè)階段后將其轉(zhuǎn)化為殘?jiān)蜌怏w(主要是CO2、SO2等),同時(shí)焚燒過程中產(chǎn)生的熱量可用于發(fā)電或者供暖。這一處理方式可以迅速有效的實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化和無害化。
焚燒技術(shù)在應(yīng)用中也受到許多因素的限制。(1)焚燒技術(shù)要求垃圾量在一定數(shù)量之上、含水率不能太高,可燃成分比較多,且通常要求生活垃圾低位熱值不低于 5000 KJ/kg 時(shí)才可以焚燒;但實(shí)際中生活垃圾的成份復(fù)雜,穩(wěn)定性差,垃圾的產(chǎn)生量及成分組成都有變動性,不利于焚燒技術(shù)的運(yùn)用。(2)焚燒生活垃圾產(chǎn)生的廢氣,尤其是產(chǎn)生SO2和二惡英等有害氣體,有可能造成二次污染。(3)焚燒處理技術(shù)所需設(shè)備費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用較高,且操作較為復(fù)雜,要求的技術(shù)水平較高,從而使其推廣與應(yīng)用較難。
3.2 堆肥。堆肥主要是利用自然界廣泛分布的細(xì)菌、真菌和放線菌等微生物對垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵、降解使之變成穩(wěn)定的有機(jī)質(zhì),并利用發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量殺死有害微生物達(dá)到無害化處理的生物化學(xué)過程。堆肥處理技術(shù)要求的經(jīng)濟(jì)投入相對較少,操作比較簡單,對技術(shù)要求低,而且對周圍環(huán)境的污染較小。
但在堆肥處理中,也存在很多問題,主要表現(xiàn)為:堆肥主要是對垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵,對不可腐爛的無機(jī)物無法處理;農(nóng)村生活垃圾成分復(fù)雜,通常含有石塊、金屬、玻璃、塑料等物質(zhì)無法被微生物分解,因此,在對垃圾進(jìn)行堆肥處理之前需要對垃圾進(jìn)行分揀;堆肥處理需要的周期長,占地面積大,而且衛(wèi)生條件差;堆肥處理后產(chǎn)生的堆肥物肥效低、成本高,與化肥的銷售相比,經(jīng)濟(jì)效益差。
3.3 衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋的原理是采取防滲、鋪平、壓實(shí)、覆蓋等措施將生活垃圾埋入地下,經(jīng)過長期的物理、化學(xué)和生物作用使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),并對氣體、滲瀝液、蠅蟲等進(jìn)行治理,最終對填埋場封場覆蓋,從而將垃圾產(chǎn)生的危害降到最低。
衛(wèi)生填埋技術(shù)工藝簡單、管理方便、建設(shè)費(fèi)用和處理成本較低,是一種適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、土地資源較豐富、生活垃圾無機(jī)含量高的地區(qū)的生活垃圾處理方式,在我國采用該方式填埋垃圾占80%。但衛(wèi)生填埋技術(shù)也有一定的局限性,需要占用大量的土地,且其建設(shè)要求必須保證有充分的填埋容量和較長的使用期,且能保證不會受洪水、滑坡等的威脅。因此,在我國土地資源越來越緊張的情況下,垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)越來越與我國國情不相適應(yīng);另外生活垃圾中的可回收物以及有毒有害物質(zhì)一起被填埋,資源化程度較低,對處理場周圍的環(huán)境造成威脅和破壞。
4. 建議 由于廣大農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平參差不齊,不同的處理技術(shù)各有自身的優(yōu)缺點(diǎn),必須根據(jù)農(nóng)村的實(shí)際情況因地制宜。總體上,農(nóng)村生活垃圾處理應(yīng)遵循可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn),將農(nóng)村生活垃圾盡可能地資源化利用,以減少對大量新資源的利用,且能從源頭上有效地防止垃圾對農(nóng)村環(huán)境的破壞及其生態(tài)的污染。同時(shí)增強(qiáng)農(nóng)村的環(huán)境意識,大力宣傳和推廣垃圾分類回收工作,實(shí)現(xiàn)廢物利用最大化。這樣可降低垃圾總量和體積,減少垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)中耗費(fèi)的人力和物力及大量垃圾堆放對環(huán)境造成的污染,減少垃圾填埋和焚燒的負(fù)擔(dān)。
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