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好文推薦 | 小型垃圾焚燒爐在我國(guó)農(nóng)村應(yīng)用的現(xiàn)狀與發(fā)展

分類(lèi):固廢觀察    發(fā)布時(shí)間:2022年2月15日 9:21    作者:固廢觀察公眾號(hào)    文章來(lái)源:

本文將討論小型焚燒爐的適用原則和運(yùn)行特點(diǎn),并對(duì)提高環(huán)境污染控制水平提出建議。

作者:上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)院有限公司 蒲敏

近年來(lái),隨著農(nóng)村生活水平的穩(wěn)步提高,農(nóng)村生活垃圾的產(chǎn)生量也隨之增加,按中位數(shù)0.521 kg/(人·d)估算,2017年我國(guó)農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量達(dá)1.1×108 t,加之傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)施用農(nóng)家肥的循環(huán)利用系統(tǒng)逐漸失效,農(nóng)村生活垃圾污染問(wèn)題凸顯。目前,各地大力推進(jìn)農(nóng)村生活垃圾治理,推廣普及“村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣處理”治理模式,但我國(guó)國(guó)土面積69%為山區(qū)丘陵地形,山區(qū)農(nóng)村人口居住分散、道路交通不便,這種治理模式的運(yùn)行成本高,難以持續(xù)良性運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí),農(nóng)村生活垃圾“進(jìn)城”加劇城市生活垃圾處理處置設(shè)施供需矛盾,而建設(shè)大型焚燒廠又引起大量的“避鄰事件”。而農(nóng)村鎮(zhèn)(鄉(xiāng))以下政區(qū)普遍缺乏全面掌握填埋場(chǎng)作業(yè)技術(shù)的人員,因處理規(guī)模限制,也不能有效率地配置填埋作業(yè)機(jī)械。所以,村鎮(zhèn)規(guī)模的垃圾填埋場(chǎng)的實(shí)際管理水平一般類(lèi)似垃圾堆場(chǎng),衍生污染得不到有效控制,環(huán)境影響嚴(yán)重。因此選用更為合理的技術(shù)處理處置農(nóng)村生活垃圾日益急迫。


大多數(shù)村鎮(zhèn)生活垃圾產(chǎn)生量低于50似,收集點(diǎn)距離大型焚燒設(shè)施大于30 km,小型生活垃圾熱處理爐,如焚燒爐、氣化爐等,具有垃圾減容減量化程度高、投資建設(shè)費(fèi)用低、選址靈活性好等優(yōu)點(diǎn),已在部分西南山區(qū)農(nóng)村大量使用。但小型焚燒爐應(yīng)用中,往往管理不規(guī)范,工況不易穩(wěn)定,煙氣凈化系統(tǒng)也比較簡(jiǎn)單,難以達(dá)到煙氣排放的控制標(biāo)準(zhǔn)。


筆者將討論小型焚燒爐的適用原則和運(yùn)行特點(diǎn),并對(duì)提高環(huán)境污染控制水平提出建議。


小型MSW焚燒爐特點(diǎn)






國(guó)內(nèi)的小型MSW焚燒爐主要有3種類(lèi)型:直接焚燒、氣化燃燒和熱解燃燒,典型的焚燒爐產(chǎn)品見(jiàn)表1,處理能力通常小于50 d/t。


如表1所示,大多數(shù)小型焚燒爐采用了氣化焚燒技術(shù),但很難做到飛灰熔融,飛灰應(yīng)該按照危險(xiǎn)廢物相關(guān)法規(guī)處置?。但是農(nóng)村地區(qū)通常無(wú)飛灰的處置設(shè)施,因此即使煙氣能達(dá)標(biāo),這些在農(nóng)村地區(qū)運(yùn)行的焚燒爐仍存在飛灰污染的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。但是采用的熱解后焦炭揮發(fā)分耦合焚燒技術(shù)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)熱解耦合焚燒),通過(guò)飛灰返燒一熔融模式,存在飛灰玻璃化可能。


不同技術(shù)的小型焚燒爐的污染特征







原始排放特征


我國(guó)要求生活垃圾焚燒的排放必須滿足GB 18485--2014標(biāo)準(zhǔn),二惡英排放值需低于0.1 ng/m,飛灰收運(yùn)和處置需按危險(xiǎn)廢物進(jìn)行管理。但是,國(guó)內(nèi)農(nóng)村地區(qū)的小型焚燒爐很難配置完善的煙氣凈化系統(tǒng),飛灰安全處置也難以實(shí)現(xiàn),因此降低排放物原始污染濃度是一個(gè)必然的

選擇。


表2匯總了直接燃燒(兩段式:一燃室和二燃室)、氣化燃燒和熱解耦合燃燒污染物原始排放現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)值,數(shù)據(jù)表明,除NO:和NO污染因子外,直接焚燒系統(tǒng)污染物原始濃度都是最高的,而熱解耦合焚燒污染因子原始濃度相對(duì)較低,特別是HCl、S02、HCN和HNCO等污染因子,該揮發(fā)分和碳的耦合燃燒在這方面具備較好的優(yōu)勢(shì)。


為了降低NO的產(chǎn)生濃度,可以在熱解一耦合燃燒的火焰中心摻人NH。,同時(shí)通過(guò)將飛灰返回于碳的氣化熔融室進(jìn)行熔融后玻璃化,可以降低飛灰的污染。雖然熱解一耦合燃燒極大地降低了污染物原始排放濃度,但煙氣凈化系統(tǒng)需配置必要的急冷塔、除塵器和脫硝系統(tǒng),以適應(yīng)嚴(yán)格的污染排放標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于其他2種焚燒模式,完善的煙氣凈化系統(tǒng)尤其必須,特別是直接焚燒系統(tǒng)。



灰渣的滲出特性


表3和表4顯示了焚燒爐飛灰和底渣中所含的主要重金屬組分和其滲出特性數(shù)據(jù),其中MSW熱解碳、直接焚燒底灰、耦合焚燒底渣均為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù),使用同一批次的生活垃圾的制樣;“耦合焚燒底渣(運(yùn)行)”采樣于規(guī)模15們、24 h運(yùn)行的焚燒爐。

表3顯示:直接焚燒底灰中的As、Ni、Cu和zn的含量較高,而耦合焚燒底渣中Cr、Nj的含量也較高。HJ/T 299--2007浸出試驗(yàn)方法采用了酸化的去離子水作為浸出液,固液比為10,由標(biāo)準(zhǔn)GB 5085.3—2007來(lái)判斷飛灰是否為危險(xiǎn)廢物HJ/T 300---2007的試驗(yàn)方法采用了醋酸作為提取液,固液比為20,由標(biāo)準(zhǔn)GB 16889—2008來(lái)判斷廢物是否適合衛(wèi)生填埋。表4中的數(shù)據(jù)表明,底灰和爐渣均適合填埋,雖玻璃化底渣保留了大部分重金屬,但因其低滲出性,仍然可以按衛(wèi)生填埋方式安全處置。


結(jié)論






國(guó)內(nèi)運(yùn)用小型焚燒爐處理鄉(xiāng)村生活垃圾尚處于探索階段,小型焚燒爐主要包括直接焚燒、氣化焚燒和熱解耦合焚燒3種技術(shù)路線,其中熱解耦合焚燒污染排放的原始濃度最低、灰渣重金屬的浸出值最小,可以解決飛灰的出路問(wèn)題,是有前途的一種技術(shù),但也需要配套煙氣洗滌、飛灰收集和NO。還原設(shè)備方能滿足日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。小型焚燒爐潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)主要集中在煙氣達(dá)標(biāo)排放和飛灰安全處置方面,應(yīng)該作為政府監(jiān)管的重點(diǎn)。


來(lái)源 | 環(huán)境衛(wèi)生工程
作者 | 蒲敏
編輯 | 匡宋堯

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