隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活質(zhì)量的不斷提升，各種生活垃圾數(shù)量與種類也快速增加，若對垃圾缺乏科學性與合理性的處理，會對自然環(huán)境造成較為嚴重的影響與破壞，威脅到人們的健康發(fā)展，使得人們生活質(zhì)量的提升受到阻礙，造成巨大的經(jīng)濟損失和嚴重的社會問題。
目前生活垃圾的處理方式主要有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒、熱解和綜合利用(如生產(chǎn)有機肥料、建筑材料、供熱和發(fā)電等)。垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)作為目前對生活垃圾減量化、無害化處理最有效的方式且還能利用焚燒產(chǎn)生的熱能，實現(xiàn)垃圾資源化的目的，受到了人們的廣泛關注，并逐漸得到了較為廣泛的應用與推廣。
但垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英等有機污染物、酸性氣體、飛灰、重金屬等有毒有害物質(zhì)會產(chǎn)生二次污染。如何有效防治垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)產(chǎn)生的二次污染問題，最大限度地減輕對環(huán)境的影響顯得尤為重要。
2 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)特點
2.1 層燃爐技術(shù)
層燃爐技術(shù)的主要特點是不需對入爐垃圾進行分揀、篩選、破碎等預處理，利用活動爐排的機械運動就可實現(xiàn)對垃圾的攪動和混合，確保垃圾能與空氣充分接觸而受熱和混合均勻，及時避免因垃圾入爐后遭遇強熱而發(fā)生表面固化，影響垃圾內(nèi)部的傳熱與氣體流動，導致垃圾燃燒時間延長和不完全燃燒的情況出現(xiàn)[1]。
通過在爐排上進行垃圾干燥、著火、燃燒、燃燼等過程控制，有著較高的處理效率，其中垃圾層分布較為均勻，燃燒較穩(wěn)定和完全，飛灰量較少，減少了污染物的排放和對環(huán)境的污染影響。該技術(shù)技術(shù)成熟、可靠，是目前使用最為廣泛的垃圾焚燒爐技術(shù)，如圖1。但其也存在對爐排材質(zhì)、加工精度和控制要求較高，爐溫不易控制，難以在爐內(nèi)脫除有害物質(zhì)，整體投資成本較高，經(jīng)濟性較差，后期維護檢修工作量大等缺點。
2.2 回轉(zhuǎn)爐技術(shù)
通常情況下，回轉(zhuǎn)爐技術(shù)包括廢棄物存儲、進料、爐體、余熱回收、二次污染控制等部分。爐身為微傾斜的、低速轉(zhuǎn)動的圓筒，垃圾由高處進入，在圓筒中翻轉(zhuǎn)與燃燒，垃圾燃燒完后的殘渣通過圓筒下端排出[2]。
回轉(zhuǎn)爐主要有兩種結(jié)構(gòu)，即水冷壁式與耐火磚襯式。其中，水冷壁式是由水冷壁管逐漸向轉(zhuǎn)筒附近排列，利用對燃燒之后產(chǎn)生的熱量吸收，達到降低筒體內(nèi)溫度的目的。通常在筒體下端設置相應的風室，空氣從底部穿過有孔鋼板中進入爐內(nèi)，并通過圓筒旋轉(zhuǎn)與燃燒物均勻的混合，使垃圾完全燃燒;另外，耐火磚襯式滾筒內(nèi)壁可對熱量進行存儲，在燃燒過程中溫度相對較高，但在筒體一端進入空氣時，筒體中心區(qū)域會形成空氣過?，F(xiàn)象，不能確保筒體內(nèi)部具有較為充足的空氣支持燃燒，且其由于筒體尺寸、重量、慣性相對較大，轉(zhuǎn)速相對較小，筒體內(nèi)的垃圾攪拌與翻轉(zhuǎn)不充分，無法與中心空氣均勻混合，造成大量垃圾未燃燒完全，其垃圾燃燒速度與效果與水冷壁式相比也存在一定的差異。
回轉(zhuǎn)爐技術(shù)的特點是燃料適應性廣，可焚燒不同性質(zhì)的廢棄物，可長時間連續(xù)運行。但其對焚燒低熱值、高水分的垃圾有一定的難度，且垃圾處理量較小，熱效率較低，輔助燃料消耗量大，排出氣體溫度低，占地面積大，多應用于焚燒醫(yī)療垃圾或危險廢棄物。
2.3 流化床技術(shù)
流化床技術(shù)因垃圾在高速氣流的驅(qū)動下在爐膛內(nèi)懸浮沸騰，與空氣接觸充分，燃燒效果較好，負荷調(diào)節(jié)范圍較廣，燃燒過程較為穩(wěn)定。燃料適應性強，燃燒徹底，能有效減少垃圾容量和控制污染物的排放。但因其對垃圾的分揀、篩選和破損等預處理要求較嚴格，且燃燒過程中需摻燒一定比例的燃煤，造成煙氣中粉塵和飛灰量較高，導致后續(xù)除塵器負擔加重，處理費用增加等原因，限制了限制了該技術(shù)在工業(yè)廢棄物和城市垃圾焚燒領域的發(fā)展。
2.4 熱解氣化技術(shù)
垃圾熱解氣化技術(shù)的基本原理是在無氧或缺氧條件下，在熱解氣化裝置中對垃圾加熱蒸餾使其有機物裂解，轉(zhuǎn)化為固體焦炭、可燃油和可燃氣體，可燃油和可燃氣體可用于余熱鍋爐燃燒進行熱量回收利用。一般包括加熱干燥、熱解氣化、殘?zhí)咳紵⒖扇細馊紵冗^程。
該技術(shù)是近10年研制出來的新型垃圾焚燒處理技術(shù)，具有設備結(jié)構(gòu)簡單、安全、效率高、投資低，能有效控制垃圾處理過程中的二次污染，對環(huán)境更安全等特點，具有廣闊的發(fā)展前景。但也由于其設備處理能力較小，無助燃物時燃燒不穩(wěn)定，熱量回收率低及不能適應高水分、低熱值垃圾的處置，因此垃圾熱解氣化焚燒爐技術(shù)在我國廣泛應用還較困難。
3 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)主要問題及防治措施
垃圾焚燒雖能有效的實現(xiàn)垃圾“減量化、無害化、資源化”的處理，但因其成分復雜，垃圾在焚燒過程中會產(chǎn)生許多有毒有害的氣體和物質(zhì)，如酸性氣體(SOx、NOx、HCl等)、重金屬(銅、鉛、鋅、汞、鎳、鉬、鎘等)、飛灰及有機氯(二噁英、呋喃等)、滲漏液等污染物，對環(huán)境造成二次污染。其中，二噁英具有強致癌性，引起社會廣泛關注。因此，如何有效對這些污染物進行無害化處理，以免對環(huán)境造成二次污染，是垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展需引起重視的一個問題。
3.1 垃圾滲濾液的處理
垃圾滲濾液是放置于垃圾儲存池內(nèi)的垃圾腐爛發(fā)酵后產(chǎn)生的一種成分復雜、高濃度的有機廢水，處理難度較大。目前主要的處理方式有膜生物反應器、電解、催化濕式氧化、人工濕地處理[3]等方法，其中采用厭氧反應池預處理+膜生物反應器(MBR)生化處理+納濾處理組合工藝技術(shù)雖然能夠較為有效的實現(xiàn)垃圾滲濾液處理后達標排放，但處理費用太高，經(jīng)濟性較差。因此尋找經(jīng)濟高效的垃圾滲濾液處理方式將成為解決垃圾焚燒滲濾液二次污染問題的發(fā)展方向[4]。
3.2 二噁英的處理
垃圾焚燒過程中二噁英的形成主要分為三個方面：一是垃圾自身含有微量的二噁英類物質(zhì);二是垃圾中含有的大量有機氯化物在燃燒過程中產(chǎn)生;三是燃燒后尾氣中形成[3]。
根據(jù)二噁英在垃圾焚燒過程中的生產(chǎn)機理，可以從控制垃圾中含二噁英類物質(zhì)的來源、切斷二噁英的形成途徑以及采取有效的二噁英凈化技術(shù)三個方面進行控制二噁英的產(chǎn)生[5]。
首先，垃圾焚燒前預處理。氯是二噁英生成的必要物質(zhì)，重金屬在二噁英生成中其催化劑作用。因此，在垃圾焚燒前可將塑料、廢舊輪胎等含氯有機物進行分揀，最大限度的防止對含有氯的化工品與氯塑料等進行燃燒，從源頭上控制垃圾焚燒過程中二噁英類物質(zhì)的生成。
其次，優(yōu)化燃燒過程控制。目前燃燒過程中通常采用“3T+E”原則，即爐膛內(nèi)燃燒溫度在850℃以上，高溫煙氣在爐膛內(nèi)停留時間不少于2s，增加爐膛內(nèi)煙氣湍流度和合適的過量空氣系統(tǒng)(煙氣中含氧量不低于6%)，確保垃圾在爐膛內(nèi)充分混合攪拌達到燃燒完全。
最后，尾氣處理控制。二噁英在前端高溫分解后，當排煙溫度冷卻到300～500℃時，在催化劑作用下又將重新合成二噁英。一般采用急冷卻方式，使煙氣急速冷卻到200℃以下，有效規(guī)避二惡英形成的溫度區(qū)，扼制其再合成。
此外，還有活性炭吸附和布袋除塵器相結(jié)合的方式，均能達到有效控制二噁英及重金屬等有害物質(zhì)的排放。
3.3 飛灰與灰渣的處理
垃圾焚燒產(chǎn)生的爐渣，已經(jīng)過高溫無害化處理，再經(jīng)磁選分離出大部分金屬后即可用作鋪路或填埋場的覆蓋材料，或用于制磚等再利用。此外，煙氣凈化收集的飛灰含有大部分重金屬、二噁英等有害物質(zhì)，需經(jīng)過無害化處理后進行填埋。
4 垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的建議
4.1 優(yōu)化技術(shù)與設備，降低成本
針對我國垃圾中含水率高、低熱值、廚余垃圾含量高等特點，企業(yè)在引進先進設備與技術(shù)之前，應對垃圾焚燒技術(shù)與設備關鍵技術(shù)進行深入研究與分析，并根據(jù)我國垃圾的主要特征與狀況，對焚燒技術(shù)流程、參數(shù)實施全面的調(diào)整與優(yōu)化，積極研究新技術(shù)新工藝，提高國產(chǎn)生活垃圾焚燒技術(shù)水平，開發(fā)生產(chǎn)適合我國國情的垃圾處理技術(shù)，尤其是發(fā)展焚燒余熱利用技術(shù)，提高尾氣凈化處理技術(shù)的水平，減少二次污染。
4.2 完善垃圾分類回收系統(tǒng)
當前我國垃圾焚燒處理能力還有著極大的發(fā)展空間，人們的環(huán)保意識也有待提升。目前大多數(shù)垃圾收集仍然為混合處理，垃圾中成分復雜、種類較多，不但造成可回收資源未得到有效利用而浪費，也使得垃圾焚燒后的污染物處理難度大、成本高，造成二次污染。因此，在垃圾分類源頭進行科學的管理與規(guī)劃，對垃圾實施分類規(guī)范化處理，不但可以最大限度地提升原料利用效率，真正使垃圾“資源化”，而且可有效從源頭上控制二噁英氯源，從而更好地助力垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的運行。
首先，雖然目前我國不少大城市居民的環(huán)保意識已有很大提高，但整體的環(huán)保意識還有待提高，尤其是農(nóng)村地區(qū)。因此，政府應加強垃圾分類的宣傳教育力度，讓人們樹立良好的環(huán)保責任意識和養(yǎng)成利于環(huán)保的良好生活習慣，形成全社會良好的環(huán)保風氣和氛圍，使公眾認識到環(huán)境污染的危害和資源再生的重要性，采取道德和法律雙管齊下的方式，推動垃圾分類回收。
其次，政府應完善分類體系，統(tǒng)一標準，建立完善的廢舊物回收利用制度。建設垃圾分類收集運輸裝置和垃圾分類后續(xù)處理產(chǎn)業(yè)鏈，如垃圾分選中心、大件垃圾處理設施、綠化垃圾堆肥設施等，做到回收利用相結(jié)合。
垃圾分類回收應制定相應的產(chǎn)業(yè)政策，采取市場化運作的方式[6]。
4.3 強化政府支持程度
在我國垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)經(jīng)濟鏈條中，相關規(guī)章制度也有待完善與創(chuàng)新，對于垃圾處理費用也需要促進其規(guī)范性的提升。其中在各種因素影響下，我國較多數(shù)垃圾焚燒企業(yè)仍以政府相關政策補貼以及通過提升發(fā)電價格等方法確保著發(fā)電站的實際運行與生產(chǎn)。政府應加強對垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的監(jiān)督及支持，督促企業(yè)在對先進的垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)吸收的同時，也可利用資金眾籌等模式對所有垃圾發(fā)電企業(yè)進行各種資助，并制定相應的支持性政策與補貼政策，確保垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)含金量快速發(fā)展與提升
4.4 垃圾焚燒發(fā)電全過程透明化
目前，因垃圾焚燒發(fā)電建設及運行過程的不透明，公眾對垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的不了解，常常對垃圾焚燒發(fā)電項目存在誤解，本身可通過技術(shù)手段實現(xiàn)達標排放的污染問題被放大，導致社會輿論對垃圾焚燒發(fā)電的負面評價。因此，為消除公眾的誤解，政府和企業(yè)應加強從垃圾焚燒發(fā)電廠建立前期的項目環(huán)評、項目選址、項目介紹以及建成運行期間污染物排放公示等過程的公開透明，甚至可定期邀請公眾到廠內(nèi)參觀，確保整個過程中在公眾知情的情況下運行。
5 結(jié)語
綜上所述，隨著人們環(huán)境保護意識的逐漸提升，使得垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)受到了人們的廣泛關注與重視。其中在各種因素影響作用下，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)仍存在著相應的問題與不足，因此需要結(jié)合實際需求，通過強化政府支持程度、優(yōu)化技術(shù)與設備，降低成本以及二次污染控制方法等措施，實現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展與完善，進而促進可持續(xù)發(fā)展相關需求。
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