周 義,黃玉娥
(武漢清達環(huán)??萍加邢薰荆?武漢 430000)
當前存在著很大的危廢處理壓力,危險廢物的來源非常廣泛,《國家危險廢物名錄(2021年版)》中將危險廢物分為50大類,并對每種危廢按照行業(yè)來源、產(chǎn)生環(huán)節(jié)及危險特性賦予了危廢代碼。目前,處置危險廢物常用的方法包括固化法、填埋法、物化法及焚燒法等。危險廢物焚燒處置是指危險廢物在高溫條件下發(fā)生燃燒等反應,實現(xiàn)無害化和減量化的過程。危險廢物焚燒項目由于其焚燒危險廢物的成分復雜,通常會排放重金屬、酸性氣體、二嗯英類等有毒二次污染物,對環(huán)境影響較大,因此,其環(huán)評要求相比一般項目更高。
近年來,我國越來越重視危險廢物處理行業(yè)的規(guī)范化,頒布了一系列控制標準和技術(shù)規(guī)范,如《危險廢物焚燒污染控制標準》《危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》《危險廢物處置工程技術(shù)導則》《危險廢物集中焚燒處置設(shè)施運行監(jiān)督管理技術(shù)規(guī)范(試行)》等。這些導則和規(guī)范文件的發(fā)布對于促進危廢焚燒及危廢處置行業(yè)起到了積極的推動作用。
目前,危險廢物焚燒作為危廢處置的有效手段,在全世界范圍內(nèi)有著廣泛的應用,隨著科學技術(shù)的進步,危廢焚燒的弊端也逐漸顯現(xiàn),焚燒過程產(chǎn)生大量的焚燒廢氣,若不進行合理有效的控制處理,將會對大氣、土壤及生態(tài)環(huán)境造成嚴重的損害,進而嚴重威脅人體健康。
危廢焚燒項目作為污染影響較大的項目,其選址是否符合要求是環(huán)評關(guān)注的重點內(nèi)容。首先,根據(jù)各種危廢焚燒相關(guān)標準和技術(shù)規(guī)范的要求,危廢焚燒項目選址應符合所在城市總體規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境總體規(guī)劃及各種環(huán)境保護專項規(guī)劃(如大氣、地表水、土壤污染防治規(guī)劃等),對于危廢焚燒量大的企業(yè),在選址時還要將項目周邊的交通運輸情況納入考慮范圍[1]。對于廠址周圍存在敏感點的項目,環(huán)評階段要做好公眾參與,選址盡量遠離敏感目標。在進行大氣環(huán)境影響預測分析時,如計算的大氣環(huán)境防護距離或衛(wèi)生防護距離內(nèi)包含居民敏感點,應考慮環(huán)保搬遷的問題。其次,考慮到危廢焚燒項目的特殊性,其選址應注意工程地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,不應建在受洪水或者內(nèi)澇影響的區(qū)域,避免對環(huán)境造成嚴重污染。
此外,危廢焚燒項目的建設(shè),應格外關(guān)注與相關(guān)政策性文件的符合性分析。對于位于長江經(jīng)濟帶的項目,應分析項目與《長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》《長江經(jīng)濟帶負面清單指南(試行)》《長江保護修復攻堅戰(zhàn)行動計劃》等相關(guān)條文是否符合。對于項目廠址周邊有湖泊的項目,要分析項目與《湖泊保護條例》及當?shù)睾幢Wo相關(guān)規(guī)劃、“一湖一策”方案的要求是否一致,尤其注意項目的選址不能位于湖泊保護區(qū)和湖泊控制區(qū)范圍內(nèi)。在做項目時,還應關(guān)注其與三線一單分區(qū)管控要求的符合性,對位于工業(yè)園區(qū)的項目,還應分析項目是否符合園區(qū)規(guī)劃環(huán)評準入要求。若項目出現(xiàn)不符合產(chǎn)業(yè)政策及規(guī)劃要求的情形,應及時告知建設(shè)單位。
最后,危廢焚燒項目的建設(shè)需滿足《危險廢物處置工程技術(shù)導則》和《危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》的要求,這兩個文件對對焚燒處置工藝技術(shù)、規(guī)模及相關(guān)參數(shù)等等做了強制規(guī)定要求。
在進行危廢焚燒項目環(huán)評時,首先需要明確項目焚燒的危廢類別。在實際中,工業(yè)企業(yè)危廢種類成分復雜,有些企業(yè)還會涉及到多個廠區(qū),在環(huán)評時應確定焚燒的危廢的具體來源。同時,還應結(jié)合當?shù)爻鞘锌傮w規(guī)劃和園區(qū)準入要求,綜合考慮哪些危廢能夠焚燒。對于在廠區(qū)內(nèi)擴建危廢焚燒裝置的項目,在環(huán)評時還應對廠區(qū)現(xiàn)有工程的內(nèi)容進行分析。
目前各地都發(fā)布了“三線一單”生態(tài)環(huán)境分區(qū)管控實施方案,對當?shù)氐沫h(huán)境準入要求做了具體要求,有的地方禁止建設(shè)產(chǎn)生重金屬污染物排放的項目,而某些企業(yè)的危廢中會含有重金屬,若進入焚燒爐會產(chǎn)生含重金屬煙氣,導致項目與三線一單管控要求不符,因此,對于此類項目應在環(huán)評中應明確企業(yè)能夠焚燒的危廢清單。
在實際生產(chǎn)中,各種危廢的形態(tài)及組分各不相同,有的是固態(tài),有的是液態(tài),若直接進入焚燒爐會影響最終的焚燒效率,應先對危廢進行預處理。危廢預處理包括對危險廢物進行干燥、破碎、分選、混合、攪拌等多種形式,目的是為了更好的控制后續(xù)的焚燒條件。配伍是焚燒處置企業(yè)對不同的危險廢物,根據(jù)其有毒有害物質(zhì)(如氯、氟、磷、硫)的組分含量、各種危廢的理化性質(zhì)、相容性(見下表1)等進行合理的混配,使其滿足焚燒爐穩(wěn)定正常焚燒。合理的預處理可以有效減少后續(xù)焚燒廢氣的非正常燃燒,減少尾氣處理系統(tǒng)的負荷。
危廢的預處理及配伍過程環(huán)評時應重點關(guān)注:(1)了解預處理或配伍混合的操作方式。由于危廢形態(tài)、組分不一,不同的預處理方式又會產(chǎn)生不同的污染物,如采用破碎機對危廢粉碎處理時,要考慮其產(chǎn)生的粉塵污染。(2)明確需要預處理危廢的類別和數(shù)量。在實際過程中,與集中式的焚燒企業(yè)不同,工業(yè)企業(yè)自建的焚燒設(shè)施處理的危廢相對比較穩(wěn)定,有些危廢滿足直接進爐焚燒的條件,不需要進行預處理;而有些危廢則必須預處理后才能進爐焚燒。(3)核實配伍后的熱值、鹵素、磷、硫、氮、重金屬含量。危廢的熱值直接影響到焚燒過程的穩(wěn)定性,以及焚燒爐使用的輔助燃料的量。由于輔助燃料(常采用天然氣或者柴油)燃燒會產(chǎn)生二氧化硫和氮氧化物,其用量直接關(guān)系到大氣污染物排放量的計算[2]。對于鹵素、磷、硫,在焚燒裝置設(shè)計時,一般都會設(shè)計入爐的元素限值,以免對焚燒造成影響,在《危險廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)規(guī)范》中也對入爐元素的比例提出了相關(guān)的要求,在實際環(huán)評中應收集焚燒爐的設(shè)計參數(shù)資料,逐條對照分析。(4)對于含氯和氟元素的危廢焚燒項目,要關(guān)注其對設(shè)備和耐火材料的腐蝕性問題。對于含氟較高或者含氯元素比例大于5%的危廢焚燒,不得采用余熱鍋爐降溫,其焚燒尾氣處理必須選擇濕法,見表1。
表1 部分不相容的危險廢物表
對于工業(yè)企業(yè)自建危廢焚燒項目,有的企業(yè)設(shè)有專門的危廢預處理車間,有的企業(yè)危廢暫存在危廢倉庫,需要焚燒時,直接從危廢倉庫運至焚燒車間進行焚燒。預處理過程需要關(guān)注的污染物主要包括破碎、卸料、加料過程中產(chǎn)生的粉塵,危廢中若夾帶溶劑揮發(fā)產(chǎn)生的VOCs有機廢氣,污泥產(chǎn)生惡臭氣體。實際操作中,要根據(jù)危廢組分和處理工藝具體情況進行分析。
在廢氣處理方面,通常預處理車間為密閉設(shè)置,在車間內(nèi)均勻布置多個集風罩,使車間保持負壓,對車間內(nèi)廢氣進行負壓收集,收集的廢氣作為一次和二次風送入焚燒爐進行焚燒處理,最終經(jīng)焚燒爐排氣筒排放。
危廢焚燒爐焚燒過程產(chǎn)生的二次污染物一般包括顆粒物、CO、SO2、NOX、二噁英、酸性氣體、重金屬及其化合物,具體污染物要根據(jù)入爐元素的組分來確定。為了確保焚燒爐的爐膛內(nèi)溫度穩(wěn)定,通常會添加輔助燃料。一套完整的危廢焚燒煙氣凈化裝置至少應具備除塵、脫硫、脫硝、脫酸、去除二噁英及重金屬污染物的功能。
焚燒廢氣中的顆粒物主要是焚燒過程產(chǎn)生的微小顆粒物,其粒徑分布在1 μm到100 μm左右,一般采用布袋除塵器進行處理。酸性氣體的產(chǎn)生與危廢中的具體元素組分有關(guān),氯、氟、硫等元素在焚燒后會產(chǎn)生酸性氣體HF、HCl、二氧化硫,可采用堿液噴淋或干法脫硫等措施進行處理。有機物焚燒主要產(chǎn)生CO2及H2O,在燃燒不完全的情況下會產(chǎn)生CO氣體,CO的產(chǎn)生量與燃燒完全性、溫度控制以及空氣含氧量等因素有關(guān)。氮氧化物主要來自廢物本身的有機氮燃燒和燃燒過程爐內(nèi)產(chǎn)生的熱力氮,可以通過采用合理的空氣過剩系數(shù)和控制爐內(nèi)小于1 200 ℃的燃燒溫度,盡可能減少焚燒過程中的熱力氮產(chǎn)生,同時采用尿素SNCR法脫硝去除焚燒尾氣中的氮氧化物。重金屬及其化合物在焚燒煙氣中主要以煙粉塵的形式存在,通常采用電除塵、袋式除塵和濕式除塵的方式去除。
二噁英是毒性極強的化合物,它不是一種物質(zhì),而是兩百多種物質(zhì)的統(tǒng)稱。含鹵素的危險廢物焚燒過程中會產(chǎn)生二噁英類物質(zhì)。企業(yè)應從源頭開始控制入爐鹵元素的量,在配伍過程中調(diào)配好危廢中鹵素的比例,減少非正常工況的產(chǎn)生。對于焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英,可以通過對焚燒條件的控制,盡可能減少焚燒過程二噁英的產(chǎn)生量。由于二噁英具有高溫(850 ℃以上)分解、低溫(200~350 ℃)再合成的特性,抑制二噁英產(chǎn)生的最有效辦法是“3T+E”燃燒控制方法,避免二噁英重新合成方法是焚燒廢氣采用急冷塔,將廢氣迅速冷卻至200 ℃以下,減少二噁英的再合成,急冷之后煙氣中的二噁英可以通過活性炭吸附、布袋除塵等組合技術(shù)去除,見表2。
表2 危廢焚燒廢氣污染防治可行技術(shù)參考表
危廢焚燒裝置用水主要集中在焚燒廢氣處理及余熱利用過程中,大致包括五個部分:一是急冷塔噴水,二是尿素配制用水,三是堿液池用水,四是濕式電除塵器用水,五是焚燒爐配套的余熱蒸汽鍋爐用水。
焚燒爐系統(tǒng)的尾氣處理一般采用組合技術(shù),配套有急冷塔、脫硝塔、噴淋塔、電除塵器等設(shè)施。急冷塔用水通過噴嘴霧化為霧滴,全部進入焚燒煙氣,主要用于廢氣降溫。配制的尿素溶液作為焚燒系統(tǒng)SNCR脫硝的還原劑。堿液池屬于噴淋洗滌塔的配套設(shè)施,用于去除酸性氣體。濕式靜電除塵器用水主要用于清灰過程,通過靠水噴淋將極板上附著的灰塵沖刷下來。
危廢焚燒裝置產(chǎn)生的廢水主要包括:余熱蒸汽鍋爐定期排污水、堿液池定期更換的廢水、濕式除塵清灰過程產(chǎn)生的廢水。其中,余熱蒸汽鍋爐定期排污水,可以通過預處理后回用于對水質(zhì)要求不高的環(huán)節(jié);堿液池廢水和濕式除塵廢水中含有的物質(zhì)成分復雜,在進入生化處理設(shè)施之前應先進行脫鹽處理。此外,在項目蒸汽平衡計算中,要考慮余熱鍋爐的產(chǎn)汽量,余熱鍋爐蒸汽冷凝水應納入水平衡計算中。
焚燒爐系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生的固廢包括:焚燒爐焚燒過程中會產(chǎn)生爐渣和飛灰;焚燒爐廢氣處理設(shè)施堿吸收塔配套的堿液池,在尾氣處理過程中會產(chǎn)生沉渣;焚燒爐需定期檢修更換耐火材料,此過程會產(chǎn)生廢耐火材料;焚燒爐尾氣處理系統(tǒng)設(shè)布袋除塵器對尾氣進行過濾處理,布袋需定期更換,因此會產(chǎn)生廢布袋。
燃燒爐渣主要是危廢焚燒后的殘渣,需經(jīng)危廢鑒定后根據(jù)結(jié)果進行處置。焚燒飛灰、堿液池沉渣、更換的耐火材料均屬于危險廢物,收集后交由有資質(zhì)的單位處理。廢布袋可收集后送入焚燒爐焚燒處置。
焚燒爐廢氣的排放應符合《危險廢物焚燒污染控制標準》的要求,并按照《污染源自動監(jiān)控管理辦法》的規(guī)定安裝自動在線監(jiān)測設(shè)備,并與環(huán)保部門監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)。焚燒爐廢氣排氣筒高度根據(jù)其危廢處置能力確定,不得低于《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB18484-2020)規(guī)定的高度,并應按 GB/T 16157要求設(shè)置永久性采樣孔。排氣筒周圍200米半徑距離內(nèi)存在建筑物時,排氣筒高度應至少高出這一區(qū)域內(nèi)最高建筑物5米以上。
根據(jù)《排污許可證申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 危險廢物焚燒》的要求,焚燒單位應對焚燒煙氣中主要污染物濃度進行在線自動監(jiān)測,煙氣在線自動監(jiān)測指標包括氯化氫、二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、一氧化碳和煙氣含氧量。對氟化物、二噁英類的監(jiān)測頻次不低于半年/次,對相關(guān)重金屬及其化合物的監(jiān)測頻次不低于1月/次。同時,對企業(yè)廠界無組織廢氣揮發(fā)性有機物、顆粒物、氯化氫、氟化物、氨、硫化氫、臭氣濃度的監(jiān)測要求為季度/次。
大型企業(yè)產(chǎn)生的危廢量越來越大,全部委托有資質(zhì)的處置單位進行處理,除了成本較大,還涉及到貯存、轉(zhuǎn)移等相關(guān)手續(xù),國家鼓勵危廢產(chǎn)生量大的企業(yè)自建危廢焚燒設(shè)施,對危廢進行處置。在危廢處置過程中,企業(yè)應該按照相關(guān)規(guī)范要求落實危廢的全過程管理,減少焚燒造成二次污染物排放量,減少對周圍環(huán)境的影響。