生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目污染防治技術(shù)探討

王肖肖，李 進(jìn)，姜定森

（溫州龍灣偉明環(huán)保能源有限公司，浙江 溫州 325000）

引言

隨著城市化的不斷推進(jìn)和人口增長(zhǎng)的加速，生活垃圾處理問題愈發(fā)凸顯。生活垃圾焚燒發(fā)電作為一種綜合利用的技術(shù)手段，為城市垃圾處理帶來了全新的可能性。但焚燒過程中所產(chǎn)生的污染物排放，特別是對(duì)環(huán)境和健康的潛在影響成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。在這一背景下，污染防治技術(shù)的研究和應(yīng)用顯得尤為重要。本文旨在探討生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中的污染防治技術(shù)，從多個(gè)維度深入剖析如何減少焚燒過程對(duì)環(huán)境和人體健康造成的不利影響。通過對(duì)主要污染物種類與特點(diǎn)的分析，并結(jié)合各種防治技術(shù)的原理和應(yīng)用，本文將逐一探討垃圾分類與分揀、燃燒控制、排放氣體處理、廢渣資源化利用等方面的技術(shù)。此外，本文還將著重探討技術(shù)投入與經(jīng)濟(jì)成本的關(guān)系，以及環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展策略。

1 生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目污染物的排放與影響

生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目在焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生氮氧化物、二氧化硫、氫氯酸、揮發(fā)性有機(jī)物和顆粒物等污染物。其中，氮氧化物由氮氧反應(yīng)生成；二氧化硫來自垃圾硫化物；氫氯酸為含氯廢棄物燃燒產(chǎn)物；揮發(fā)性有機(jī)物源自垃圾有機(jī)化合物。顆粒物包括PM10和PM2.5，影響人體健康和生態(tài)環(huán)境。污染物主要通過氣體和顆粒物途徑排放，氣體如氮氧化物、二氧化硫等在燃燒室產(chǎn)生后排放；顆粒物源自燃燒和揮發(fā)。污染物排放影響環(huán)境和健康，氮氧化物、二氧化硫會(huì)導(dǎo)致酸雨；氫氯酸、揮發(fā)性有機(jī)物影響臭氧生成；顆粒物影響空氣質(zhì)量，其攜帶的重金屬影響人體健康；焚燒廢渣污染土壤、水源，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成長(zhǎng)期影響。

2 生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目污染防治技術(shù)

2.1 預(yù)處理技術(shù)

2.1.1 垃圾分類與分揀

垃圾分類與分揀是生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目污染防治的重要一環(huán)。通過對(duì)垃圾進(jìn)行有效的分類與分揀，可以減少焚燒過程中的污染物排放，提高能源回收效率，降低環(huán)境影響。

垃圾分類與分揀過程主要包括手工分揀、機(jī)械分揀以及智能化分揀。手工分揀是人工將垃圾按照不同的類別進(jìn)行分類，雖然效率相對(duì)較低，但適用于某些難以機(jī)械化處理的垃圾；機(jī)械分揀則借助傳輸帶、振動(dòng)篩等設(shè)備，通過物理力學(xué)原理進(jìn)行分揀，可以高效地將大部分可回收物和有害物質(zhì)分離出來；智能化分揀則運(yùn)用圖像識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對(duì)垃圾進(jìn)行自動(dòng)辨識(shí)和分揀，提高了分類的準(zhǔn)確性和分類效率[1]。

2.1.2 垃圾破碎與粉碎

垃圾破碎與粉碎技術(shù)是預(yù)處理階段的關(guān)鍵步驟，旨在減小垃圾的體積并增加可燃物表面積，以便提高燃燒效率并減少有害物質(zhì)排放。這些技術(shù)有助于改善垃圾的可燃性和穩(wěn)定性，從而減少二次污染。

垃圾破碎通常使用破碎機(jī)、粉碎機(jī)等設(shè)備，將大塊垃圾分解成較小的碎片。這些碎片有助于提高垃圾的混合性，使不同種類的垃圾更均勻地分布，從而促進(jìn)更穩(wěn)定的燃燒過程。此外，通過粉碎，垃圾的表面積增加，使得燃燒時(shí)的熱量更容易傳遞到垃圾內(nèi)部，提高燃燒效率。

需要注意的是，在垃圾破碎與粉碎過程中，應(yīng)避免產(chǎn)生過多的細(xì)顆粒物，以免增加顆粒物排放。因此，相關(guān)人員在技術(shù)實(shí)施過程中應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂坪凸芾怼?/p>

2.2 焚燒過程控制技術(shù)

2.2.1 燃燒溫度與氧氣調(diào)控

燃燒溫度與氧氣含量是影響焚燒過程中污染物生成和排放的關(guān)鍵參數(shù)。適當(dāng)?shù)娜紵郎囟群脱鯕夂靠梢杂行Т偈估械挠泻ξ镔|(zhì)充分燃燒，減少有毒氣體的生成，從而減少環(huán)境污染。

燃燒溫度通常受到爐內(nèi)氧氣供應(yīng)量的影響，燃燒溫度過低會(huì)導(dǎo)致燃燒不完全，產(chǎn)生大量的氣體和顆粒物污染物；反之，過高的燃燒溫度則可能導(dǎo)致更多氮氧化物生成。通過調(diào)控氧氣供應(yīng)量，可以控制燃燒溫度在合適的范圍內(nèi)，例如在800～1 100 ℃之間，以達(dá)到污染物最小化的效果。

優(yōu)化燃燒溫度和氧氣含量對(duì)焚燒發(fā)電影響很大。研究表明，在適宜的燃燒溫度和氧氣含量下，二氧化硫（SO2）的排放量可以降至較低水平，達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，氮氧化物（NOx）的生成也可以在一定程度上得到控制，從而減少空氣污染。

2.2.2 燃燒過程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)

燃燒過程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)焚燒過程優(yōu)化的關(guān)鍵工具。通過監(jiān)測(cè)燃燒過程中的溫度、氧氣含量、煙氣組成等關(guān)鍵參數(shù)，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)反饋數(shù)據(jù)，幫助操作人員進(jìn)行調(diào)整和控制。

現(xiàn)代燃燒過程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)通常采用自動(dòng)化技術(shù)，結(jié)合傳感器、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和精確控制。這些系統(tǒng)可以根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)整氧氣供應(yīng)、燃燒溫度等參數(shù)，以保持最佳的燃燒狀態(tài)。

通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃燒過程中的關(guān)鍵參數(shù)，燃燒過程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)可以在不同負(fù)荷情況下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制。例如，當(dāng)垃圾負(fù)荷波動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整氧氣供應(yīng)量，保持穩(wěn)定的燃燒溫度，從而減少污染物的生成。燃燒過程監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的應(yīng)用，有效提高了焚燒發(fā)電的效率和環(huán)保性能[2]。

2.3 排放氣體處理技術(shù)

2.3.1 酸性氣體處理（SOx、HCl）

酸性氣體處理技術(shù)主要針對(duì)焚燒過程中產(chǎn)生的硫氧化物（SOx）和氫氯酸（HCl）等酸性氣體。這些氣體不僅會(huì)對(duì)大氣環(huán)境造成酸性污染，還可能導(dǎo)致酸雨的生成，損害土壤和水體質(zhì)量。

酸性氣體處理通常采用濕式脫硫和干式脫硫技術(shù)。濕式脫硫主要通過噴射吸收劑（如石灰石石膏漿液）來吸收SOx和HCl，形成石膏等固體廢物；干式脫硫則采用吸附劑（如活性炭）或化學(xué)反應(yīng)來吸附或轉(zhuǎn)化酸性氣體。這些技術(shù)在焚燒過程后期對(duì)煙氣進(jìn)行處理，可以大幅減少酸性氣體排放。

2.3.2 氮氧化物（NOx）減排

氮氧化物（NOx）是焚燒過程中主要的氮污染物，其對(duì)空氣質(zhì)量和人體健康有重要影響。氮氧化物主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。

氮氧化物減排技術(shù)涉及選擇性催化還原（SCR）、選擇性非催化還原（SNCR）等方法。SCR利用催化劑，在一定溫度下將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂退?，需要在煙氣中注入氨或尿素；SNCR則是在煙氣中噴射氨水或尿素水，利用溫度和催化劑減少氮氧化物。這些技術(shù)可以有效降低氮氧化物排放量[3]。

2.3.3 顆粒物捕集與過濾

顆粒物是焚燒過程中產(chǎn)生的固體微粒，包括可吸入顆粒物（PM10）和細(xì)顆粒物（PM2.5），其會(huì)對(duì)人體健康和大氣質(zhì)量造成威脅。

顆粒物捕集與過濾技術(shù)包括靜電除塵、袋式過濾等。靜電除塵通過電場(chǎng)作用，使顆粒物帶電并被集中收集；袋式過濾則通過纖維布袋將顆粒物過濾出去，確保凈化的煙氣排放。這些技術(shù)可以有效去除顆粒物，降低其排放濃度。

排放氣體處理技術(shù)在生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中起到關(guān)鍵作用，通過對(duì)酸性氣體、氮氧化物和顆粒物的處理，可以大幅減少環(huán)境污染和健康風(fēng)險(xiǎn)。不同技術(shù)可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行組合應(yīng)用，以達(dá)到最佳污染防治效果。

2.4 能源回收與廢渣處理

2.4.1 能源回收技術(shù)（蒸汽循環(huán)發(fā)電）

生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目的核心目標(biāo)之一是能源回收。在焚燒過程中，垃圾中的有機(jī)物和其他可燃物質(zhì)被燃燒釋放出大量的熱能。這些高溫高壓的熱能，如果得不到有效回收利用，將會(huì)造成資源浪費(fèi)。蒸汽循環(huán)發(fā)電技術(shù)就是一種有效回收這些熱能的方式，其將熱能轉(zhuǎn)化為蒸汽，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。

在蒸汽循環(huán)發(fā)電過程中，煙氣和熱量并沒有被直接排放，而是被用來加熱水，將水蒸發(fā)為蒸汽，這個(gè)過程通常在余熱鍋爐中進(jìn)行。余熱鍋爐將煙氣和水隔開，通過煙氣與水之間的熱交換，將水加熱并轉(zhuǎn)化為蒸汽，蒸汽會(huì)通過管道輸送到渦輪機(jī)組。

蒸汽驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)組是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。蒸汽的高溫高壓狀態(tài)使得渦輪葉片在蒸汽沖擊下高速旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)連接的軸和發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生機(jī)械能，而發(fā)電機(jī)將這種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。因此，通過這種方式，焚燒產(chǎn)生的熱能最終轉(zhuǎn)化為可供人們使用的電能。

蒸汽循環(huán)發(fā)電技術(shù)的效率取決于多種因素，其中燃燒溫度、熱能回收效率、渦輪機(jī)組和發(fā)電機(jī)的性能等都會(huì)影響最終的電能產(chǎn)生效果。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，新型材料、高效渦輪機(jī)設(shè)計(jì)、熱能回收設(shè)備改進(jìn)等都有望進(jìn)一步提升能源回收效率，使得焚燒發(fā)電技術(shù)更加環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。

2.4.2 廢渣處理與資源化利用

焚燒過程產(chǎn)生的廢渣包括飛灰和底渣，它們的合理處理是確保焚燒發(fā)電項(xiàng)目環(huán)保性的關(guān)鍵。飛灰是由于燃燒過程中顆粒物的生成而形成的細(xì)小顆粒的固體廢物；底渣則是較大顆粒的固體廢物，它們含有殘留的無機(jī)物質(zhì)、重金屬等成分，可能對(duì)環(huán)境造成污染。

飛灰處理主要包括靜電除塵等技術(shù)，通過電場(chǎng)的作用將飛灰捕集。靜電除塵可以有效去除飛灰中的細(xì)小顆粒，從而減少顆粒物排放。此外，飛灰中可能含有一些有價(jià)值的金屬元素，如鋁、鐵等，通過適當(dāng)?shù)奶幚砗突厥?，可以?shí)現(xiàn)資源的再利用。

底渣通常需要更復(fù)雜的處理方式。固化是一種常見的處理方法，通過將底渣與固化劑混合，可以將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的塊狀固體，降低其對(duì)環(huán)境的影響。另一種方法是填埋，但需要注意避免滲漏導(dǎo)致的地下水污染。而更加可持續(xù)的方式是底渣的資源化利用，就是將其中的可回收物質(zhì)如金屬、礦物質(zhì)等分離出來；廢渣中的無機(jī)成分也可用作建筑材料，實(shí)現(xiàn)廢渣的循環(huán)利用。

廢渣處理與資源化利用是焚燒發(fā)電項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，它能夠減少?gòu)U渣對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過提取和利用廢渣中有價(jià)值的物質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，促進(jìn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估

3.1 污染防治對(duì)環(huán)境效益的影響評(píng)估

在生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中，污染防治技術(shù)的應(yīng)用直接影響環(huán)境效益。通過減少污染物的排放，這些技術(shù)可以顯著改善空氣質(zhì)量、水質(zhì)和土壤質(zhì)量，減少大氣污染、酸雨、水體污染等環(huán)境問題。例如，通過酸性氣體處理和氮氧化物減排技術(shù)，可以有效降低大氣酸性物質(zhì)的濃度，改善大氣環(huán)境質(zhì)量；顆粒物捕集與過濾技術(shù)則可以降低顆粒物懸浮在空氣中的濃度，改善空氣質(zhì)量。通過評(píng)估環(huán)境因素的變化，可以量化這些污染防治技術(shù)對(duì)環(huán)境效益的積極影響[4]。

3.2 技術(shù)投入與經(jīng)濟(jì)成本分析

污染防治技術(shù)的引入需要一定的技術(shù)投入，但其帶來的經(jīng)濟(jì)成本往往可以通過環(huán)境和資源的長(zhǎng)期保護(hù)得到回報(bào)。技術(shù)投入與經(jīng)濟(jì)成本分析需要綜合考慮設(shè)備購(gòu)置、運(yùn)維、維護(hù)等方面的開支，同時(shí)還需考慮潛在的附加成本，如排放標(biāo)準(zhǔn)的提升、政策法規(guī)的遵循等。在經(jīng)濟(jì)成本分析中，應(yīng)將環(huán)境污染的外部成本也納入考慮范圍，從而更準(zhǔn)確地評(píng)估技術(shù)投入的經(jīng)濟(jì)成本與效益。

3.3 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展策略

環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間的協(xié)調(diào)關(guān)系對(duì)于項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。在制定環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展策略時(shí)，相關(guān)人員需要權(quán)衡環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系。例如，雖然污染防治技術(shù)可能帶來一定的經(jīng)濟(jì)成本，但它們可以提升項(xiàng)目的環(huán)保形象，降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，吸引更多投資和市場(chǎng)份額。在經(jīng)濟(jì)效益分析中，可以考慮長(zhǎng)期的回報(bào)，如可再生能源發(fā)電、碳排放權(quán)交易等帶來的經(jīng)濟(jì)增益。綜合環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益制定策略，既可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化，也可確保環(huán)境的可持續(xù)性。

環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估是生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目規(guī)劃和實(shí)施過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。通過綜合分析污染防治對(duì)環(huán)境效益的影響、技術(shù)投入與經(jīng)濟(jì)成本，以及環(huán)境與經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展策略，可以為項(xiàng)目提供科學(xué)的決策依據(jù)。通過明確的評(píng)估，我們可以更好地平衡環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)，確保項(xiàng)目在長(zhǎng)期內(nèi)達(dá)到雙贏的局面[5]。

4 風(fēng)險(xiǎn)控制與監(jiān)管

生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目存在潛在的環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)，產(chǎn)生的廢氣和廢渣中可能含有有害物質(zhì)，需進(jìn)行適當(dāng)處理；焚燒可能產(chǎn)生噪音、振動(dòng)，影響居民生活。監(jiān)管政策和法規(guī)要求包括排放標(biāo)準(zhǔn)、廢渣處理和環(huán)評(píng)審批等，運(yùn)營(yíng)商需遵守這些政策法規(guī)以避免處罰和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)管理需識(shí)別、評(píng)估和控制潛在風(fēng)險(xiǎn)，科學(xué)實(shí)施應(yīng)急預(yù)案，保障環(huán)境和公共安全。風(fēng)險(xiǎn)控制與監(jiān)管是項(xiàng)目成功實(shí)施的基礎(chǔ)，相關(guān)部門及人員通過綜合考慮與詳細(xì)分析，可確保項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)與社會(huì)責(zé)任的落實(shí)。

5 結(jié)語

在生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目中，對(duì)污染防治技術(shù)的探討和應(yīng)用旨在實(shí)現(xiàn)垃圾資源化利用與環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。本文深入剖析了垃圾分類與分揀、燃燒控制、排放氣體處理以及廢渣資源化利用等多方面的技術(shù)手段。這些技術(shù)不僅有助于降低焚燒過程對(duì)環(huán)境的不良影響，也為城市垃圾的清潔處理和能源回收提供了有力支持。