城市垃圾焚燒設(shè)施對(duì)大氣和水體的影響

中圖分類(lèi)號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）06-0188-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.06.056

Impact of Urban Waste Incineration Facilities on the Atmosphere and WaterBodies

LI Qiuyan'，LIUZhidong，WANGYunxia （1.ShandongYellowRiver Delta EngineeringConsultingInstitute Co.，Ltd.; .Dongying Hong'an Ecological Environment Co.，Ltd.，Dongying257091，China

Abstract：Urban waste incineration facilities can efectively treat household waste，buttheygeneratealarge amount of exhaust gas and wastewater，which has a significant impact on environmental quality.Basedon the emission characteristicsof polutants duringtheoperationof incineration facilities，thisstudy explores the impactof polltants such as dioxins，heavy metals，and acidic gases onthe atmospheric environment，analyzes the impact mechanismof leachateand coling wateron the water environment，and takes corresponding measures to reducethe environmental impactofwasteincinerationfacilities.Theresults indicatethatpolutants emitedfrom incinerationfacilities will enter theenvironmental systemthroughatmosphericdepositionand surface runof，causing long-term impacts ontheregional ecological environment.Atpresent，itisnecessryto improvepolutioncontroltechnology，strengthenenvironmental monitoring，and efectively reduce theenvironmental impactof waste incineration facilities onthe atmosphere and water bodies.

Keywords：urban waste incineration facilities;atmosphere;water bodies; impact

1城市垃圾焚燒設(shè)施污染物排放特征

隨著城市生活垃圾產(chǎn)生量的持續(xù)增長(zhǎng)，垃圾燒已成為主要處理方式之一。焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的污染物通過(guò)不同途徑進(jìn)入環(huán)境，對(duì)大氣和水體環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生影響，分析其環(huán)境影響對(duì)于優(yōu)化焚燒工藝、完善污染控制具有重要意義。

1.1大氣污染物排放

城市垃圾燒設(shè)施在運(yùn)行過(guò)程中排放的大氣污染物主要包括酸性氣體、重金屬、二噁英和顆粒物。

酸性氣體中的二氧化硫、氮氧化物和氯化氫是垃圾焚燒過(guò)程中有機(jī)物不完全燃燒的產(chǎn)物，這些氣態(tài)污染物的產(chǎn)生量與垃圾成分和焚燒溫度密切相關(guān)。二噁英是垃圾焚燒過(guò)程中最受關(guān)注的持久性有機(jī)污染物，具有顯著的生物富集性。顆粒物含有大量吸附態(tài)重金屬和有機(jī)物，粒徑小于 2.5μm 的細(xì)顆粒物在大氣中的懸浮時(shí)間較長(zhǎng)，傳輸距離遠(yuǎn)，對(duì)環(huán)境的影響范圍較大。根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485一2014），焚燒設(shè)施排放的氮氧化物濃度限值為 300mg/m³ ，二氧化硫限值為 100mg/m³ ，氯化氫限值為 60mg/m^3[1]

1.2水污染物排放

垃圾焚燒設(shè)施排放的水污染物來(lái)源包括垃圾滲濾液、煙氣處理廢水和設(shè)備冷卻水。垃圾滲濾液含有大量難降解有機(jī)物，化學(xué)需氧量可達(dá) 20000～4000mg/L 氨氮濃度在 1000～2000mg/L ，同時(shí)還含有鉻、鋅、鉛等重金屬離子。煙氣處理廢水主要來(lái)自酸性氣體洗滌過(guò)程， pH 值在 3～6 ，具有較高的鹽分含量，總?cè)芙庑怨腆w濃度高，可達(dá) 8000mg/L 冷卻水系統(tǒng)排放的廢水含有懸浮物和少量油類(lèi)物質(zhì)，水溫通常比環(huán)境水體高 5～10^cC ，懸浮物濃度在 50～100mg/L 若直接排放，則會(huì)對(duì)水體的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響[2]。

2城市垃圾焚燒設(shè)施對(duì)大氣環(huán)境的影響

2.1焚燒廢氣的遷移擴(kuò)散

垃圾焚燒設(shè)施排放的廢氣通過(guò)煙肉進(jìn)入大氣后，在溫度、氣壓、濕度等氣象因素的影響下發(fā)生復(fù)雜的遷移擴(kuò)散過(guò)程。廢氣中的顆粒物和重金屬在大氣湍流作用下呈現(xiàn)出近似高斯分布的擴(kuò)散規(guī)律，隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)與焚燒設(shè)施距離的增加，其濃度逐漸降低。二噁英和重金屬等持久性污染物可通過(guò)大氣環(huán)流進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，在適宜條件下發(fā)生干濕沉降。研究表明，焚燒廢氣擴(kuò)散過(guò)程受到地形、建筑物和氣象條件的顯著影響，在靜穩(wěn)天氣條件下，污染物易在近地面層累積。廢氣中的酸性氣體在大氣水汽作用下可發(fā)生均相和多相化學(xué)反應(yīng)，生成硫酸鹽、硝酸鹽等二次氣溶膠，導(dǎo)致區(qū)

域大氣污染復(fù)合化[3]。

2.2對(duì)空氣質(zhì)量的影響

酸性氣體的排放導(dǎo)致環(huán)境空氣中二氧化硫、氮氧化物和氯化氫濃度升高，在光化學(xué)反應(yīng)作用下可生成臭氧等光化學(xué)氧化劑，加劇區(qū)域光化學(xué)煙霧污染。重金屬污染物以氣態(tài)和顆粒態(tài)形式共存于大氣中，汞及其化合物具有較強(qiáng)的環(huán)境持久性和生物富集性，可在食物鏈中不斷累積。二嘎英通過(guò)大氣沉降進(jìn)入土壤和水體，在環(huán)境中長(zhǎng)期存在且難以降解，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和人體健康構(gòu)成潛在威脅。焚燒設(shè)施排放的細(xì)顆粒物不僅降低大氣能見(jiàn)度，還可攜帶多種有毒有害物質(zhì)，通過(guò)呼吸道進(jìn)人人體[4。

3城市垃圾焚燒設(shè)施對(duì)水體環(huán)境的影響

3.1對(duì)地表水的影響

城市垃圾焚燒設(shè)施產(chǎn)生的廢水通過(guò)地表徑流和排污管道進(jìn)人河流、湖泊等地表水體，造成水質(zhì)惡化，如表1所示。滲濾液的有機(jī)污染物顯著提高受納水體的化學(xué)需氧量和生化需氧量，破壞水生態(tài)系統(tǒng)的溶解氧平衡。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，滲濾液排放點(diǎn)下游 500m 范圍內(nèi)的水體中持久性有機(jī)物含量是上游的 3～5 倍，重金屬含量超標(biāo)率大于 40% 。煙氣洗滌廢水的排放使水體pH值降低，導(dǎo)致水生生物種類(lèi)和數(shù)量顯著減少，底棲生物多樣性指數(shù)下降 30%～50% 。冷卻水排放造成局部水域溫度升高 2～5‰ ，改變水體的物理化學(xué)性質(zhì)，引起藻類(lèi)過(guò)度繁殖[5]。

3.2對(duì)地下水的影響

垃圾焚燒設(shè)施產(chǎn)生的污染物通過(guò)土壤滲濾和地表水補(bǔ)給對(duì)地下水環(huán)境造成污染。焚燒飛灰填埋場(chǎng)滲濾液中的氯離子、硫酸根離子和重金屬離子可沿包氣帶向下運(yùn)移，使地下水的礦化度升高，電導(dǎo)率增加。環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，燒設(shè)施周邊地下水監(jiān)測(cè)井中重金屬鉻、鋅、鉛的含量顯著高于背景值，部分區(qū)域超過(guò)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848—2017）的Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)限值。污染物在地下水中的遷移擴(kuò)散受到含水層結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件和吸附解吸作用的影響，在潛水

區(qū)域形成污染羽流[。

4環(huán)境影響控制措施

4.1大氣污染防控技術(shù)

城市垃圾焚燒設(shè)施的大氣污染防控采用“源頭控制 + 過(guò)程管理 + 末端治理”的技術(shù)體系。焚燒爐采用選擇性非催化還原技術(shù)和低氮燃燒技術(shù)，可使氮氧化物去除率超過(guò) 60% 。酸性氣體采用半干法脫酸 + 干法噴射的組合工藝，通過(guò)噴射消石灰和活性炭，實(shí)現(xiàn)二氧化硫和氯化氫的協(xié)同脫除，去除率可達(dá) 95% 。二嘎英的控制采用燃燒控制技術(shù)，確保焚燒溫度大于850^°C ，煙氣停留時(shí)間大于2s，并保持充足的湍流強(qiáng)度和過(guò)量空氣系數(shù)，有效抑制二噁英的生成。煙氣凈化系統(tǒng)采用“選擇性非催化還原脫硝 + 半干法脫酸 + 活性炭吸附 + 布袋除塵”的組合工藝，各類(lèi)污染物排放濃度均可穩(wěn)定達(dá)到《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485—2014）[7]。

4.2水污染防控技術(shù)

垃圾焚燒設(shè)施的水污染防控采用分類(lèi)收集、分質(zhì)處理的技術(shù)路線。垃圾滲濾液處理采用“升流式厭氧污泥床 + 缺氧/好氧生化池 + 膜生物反應(yīng)器 + 納濾 + 反滲透”的組合工藝，化學(xué)需氧量去除率為 95% ，氨氮去除率為 98% ，重金屬去除率為 99% 。煙氣洗滌廢水采用混凝沉淀 + 化學(xué)軟化 + 離子交換的處理工藝，出水回用于石灰漿制備，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)采用閉式冷卻塔，投加緩蝕阻垢劑和殺菌劑控制結(jié)垢和微生物繁殖，排污水經(jīng)混凝沉淀處理后回用于除渣和除灰增濕[8]。

5環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與管理對(duì)策

垃圾焚燒設(shè)施在運(yùn)行過(guò)程中存在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，建立健全預(yù)警與管理體系對(duì)于保障環(huán)境安全具有重要意義。在線監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中重金屬、二嘎英、酸性氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)控，因此通過(guò)數(shù)據(jù)分析平臺(tái)建立預(yù)測(cè)預(yù)警模型，設(shè)置污染物濃度閾值報(bào)警系統(tǒng)；定期環(huán)境質(zhì)量評(píng)估關(guān)注設(shè)施周邊區(qū)域近地面空氣質(zhì)量、地表水水質(zhì)、土壤重金屬富集等，開(kāi)展環(huán)境質(zhì)量趨勢(shì)分析；突發(fā)環(huán)境事件應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制明確事故分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和處置流程，制定煙氣超標(biāo)排放、滲濾液泄漏、火災(zāi)爆炸等專(zhuān)項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案9。焚燒設(shè)施的運(yùn)行管理還應(yīng)重視與周邊社區(qū)的溝通，通過(guò)設(shè)立公眾開(kāi)放日、舉辦環(huán)保宣傳活動(dòng)等方式，提高公眾對(duì)垃圾焚燒處理技術(shù)的認(rèn)識(shí)。完善的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警與管理體系有助于降低環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，保障設(shè)施長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)城市生活垃圾焚燒行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[10]。

6結(jié)論

城市垃圾焚燒設(shè)施對(duì)大氣和水體環(huán)境產(chǎn)生顯著影響。通過(guò)分析其影響機(jī)制，提出相應(yīng)的污染控制措施，對(duì)推動(dòng)垃圾焚燒技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)具有重要意義。為降低焚燒設(shè)施的環(huán)境影響，應(yīng)完善煙氣凈化和廢水處理工藝，優(yōu)化焚燒設(shè)施運(yùn)行參數(shù)，建立全過(guò)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，構(gòu)建區(qū)域環(huán)境影響評(píng)估體系。同時(shí)，加強(qiáng)垃圾分類(lèi)收集管理，減少焚燒過(guò)程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)

1陳曉艷.城市垃圾處理的高效焚燒技術(shù)探索[J].中國(guó)資源綜合利用，2024（12）：160-162.

2 張邦超，陳婭麗，哈申吐力古爾.固體回收燃料的焚燒過(guò)程研究[J].綠色礦冶，2024（6）：95-100.

3彭丹，高天宇，姜華偉，等.爐排焚燒爐生活垃圾摻燒滲濾液污泥的數(shù)值模擬[J].潔凈煤技術(shù)，2025（1）：1-10

4方建.城市生活垃圾焚燒污染物排放及治理技術(shù)的綜合研究[J].流體測(cè)量與控制，2024（5）：95-97.

5楊靖，袁飛，敬霄，等.城市更新背景下垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)研究與應(yīng)用[J].四川建筑，2024（1）：86-90.

6初希，劉峻男，胡樹(shù)森.城市生活垃圾焚燒飛灰對(duì)環(huán)境的影響與應(yīng)對(duì)策略[J].當(dāng)代化工研究，2024（18）：102-104.

7王鏞翔，趙偉，郭金霞，等.煤灰對(duì)城市生活垃圾焚燒飛灰的熔融玻璃化特性影響[J].化學(xué)工程，2024（9）：1-7.

8俞偉偉，韓安龍，夏旻，等．“無(wú)廢城市”建設(shè)背景下生活垃圾焚燒飛灰管理政策標(biāo)準(zhǔn)及處置進(jìn)展分析[J].上海第二工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2024（3）：254-263.

9 呂威威.城市垃圾焚燒底渣瀝青混合料性能試驗(yàn)研究[J].江蘇建材，2024（4）：46-49.

10賈偉龍.城市生活垃圾焚燒灰渣混凝土抗凍性能研究[J].交通節(jié)能與環(huán)保，2024（4）：163-167.