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北極星大氣網訊:摘要：現階段國內關於生活垃圾的處理方式，主要有填埋法、堆肥法、焚燒法等幾種。其中焚燒法由於處理效率高、佔地面積小，且能夠將熱能重新利用等特點，逐漸得到了推廣應用。近年來，隨著生活垃圾產生量的增長，各地新建的生活垃圾焚燒廠數量也在相應的增加。在實踐應用中發現，生活垃圾焚燒廠排放的廢氣，也存在二次汙染的問題。文章首先概述了生活垃圾焚燒廠的應用優勢，隨後就焚燒廠排放廢氣的主要成分，提出了針對性的廢氣治理措施，最後介紹了一種應用效果較好的焚燒廠廢氣處理系統。
根據“十三五”規劃要求，到2020年底我國城鎮生活垃圾焚燒處理能力將達到80萬噸/日。焚燒廠在提高生活垃圾處理效率的同時，其廢氣排放造成的環境汙染問題也逐漸引起了環保部門、周邊群眾的關注。通過分析可知，生活垃圾焚燒廠排放的廢氣成分複雜、危害嚴重，在進行廢氣治理時必須要針對其中的主要成分進行重點治理，才能達到理想的治理效果。在這一背景下，探究一種有效處理焚燒廠廢氣的措施既具有必要性又具有緊迫性。
1 生活垃圾焚燒廠集中處理的優缺點分析
（1）優勢。生活垃圾具有組成成分複雜，日產生量較多，具有一定的汙染性等特點，傳統的幾種處理方法中，填埋法容易導致地下水汙染，對填埋垃圾的種類有較強的選擇性；分類回收法和堆肥法效率較低，難以解決當前日益增多的生活垃圾處理需求。相比之下，焚燒法則具有諸多優勢，例如對生活垃圾的選擇性不高，無論是金屬、塑料還是其他垃圾，在高溫環境下都可以被轉化為無機物固態殘渣。另外，一些可燃的生活垃圾，在燃燒時釋放的熱能，可以經過回收後循環利用，在發電、供暖等方面，也發揮了一定的價值。垃圾焚燒廠的佔地面積相對較小，且每天的處理能力較高，一座中等規模的垃圾焚燒廠，基本可以滿足一座城市甚至周邊城市的垃圾處理需要。（2）缺點。隨著生活垃圾焚燒廠數量的增加，一些負面影響也逐漸引起了社會各界的關注。例如垃圾析出液如果處理不當，發生滲漏後可能會對土壤、地下水等造成嚴重汙染。還有就是垃圾焚燒過程中排放的大量廢氣，具有強烈的刺激性和毒性。這些廢氣中，除了較多的氯化氫等酸性氣體外，還有較多的重金屬顆粒、二噁英等，如果不能做到有效的處理，對周邊居民的人身健康危害也是十分嚴重的。
2 生活垃圾焚燒廠廢氣的主要組成
（1）顆粒物。生活垃圾中一些不易被分解或是不可燃燒的物質，在經過垃圾焚燒廠的一系列處理操作後，最終會以微小顆粒的形式存在與廢氣中，並在氣流的衝擊作用下排放出去。這些顆粒物的成分較為複雜，其中既有生活垃圾中的一些可燃物，經過燃燒後剩餘的無機物，如鹽酸鹽顆粒、碳酸鹽顆粒等，也有一些硫化物、粉塵等。
（2）酸性氣體。焚燒廠廢氣中的酸性氣體主要成分有三種，分別是：a.氯化氫氣體。生活垃圾中很多塑料製品中都含有聚氯乙烯，廚餘垃圾中的食鹽成分主要是固態氯化鈉，這些含氯的垃圾在經過高溫氧化反應後，生成了大量的氯化氫氣體。另外，像一些PVC 材料，在溫度達到200℃後就開始融化，溫度達到600℃左右後開始燃燒，釋放出的氣體也含有氯化氫。b.硫化物氣體。包括二氧化硫、三氧硫等。廢氣中硫化物氣體含量較多，會導致廢氣具有強烈的刺激性氣味，對人體的呼吸系統產生危害。c.氮氧化物。以一氧化氮為主，也含有少量的二氧化氮。生活垃圾中含氮物質燃燒後釋放出氮氧化物，是造成霧霾天氣的主要成分。
（3）重金屬。生活垃圾中本身含有多種類型的重金屬，例如廢舊電池中的鉻、鉛等，電路板中的鎳、銅等。這些重金屬本身是以固態形式存在，但是在垃圾焚燒廠幾千攝氏度的高溫環境下，會讓這些重金屬轉化為氣態或微小顆粒，通過廢氣排放出去。這些重金屬由於不易分解，會通過食物鏈的富集作用，最終進入到人體中，最終直接或間接的危害人體健康。
（4）二噁英。二噁英是一種具有刺激性和致癌性的氣體，主要產生於垃圾焚燒、鋼鐵冶煉等過程。通過對生活垃圾焚燒廠廢氣的取樣分析，發現其中二噁英的佔比約為2.4%-6.0%。這種物質的來源主要有：生活垃圾中的一些含有聚氯乙烯、氯代苯的塑料製品，在高溫條件下發生一系列複雜化學反應，形成二噁英；生活垃圾焚燒後會產生一定量的氯化氫氣體，這部分氣體同時又會與廢氣中的苯化物等進行反應，經過置換反應後生成了二噁英；另外就是生活垃圾中本身含有少量的二噁英，原來是以固體形式存在，焚燒後轉為氣體。
3 生活垃圾焚燒廠廢氣治理措施
（1）顆粒物的淨化方法。對於垃圾焚燒廠排放廢氣中的顆粒物，目前有多種使用的處理方法。a.自然沉降法。在廢氣排放過程中，受到熱氣流的衝擊，顆粒物會夾雜在廢氣中一同排放。但是這些顆粒物畢竟是有一定重量的，當氣流衝擊力度減緩，顆粒物會在重力作用下沉降。這種方法適用於處理廢氣中直徑在100μm 以上的顆粒物；b.靜電除塵。將廢氣引入到含有靜電網的設備中，通過靜電吸附作用，將這些顆粒物吸附到靜電網上，一段時間後抽出靜電網進行清理；c.袋式除塵。使用高分子膜組成的濾布，讓廢氣通過濾布。廢氣中的顆粒物會被阻擋在濾布一側，通過定期清洗濾布可以達到除塵目的。
（2）酸性氣體的治理措施。a.爐內摻鈣脫硫系統。該系統的原理是使石灰石粉在爐內鍛燒分解，利用生成的CaO與爐內煙氣中的SO2 進行反應實現爐內摻鈣脫硫。將石灰石粉磨分解成氧化鈣和二氧化碳，再與煙氣中二氧化硫，反應生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，最終被氧化成硫酸鈣。b.半乾法脫硫系統。半乾法脫硫工藝是採用石灰石或石灰作為吸收劑同鍋爐尾部煙氣在吸收塔內接觸反應，使漿液中碳酸鈣同煙氣中二氧化硫反應生成石膏（CaSO4·2H2O），同時去除煙氣中部分其它汙染物，如粉塵，HCl，HF，SO3。
（3）重金屬類氣體的防治措施。考慮到廢氣中的重金屬物質具有不易分解的特點，通常採用吸附法，將這些重金屬集中收集起來，當重金屬達到一定量後，將其回收後重新利用。常用的吸收工具是活性炭纖維，是一種在活性炭基礎上景觀改良加工後形成的新型材料，活性炭纖維內部密佈納米孔，增加了活性炭纖維內部的吸附表面積。讓焚燒廠廢氣吹過活性炭纖維，可以將其中的重金屬顆粒吸附到活性炭纖維表面，一段時間後將活性炭纖維抽出，採用吹掃等方式，將這些重金屬分離出來。
（4）二噁英的防治措施。二噁英及其前身物質一般在705℃以上開始分解，設計上保持爐內溫度高於850℃，流化床焚燒爐內燃燒氣體在850℃以上停留時間不少於2 秒，以充分分解煙氣中有機物。在尾部煙氣處理時，設計在燃燒廢氣進入除塵器前噴入活性炭，用以吸附煙氣中的二噁英和重金屬，然後再經過高效布袋除塵器。在焚燒爐二燃室設置二次空氣噴嘴，使得煙氣中未完全燃燒的物質與空氣充分接觸燃燒，避免二噁英前身物質的生成。設計上根據垃圾特性確定過剩空氣係數為1．6 左右，同時保證了一定的焚燒溫度以及充分焚燒。
4 一種生活垃圾焚燒廠廢氣治理系統
（1）廢氣治理流程。隨著生活垃圾焚燒廠廢氣汙染得到社會各界越來越多的重視，一些配套的焚燒廠煙氣處理系統也逐漸研發和投入使用。雖然在具體組成系統上有所差異，但是基本處理流程大體類似，簡單來說其廢氣處理流程為：先將收集到的廢氣輸送到減溫塔中進行降溫處理，同時對煙氣中的灰塵、顆粒等進行排除。降溫後的廢氣，先後通過石灰倉儲、活性炭纖維倉儲，完成對廢氣中有害物質的吸附處理。將初步淨化後的廢氣再通過袋式除塵器、溼式洗滌塔進行進一步處理，將其中的酸性氣體、氮氧化物等有害物質清理乾淨，最後排出相對清潔的氣體。
（2）系統組成。該套廢氣處理系統中主要的功能性設備包括：a.減溫塔。可以將不同溫度的廢氣，降溫至恆定的130-150℃，其目的是滿足後期溼式洗滌塔正常工作的要求。另外減溫塔也附帶有除塵作用，可以對廢氣中大顆粒固體物質進行簡單的吸附。b.熟石灰與活性炭噴射系統。兩種物質均用噴射風機噴人減溫塔和袋式除塵器之間的管道中。在此，熟石灰與煙氣中的酸性氣體（SO2、HCl等）進行反應，可以去除煙氣中70%的HCl 與30%的SO2，活性炭將吸收煙氣中的二噁英和重金屬等有害物質。與熟石灰和活性炭反應後的煙氣帶著飛灰和各種粉塵進人袋式除塵器。c.溼式洗滌塔。其中包含鹼液槽，可以通過廢氣洗滌的方式，將廢氣中成分較多的酸性氣體（氯化氫、氮氧化物、硫化物均屬於酸性氣體）吸收掉，並最終生成危害較輕的含鹽溶液。d.袋式除塵器。廢氣從石灰儲倉和活性炭纖維儲藏排除後，氣體中不可避免會夾雜一些石灰，袋式除塵器可以對氣體進行二次淨化處理，保證氣體中固體顆粒物的含量降低至1%以下。
生活垃圾焚燒廠在高效率的完成生活垃圾無害化處理的同時，其排放廢氣中可能汙染空氣環境的問題也引發了社會各界的共同關注。對於這些廢氣的處理，應當首先分析廢氣主要組成成分，然後選擇針對性的處理方法，將這些危害物通過化學反應、物理吸附等方式，減輕對環境的危害。除了對廢氣進行清潔處理外，經過垃圾焚燒從高溫處理後產生的廢氣，本身也含有加多的熱能，可以將其集中收集起來用於發電，這也是對焚燒廠排放廢氣的一種有效利用方式。
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