我国生活垃圾焚烧二恶英污染现状及减排建议.pdf

我国生活垃圾焚烧二恶英污染现状及减排建议 * 赵树青 1， 2 宋薇 1 刘晶昊 1 蒲志红 1 1. 城市建设研究院， 北京 100029;2. 北京科技大学土木与环境学院， 北京 100083 摘要 生活垃圾焚烧的二恶英污染问题在我国已经引起全社会的广泛关注。在分析我国生活垃圾焚烧行业现状与发 展趋势和我国部分焚烧厂二恶英排放情况的基础上， 提出了我国生活垃圾焚烧二恶英污染防治和减排的建议。 关键词 生活垃圾; 焚烧; 二恶英 POLLUTION STATUS AND SUGGESTIONS FOR EMISSION REDUCTION OF DIOXIN FROM INCINERATION OF MUNICIPAL SOLID WASTE IN CHINA Zhao Shuqing1， 2Song Wei1Liu Jinghao1Pu Zhihong1 1. China Urban Construction Design ＆ Research Institute，Beijing 100029，China;2. School of Civil and Environmental Engineering，Beijing University of Science and Technology，Beijing 100083，China AbstractAn extensive concern has been given to dioxin emitted from incinerators of municipal solid wastes in China. This paper first presents a review of the current status of municipal waste combustion industry in China and its development trend as well as the emission of dioxin in some household waste burning plants. Then，advices on solving the problem caused by the emission of dioxin are proposed. Keywordsmunicipal solid waste; incineration; dioxin * “ 十一五” 国家科技支撑计划项目 2006BAC06B01 。 二恶英类减排是履行关于持久性有机污染物 的斯德哥尔摩公约 的重点和难点 ［ 1］。而在中国二 恶英类持久性有机污染物减 排控制的 战 略 研 究 2004 中， 废物焚烧被确定为中国二恶英减排 6 大 重点控制行业之一。而且， 随着这几年我国垃圾焚烧 厂大量建设以及公众环保意识、 维权意识的不断提高 和国家环境管理的日趋严格， 垃圾焚烧行业二恶英污 染问题受到全社会的关注。本文首先分析我国垃圾 焚烧行业现状与发展趋势以及部分焚烧厂二恶英排 放情况， 在此基础上提出了我国生活垃圾焚烧二恶英 污染防治和减排的建议。 1生活垃圾焚烧行业现状与发展趋势 1. 1生活垃圾焚烧处理量 我国生 活 垃 圾 焚 烧 行 业 近 几 年 发 展 迅 猛， 由 20012008 年生活垃圾焚烧处理量与焚烧所占无害 化处理的比例 ［ 2］ 见图 1、 图 2 可以看出， 垃圾焚烧 量 由 2001 年 的 0. 49 万 t/d 增 加 到 2008 年 的 5. 16 万 t/d， 增加了 10 倍多; 我国当前生活垃圾焚烧 的比例已经超过 16 。 图 1我国 20012008 年生活垃圾焚烧处理量 伴随着城市化进程的加快、 垃圾产生量的增大和 热值的提高， 国内越来越多的城市计划采用焚烧方式 处理生活垃圾， 尤其是在土地资源紧缺的东部地区。 根据不完全统计， 截止目前， 2008 年后建成和已经完 成项目立项、 正在建设的垃圾焚烧项目总处理能力为 47 400 t/d。从发达国家和地区生活垃圾处理发展的 经验来看， 未来 5 ～ 10 年我国生活垃圾焚烧处理量有 望翻一番。 68 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 图 2我国 20012008 年生活垃圾焚烧比例 1. 2生活垃圾焚烧技术水平 目前我国生活垃圾焚烧行业处于国际水平的现 代化焚烧技术与简单的焚烧技术并存发展阶段。截 止 2008 年底， 全国已建成 70 多座现代化的焚烧发电 厂， 这些厂采用先进的焚烧技术并配备较为完善的烟 气处理系统， 操作运行较为稳定。与之同时， 国内的 一些中小城市建设了一批小型垃圾焚烧厂， 单台焚烧 炉规模多在100 t/d左右。这些小型焚烧厂大部分是 地方政府投资建设， 焚烧及烟气处理设备为国内设计 制造， 配置较简单， 燃烧控制较粗放， 实际运行的可靠 性普遍较差。此外， 在我国广大乡村地区还建有一些 处理量在 2 ～ 20 t的土焚烧炉。这些设施投资一般在 几十万元， 完全人工操作， 没有任何的烟气处理设施， 对周围环境污染严重。 2我国生活垃圾焚烧二恶英排放水平 2. 1焚烧烟气中二恶英排放水平 我国大型生活垃圾焚烧厂基本上采用“半干法 脱酸 活性炭喷射 布袋除尘” 的烟气组合处理工 艺， 而部分近年来新建的焚烧厂开始采用“干法脱 酸 活性炭喷射 布袋除尘” 工艺。表 1 给出了我国 部分焚烧发电厂烟气中二恶英检测值。可见， 经处理 烟 气 中 二 恶 英 浓 度 远 低 于 国 家 标 准 限 值 1. 0 ng-TEQ/Nm3， 部分达到欧盟0. 1 ng-TEQ/Nm3的 标准要求。 必须注意的是， 表 1 中列出的焚烧厂均为烟气系 统完善的现代化大型垃圾焚烧厂在其最佳工况时的 测定结果。而对于那些技术配置较为落后的中小型 焚烧厂， 基本上未进行二恶英检测， 因此也无法掌握 其实际排放水平。但根据国外经验， 该条件下烟气中 的二恶英浓度远高于标准限值。 2. 2焚烧飞灰中二恶英排放水平 表 1我国生活垃圾焚烧烟气中二恶英的排放浓度［ 3- 8］ 地址焚烧炉 处理量 / t d － 1 二恶英类 / ng-TEQ /Nm3 检测时间 上海炉排炉10000. 07282008 上海炉排炉10000. 0182007 天津炉排炉10000. 0382006 广州炉排炉9000. 0562007 中山炉排炉6000. 0492007 太仓炉排炉6750. 0672007 义乌流化床10000. 243 ～ 0. 4202009 杭州炉排炉6000. 0272008 宁波炉排炉10500. 132003 绍兴流化床400 0. 012001 温州炉排炉3850. 542002 哈尔滨流化床2000. 022006 芜湖流化床6000. 52006 深圳炉排炉8000. 0312007 长春流化床5200. 0862005 重庆炉排床12000. 012 ～ 0. 1052006 随着烟气中二恶英浓度标准的不断严格， 各种高 级烟气污染控制装置得到了普遍使用， 使得焚烧过程 中形成的二恶英富集于飞灰。但与烟气相比， 飞灰中 二恶英的检测数据更少。上海某生活垃圾焚烧炉长 期监测结 果 显 示， 其飞灰中二恶英含量为 0. 74 ～ 4. 46 ng-TEQ/g［ 9］。另一项研究表明 机械炉排焚烧 炉飞灰中的二恶英含量约为6. 7 ng-TEQ/g; 流化床焚 烧炉为0. 8 ng-TEQ/g［ 10］。 以我国目前的垃圾焚烧量估算， 每年要产生 100 多万 t 的焚烧飞灰。但除上海、 广州等少数城市外， 大多数生活垃圾焚烧飞灰未得到安全处置。即使是 焚烧厂设计时提出了飞灰处理要求， 但在实际运营过 程中， 由于焚烧飞灰产生量大， 处理费用高或者缺乏 处置设施， 绝大多数飞灰也未能按要求进行处理， 对 环境造成极大危害。 3我国生活垃圾焚烧二恶英污染防治建议 由上面的分析可以看出， 目前我国生活垃圾焚烧 行业存在二恶英污染问题。为达到我国的履约要求， 加强二恶英的防治减排工作刻不容缓。借鉴国外发 达国家的成功经验， 结合我国的实际情况， 在此提出 以下七点建议 1 关停土焚烧炉， 改造小焚烧厂， 建设高标准的 现代化焚烧厂。建立焚烧厂等级评定方法， 针对不同 污染物控制水平的焚烧厂采取相应措施。尽快淘汰 关停操作条件差， 没有任何烟气处理设施的土焚烧 炉。对于国内单台焚烧炉规模在100 t/d左右的小焚 烧炉， 要根据实际情况加以改造， 设备改造达到国家 78 环境工程 2011 年 2 月第 29 卷第 1 期 标准要求方可允许重新运行; 改造费用过高， 经济性 差， 难以达到标准要求的， 必须关停。对于我国目前 已建成的大中型焚烧设施， 要进一步改造升级烟气处 理系统， 提高焚烧控制水平， 将二恶英排放标准逐步 提高到0. 1 ng-TEQ/Nm3。 2 编制生活垃圾焚烧厂二恶英控制技术指南及 操作规范。生活焚烧处理工程技术规范 仅就二恶 英污染控制提出一些纲要性的规定， 造成在技术选择 及操作运行时无章可循， 无经验可借鉴。而在欧美及 日本等发达国家， 编制有完善的生活垃圾焚烧技术规 范导则类的文件， 不仅提供适宜的控制技术， 同时还 给出了具体的应用实例以及估算的投资和运行成本。 为此， 建议我国尽快编制生活垃圾焚烧厂二恶英控制 技术指南及操作规范。 3 探索多样化的焚烧厂建设运营与污染物排放 监管模式。目前我国焚烧厂建设运营模式有 BOT、 BOO、 政府投资企业运营等多种方式。每一种方式都 有其利弊之处， 各地在建设焚烧厂时要根据当地情 况， 选择当前与将来效益最优化的方式。此外， 要保 证二恶英达标排放需要建有高效的监管体系， 尤其是 对于采用 BOT/BOO 模式建设运营的焚烧厂， 以防企 业过分追求经济利润而不运行或少运行部分环保设 施。探索多样化的政府监管方式， 提高监管效果， 确 保垃圾焚烧厂稳定达标运行。 4 实时监控 CO、 烟尘、 温度等重点参数。目前， 二恶英的在线监测实现起来比较困难， 但鉴于 CO、 烟 尘及温度等重点参数与二恶英排放浓度之间的联系， 可以通过在线检测这些参数来控制二恶英的排放浓 度。如要求 CO 排放低于 50 ～ 60 mg/Nm3， 颗粒物低 于30 mg/Nm3等。 5 建立二恶英定期检测制度及申报机制。焚烧 厂很少自发地对其二恶英排放水平进行分析， 有些企 业只在竣工验收时进行过检测。因此， 需要制定二恶 英定期检测制度， 使政府与企业均能了解当前的二恶 英排放水平。同时， 建立二恶英排放申报机制， 相关 企业及地方政府必须定期申报相关的数据， 实现对全 国二恶英排放源的精确管理。 6 提高二恶英分析检测能力。目前我国能够承 担二恶英分析检测任务的机构仅有 6 家， 这给掌握二 恶英排放现状及确定减排效果均造成了很大的障碍， 因此必须加强我国二恶英检测分析能力建设， 增加可 以承担二恶英类分析检测任务的单位。 7 提高焚烧飞灰管理及处理处置技术水平。焚 烧飞灰中二恶英是我国削减二恶英排放量的关键。 因此， 要加大对焚烧飞灰的管理力度， 在控制焚烧飞 灰中重金属污染的同时重视其中二恶英的控制， 积极 开发适宜的焚烧飞灰处理处置技术。 4结论 1 伴随着城市化进程的加快、 垃圾产生量的增 大和热值的提高， 国内越来越多的城市已经或计划采 用焚烧方式处理生活垃圾， 未来 5 ～ 10 年我国生活垃 圾焚烧处理量有望翻一番。 2 我国目前的生活焚烧行业处于国际水平的现 代化焚烧技术和简单的焚烧技术并存发展阶段。 3 目前我国现代化大中型垃圾焚烧厂烟气中二 恶英排放浓度基本符合国家标准限值， 而部分中小型 焚烧厂以及土焚烧炉排放浓度较高; 焚烧飞灰中的二 恶英含量很高， 但是我国在此方面的研究、 管理及处 理技术开发方面均较为薄弱。 4 针对我国生活垃圾焚烧行业二恶英的排放现状 及存在的问题， 提出多项二恶英减排建议， 以期真正实 现焚烧处理生活垃圾的无害化、 减量化与资源化。 参考文献 ［1 ］ 蔡震霄， 黄俊， 张清， 等. 二恶英类减排的国际动向和我国的战 略构想［J］ . 环境化学， 2006， 25 3 277- 282. ［2 ］ 住房和城乡建设部计划财务与外事司. 中国城乡建设统计年 鉴 2008 ［M］ . 北京 中国计划出版社， 2009. ［3 ］ 张记市，谢刚，王华. 垃圾焚烧烟气净化处理技术［J］ . 环境 技术， 2002 6 26- 30. ［4 ］ 李晓海. 垃圾焚烧发电厂烟气净化工艺及应用［J］ . 中国环保 产业，2006 7 20- 23. ［5 ］ 滕兢峰，程道仓. 安徽省第一座垃圾焚烧热电厂的设计体会 ［J］ . 电力勘测设计，2007 1 15- 18. ［6 ］ 王兆军，于培峰，袁玉武， 等. 炉排 － 循环流化复合垃圾焚烧 炉的设计和运行［J］ . 工业炉， 2008，30 4 19- 21. ［7 ］ 傅立珩. 生活垃圾焚烧烟气污染物的控制与处理工艺［J］ . 环 境卫生工程，2005，13 2 55- 58. ［8 ］ 唐国华. 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