目前，我國許多城市陷入了垃圾包圍的狀態(tài)。垃圾不僅污染環(huán)境，威脅人類健康，龐大數(shù)量的垃圾更侵占了大量的土地。資料顯示，全世界垃圾年均增長速度為8.42%，中國垃圾增長率達(dá)10%以上，中國已成為垃圾包圍城市最嚴(yán)重的國家之一。垃圾數(shù)量日益增長，危害人類健康，壓縮人們生活的空間。垃圾減量化、無害化、資源化處理，使“放錯地方的資源”合理利用已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。  

1垃圾處理途徑和特點概述  

填埋、堆肥和焚燒是垃圾處理的主要途徑：垃圾填埋方式需占用大量的土地資源，填埋產(chǎn)生的惡臭氣體(甲烷、二氧化碳)和滲濾液，直接污染大氣、地表水源和地下水源。隨著我國社會經(jīng)濟發(fā)展，垃圾填埋和城市化進(jìn)程矛盾不斷加深，城市生活垃圾填埋已經(jīng)難以為繼。堆肥是處理與利用垃圾的一種方法。利用垃圾或土壤中的微生物，使垃圾中的有機物降解，形成一種類似腐蝕質(zhì)土壤的物質(zhì)，常用作肥料改善土質(zhì)。其優(yōu)點是投資較低、技術(shù)簡單、垃圾分解后作為肥料再利用;缺點是對垃圾分類要求高、分解中會產(chǎn)生氣體污染環(huán)境。該方法適用于垃圾分類系統(tǒng)較完善、可降解有機物含量較高的城市垃圾處理。2013年歐盟人均產(chǎn)生481公斤垃圾，其中有43%被分類回收或堆肥。焚燒是垃圾處理“三化”的有效方式。焚燒后垃圾的質(zhì)量、體積約為原來1/10和1/20，約2.5噸垃圾的熱值和1t煙煤的熱值相當(dāng)，如將這些垃圾合理應(yīng)用，我國每年可節(jié)煤約5000萬噸，與填埋、堆肥方式相比有巨大的優(yōu)勢。西方發(fā)達(dá)國家在上世紀(jì)七十年代就投產(chǎn)了一批焚燒垃圾發(fā)電站。我國在深圳、杭州、珠海等城市也投建了多座垃圾焚燒發(fā)電站，并取得了良好的效果。近年我國出臺了很多政策，例如垃圾處置補貼，垃圾焚燒發(fā)電電價補貼、稅費減免等政策方針推動垃圾的資源化發(fā)展。在良好的政策引導(dǎo)和技術(shù)支持下，垃圾焚燒發(fā)電供熱已發(fā)展成為我國城市垃圾“三化”處理的主要發(fā)展方向。  

2垃圾焚燒的條件和方式  

從燃料角度來說，燃燒熱值達(dá)一定值時，才能從設(shè)備、能量的投入中獲得收益。當(dāng)垃圾發(fā)熱值>5000kj/kg時燃燒穩(wěn)定，燃燒效果較好;而發(fā)熱值≤3344kj/kg時，燃燒不穩(wěn)定，此時需投燃油助燃。垃圾中含水量較大，需要在焚燒前進(jìn)行干燥處理，一些垃圾處理過程產(chǎn)生有害的劇毒物質(zhì)，需進(jìn)行分類，這些預(yù)處理和分類會加大設(shè)備和運行的投入。垃圾焚燒技術(shù)主要有三大類：層狀燃燒技術(shù)，主要是爐排爐燃燒;旋轉(zhuǎn)燃燒技術(shù)，主要是回轉(zhuǎn)窯燃燒;流化床燃燒技術(shù)，主要是循環(huán)流化床燃燒。  

2.1層狀燃爐技術(shù)  

爐排爐從上往下分為幾層爐排，爐排由傳動裝置帶動，上下各層爐排運動方向相反。垃圾燃料通過進(jìn)料裝置進(jìn)入爐排隨爐排依次由上往下移動、燃燒;燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)輻射和對流的方式傳熱給鍋內(nèi)給水產(chǎn)生高溫高壓蒸汽帶動汽輪機發(fā)電機，低溫?zé)煔饨?jīng)除塵、脫硫脫銷等設(shè)備達(dá)標(biāo)后由煙囪排出。在爐排移動過程中，垃圾燃料依次通過干燥區(qū)、燃燒區(qū)和燃盡區(qū)。在干燥區(qū)完成垃圾燃料的干燥和加熱，揮發(fā)出可燃?xì)怏w等過程，是燃燒的準(zhǔn)備階段，需要的空氣量少;在燃燒區(qū)完成垃圾燃料和可燃?xì)怏w的燃燒，需要鼓入大量空氣;燃盡階段是燃料燃盡排渣階段。垃圾組分不同，各階段所需時間和空氣量也同，合理控制爐排運轉(zhuǎn)速度、給料層厚度和風(fēng)量配比，才能獲得更好的焚燒效果。這種燃燒方式對入爐垃圾要求不是很高，不需進(jìn)行嚴(yán)格的預(yù)處理。但焚燒垃圾的爐排的材質(zhì)規(guī)格和加工精度很高，傳動機械的結(jié)構(gòu)也較復(fù)雜，故設(shè)備的投入、運行和維護(hù)成本也較高。西方發(fā)達(dá)國家普遍采用這種燃燒技術(shù)，且已發(fā)展得較為成熟。  

2.2回轉(zhuǎn)爐技術(shù)  

爐體為傾斜的圓筒形，內(nèi)壁采用耐火磚砌筑或水冷壁敷設(shè)。爐筒由電機帶動旋轉(zhuǎn)，內(nèi)壁上有擋板，垃圾燃料由筒體旋轉(zhuǎn)從下部反復(fù)帶到上部，靠自重落下，與鼓入的空氣和高溫?zé)煔膺M(jìn)行充分接觸，因而燃燒比較完全。調(diào)節(jié)筒體轉(zhuǎn)動速度和風(fēng)量即可控制燃燒，操作簡單，焚燒均勻、速度快，運行和維護(hù)成本較低。回轉(zhuǎn)爐的熱效率較低，燃燒中會伴隨著臭味，需加裝脫臭裝置或?qū)敫邷睾蠓贌鴥?nèi)外一般用于醫(yī)用垃圾的焚燒。  

2.3流化床技術(shù)  

循環(huán)流化床的原理是燃料在流化狀態(tài)下燃燒。一定顆粒燃料和脫硫用的石灰石經(jīng)給料器進(jìn)入爐床，空氣通過爐床以一定速度向上吹入爐膛，粒狀燃料在爐床上翻滾和燃燒，與空氣和高溫?zé)煔獬浞纸佑|，呈流化狀。粗粒在下部燃燒，細(xì)粒在上部燃燒，吹出爐膛的粒子進(jìn)入旋風(fēng)分離器分離后，再進(jìn)入爐膛中循環(huán)燃燒，燃盡后的灰渣經(jīng)冷渣器后排出爐外。循環(huán)流化床著火穩(wěn)定性很好，低負(fù)荷時燃燒穩(wěn)定性也很好;燃料適用性廣，對焚燒熱值低、水份高的城市生活垃圾有很好的適用性;負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大，爐效率可達(dá)95%以上。循環(huán)流化床獨特的燃燒方式和機理，其有害物質(zhì)如氮氧化物、二英等的產(chǎn)生和排放量少于其他方式，循環(huán)流化床鍋爐被公認(rèn)是垃圾焚燒產(chǎn)生二英最少的鍋爐。  

3垃圾焚燒技術(shù)中的問題  

3.1二噁英  

二噁英是垃圾焚燒中含氯化合物產(chǎn)生的一種強致癌、毒性物質(zhì)。目前抑制二噁英生的主要技術(shù)措施是“3T”原則：溫度控制，提高爐膛溫度;過程時間控制，提高高溫區(qū)停留時間;過程擾動控制，提高擾動強度。另外控制燃燒的過量空氣系數(shù)，采用活性炭吸附等措施也可減少二噁英的產(chǎn)生和排放。  

3.2二氧化硫和氮氧化物  

和化學(xué)燃料一樣，垃圾焚燒會產(chǎn)生硫、氮的氧化物。垃圾焚燒電廠主要采用傳統(tǒng)的脫硫脫硝工藝，使得煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。  

3.3焚燒的灰渣  

垃圾焚燒會產(chǎn)生飛灰和爐灰渣。這些灰渣中不僅含有二英，還富含重金屬元素(如鉛、鎘、鉻、鋅等)，對人們健康的危害極大，須將垃圾焚燒后的灰渣作為危險固體廢物進(jìn)行處理。目前國內(nèi)外主要采用飛灰固化和飛灰穩(wěn)定化進(jìn)行處理，如采用水泥固化填埋、密封填埋、和化學(xué)穩(wěn)定后填埋等方式處理垃圾焚燒后灰渣。  

3.4滲濾液  

垃圾堆放和處理會產(chǎn)生大量成分復(fù)雜、危害較大的滲濾液，其COD>8000mg/L，BOD>5000mg/L，會污染地表水和地下水，必須進(jìn)行無害化處理。采用垃圾滲濾液回噴燃燒裝置將其送入爐中燃燒是焚燒垃圾發(fā)電站的一種做法。目前對垃圾滲濾液尚無成熟的處理工藝，各研究和科研機構(gòu)的研究方向主要集中在電解、催化濕式氧化、膜生物反應(yīng)器等。  

4結(jié)束語  

城市垃圾“三化”處理，不僅能緩解垃圾給大氣、水源、土地帶來的壓力，還能充分利用再生能源，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。隨著社會進(jìn)步和經(jīng)濟發(fā)展需要，越來越多的城市生活垃圾焚燒供電供熱站將陸續(xù)投入運行，隨之也帶來了二噁英、重金屬，等二次污染問題。我們只有不斷深入學(xué)習(xí)和探索，不斷研究和發(fā)展，完善垃圾焚燒技術(shù)并使之成熟，才能使社會生活、經(jīng)濟效益和環(huán)境保護(hù)和諧統(tǒng)一，才能促進(jìn)社會經(jīng)濟環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。

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