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城市垃圾处理利用与二恶英控制技术进展
表4美国1988~1996年垃圾(城市垃圾与庭院垃圾)堆肥场数量统计

资料来源:Wastes Management April 1997
目前,国内外在运行的各种堆肥系统中,采用最多的仍是静态堆肥、条形堆肥等低成本堆肥系统。德国是垃圾堆肥处理技术最先进的国家之一,目前运行的堆肥处理场379座,其中约700%的堆肥场采用静态堆肥、条形堆肥等低成本堆肥工艺(Wastes Management January 1998)。堆肥场的收入除一小部分来自出售堆肥外,大部分依靠收取垃圾处理费。
4垃圾焚烧处理
目前,城市垃圾(MSW)焚烧在发达国家应用的主要有以下几种类型:全量焚烧系统(Mass burn system)通常焚烧处理量250-3000t/d,用来焚烧混合垃圾;另一类将混合垃圾进行分选处理制成一定尺寸规格的垃圾衍生燃料(Refuse derived fuel简称RDF),制成的RDF燃料比混和垃圾具有较好的均匀性,可以和煤、木屑等其它燃料混和燃烧。块装组合式焚烧系统(Modular system)通常是指在制造厂制造好标准组件到现场组合安装,此类型焚烧系统处理量相对较小(10~200t/d)。此外还有应用较少的处理工艺如流化床焚烧炉、热解(Pyrolysis)等。
在70年代后期和80年代早期,由于公众对垃圾焚烧烟气污染特别是二恶英的关注,在西方国家,出现公众反对兴建垃圾焚烧厂的呼声。因此,在这一时期,新建垃圾焚烧厂出现下降趋势。随着垃圾焚烧烟气处理逐步受到重视,特别是烟气处理技术不断进步(见表5),余热利用系统和尾气处理系统得到进一步完善,垃圾焚烧炉又取得新发展。
表5垃圾焚烧烟气排放水平 单位(mg/Nm3,PCDD+PCDF为TE ng/Nm3)

摘自(Studies In Environmental Science 67 Municipal Solid Waste Incinerator Residues)) 1997
进行余热利用的垃圾焚烧厂并被称为“能源回收工厂”(Waste-To-Energy)。目前,全世界年生活垃圾焚烧量约为1.1亿t,绝大部分的垃圾焚烧处理分布于发达国家。日本现有焚烧厂约1800座,年焚烧处理量近4千万t,是世界上生活垃圾焚烧处理规模最大的国家。美国生活垃圾年焚烧量仅次于日本,约为3600万t,焚烧处理的比例约为17%。日本、瑞士等国焚烧法已占城市生活垃圾处理总量的60%-70%以上。我国台湾地区从九十年代初开始建设垃圾焚烧厂,到1998年已建成9座垃圾焚烧厂,总设计处理规模达9900t/d,计划到2001年将建成21座垃圾焚烧厂,总设计处理规模将达21900t/d,焚烧处理比例将达70%。
5垃圾焚烧处理二恶英控制
氯化二苯二恶英和氯化二苯呋喃(PCDD和PCDE)统称为二恶英(Dioxin)。氯化二苯二恶英和氯化二苯呋喃是最具毒性的物质,其基本结构相同(两个苯环),包含碳C,氢H,氧O和氯Cl,但在氯原子的数量和结构上各不相同。氯化二苯二恶英有75个同分异构体,而氯化二苯呋喃有135个同分异构体。在七十年代,意大利Seveso灾难之后不久,人们开始对城市生活垃圾焚烧厂的二恶英和呋喃的排放状况进行检测。一些科学家公布了对荷兰三家城市生活垃圾焚烧厂的初步研究结果,研究表明其烟气和飞灰中的二恶英成分普遍存在,随后出现了大量有关“城市生活垃圾焚烧和二恶英”的研究工作。他们认为,二恶英形成的先决条件是有机化合物,即所谓原子团、氧、氯以及热能。
城市生活垃圾焚烧厂烟气中二恶英排放当量(根据Eadon的计算方法)限定值,各国标准不一致(见表6),对于新建的垃圾焚烧厂,最严格的标准是限制在0.1 ng/Nm3以下。
表6新建垃圾焚烧厂二恶英(Dioxin)排放标准 单位;ng/Nm3

注:美国、日本对处理规模不同的焚烧厂烟气排放指标要求不同,对于已运行的垃圾焚烧厂烟气二恶英(Dioxin)排放指标,美国要求30-125 ng/Nm3,日本为80ng/Nm3。
当垃圾被运往焚烧厂时,二恶英含量就已达50 ng/ Nm3。此外,垃圾在焚烧过程中也会产生二恶英。因此,要采取有效措施消除它,特别是要消除在焚烧后期形成的二恶英,并至少应控制在最低水平。要控制二恶英形成,其有效方式是控制垃圾的焚烧过程(资料来源:UNIDO/ESETRC Municipal Solid Waste Management China Training Manuals March 1,2000)。
(1)尽可能完善焚烧控制系统。改进自动焚烧控制系统,尽量减少焚烧供风量,充分燃烧飞灰,炉渣和烟气(离开焚烧炉膛的未燃烬的有机物质的成分越少,二恶英再次形成的数量也就越少);燃烧烟气与氧气充分混合,并使燃烧烟气尽可能长时间地处于高温之下。
(2)避免灰尘积淀。焚烧炉膛、锅炉



