利用层次分析法探讨生活垃圾焚烧设施二恶英类排放的影响因素

1.2.2烟气净化系统
烟气净化系统的作用是去除烟气中烟尘等气溶胶状态污染物及SO2、NOx等气态污染物。通过对生活垃圾焚烧排放废气中PCDD/Fs的气固分配进行分析发现（图4），烟尘对于最终排放进入大气的废气样品二恶英类毒性当量浓度的贡献率最大，由此说明烟气净化系统中除尘器的除尘效率是影响废气二恶英类排放的一个关键因素。

图4生活垃圾焚烧设施烟气样品中PCDD/Fs的气固分配
对于气态污染物，通常选择吸收或吸附法加以净化。由于活性炭具有比表面积大、吸附能力强的特点，作为吸附剂被广泛应用于烟气净化系统中，达到降低烟气中包括二恶英类在内的气态污染物的排放浓度的作用。活性炭吸附同高效除尘设施的联合使用，有效控制了废气二恶英类排放。Tejime[15]等采用活性炭喷射和布袋除尘器除尘相结合的方式控制烟气中PCDD/Fs的排放，当运行参数最优化时烟气中二恶英类的脱除效果可以达到97%～99%。
为进一步研究不同烟气净化措施的组合对废气中二恶英类的减排效果，本研究以某固定炉床焚烧炉作为实验炉，在焚烧炉连续运行且保持良好的运行工况的条件下，采用不同的净化工艺组合，对排放废气中的二恶英类进行监测分析。该焚烧炉的处理对象为生活垃圾同工业废物（木材、醋酸乙酯熟料、EVA等）的混合废物，处理规模为5t•d-1，运行方式为连续运行，设有二燃室，采样点始终位于烟囱上。
图5给出了该焚烧设施采用不同烟气净化处理设施工艺组合，其废气二恶英类排放浓度。从监测结果可知，不同配置的烟气净化处理措施取得的二恶英类减排效果存在较大差异：仅以“旋风除尘器+带有玻纤活性炭滤层的水浴”作为烟气净化处理措施，废气PCDD/Fs排放浓度最高，为6.3ngITEQ•m-3，主要原因是旋风除尘器除尘效率不高，尤其对吸附PCDD/Fs能力更强的细粒子除尘器效率更低；水浴在去除烟气中可溶性气体污染物的同时也去除了小部分烟尘，但对于PCDD/Fs排放浓度的影响十分有限。
基于上述原因，最终导致了较高浓度的PCDD/Fs排放。在此基础上加入活性炭，排放浓度降至2.4ngITEQ•m-3，可见吸附法对于减排的作用是十分明显的。而采用“旋风除尘器+热交换器+袋式除尘器+水浴+活性炭吸附”这一系列净化措施组合后烟气排放PCDD/Fs最低，为0.41ngITEQ•m-3，脱除效果达到93%。
需要指出的是，除尘器除尘和吸附剂吸附主要是控制针对大气的排放，其本身并非抑制PCDD/Fs生成的技术手段，实际上是将PCDD/Fs由废气转移至固体残渣。因此本研究认为，烟气净化措施的配置合理性及运行优化性对二恶英类排放的影响比较重要。

图5某生活垃圾焚烧设施不同烟气净化系统PCDD/Fs排放浓度比较
1.3人为因素对生活垃圾焚烧设施二恶英类生成及排放影响分析
生活垃圾焚烧过程中焚烧设施的技术水平和运行状况是影响二恶英类生成及排放的硬件条件，另一方面，焚烧设施的管理水平及规范化运行程度也是影响二恶英类排放的重要因素，但是这一点往往被忽略。实际上，规范化的运行方式和良好的管理水平可以大大提高焚烧设施运行工况的稳定性和连续性，有效控制二恶英类的生成及排放。只有当焚烧设施具备了最优化的硬件设施，加上科学规范的运行管理，才有可能达到最优的减排效果，任何一个环节的不足，都可能导致排放的不确定性。
2生活垃圾焚烧设施二恶英类生成及排放影响因素评价
2.1递阶层次结构模型的建立
对生活垃圾焚烧设施二恶英类生成及排放影响因素进行准确、客观评价是一项复杂的系统工程，需要建立先进、优化、实用的数据模型，依赖科学的决策方法。层次分析法（Analytic Hierarchy Process，简称AHP）是一种简便、灵活而又实用的多准则决策方法，尤其适用于难以完全定量分析的复杂系统。根据层次分析法的思想，以生活垃圾焚烧设施二恶英类生成及排放为评价核心，以技术水平、运行状况、管理水平为评价准则，构建完整的递阶层次结构模型，如图6所示。

图6递阶层次结构模型