生活垃圾焚烧行业的主要工艺

生活垃圾焚烧工艺主要垃圾接收、贮存及投料、渗滤液收集及处理、焚烧、余热利用、烟气处理、炉渣处理和飞灰处理等工艺环节。

垃圾运输车先经地衡称重，再沿坡道进入垃圾卸料平台，开启垃圾卸料门，将垃圾卸入密封的垃圾贮坑。为提高进炉物料的燃烧稳定性，垃圾储坑内的物料一般会放置5～7d，通过垃吊车进行翻松使垃圾成分较为均匀，同时经过发酵作用滤出部分垃圾海滤液以提高进炉物料的热值。储坑内收集的渗滤液输送到渗滤液处理厂处理达标后排入污水管 。垃圾储坑内负压设计，仓内臭气通过一次补给风抽至焚烧炉内助燃。

储坑内的垃圾物料在短贮5～7d后，经垃圾抓斗和起重机投放到炉膛上方的垃圾料斗，经由炉膛推料装送到焚烧炉中，垃圾物料在炉内依次通过炉排的干燥段、燃烧段和燃烬段，使垃圾得到充分的燃烧;为充分分解垃圾燃烧过程中产生二噁英，炉内燃烧烟气温度要达到850℃以上，并要求焚烧烟气在该温区内驻留时间不少于2s。之后焚烧烟气经氨水脱硝、碱液除酸、活性炭吸附、布袋除尘、碱液淋洗等处理工序后排入外环境。炉膛内垃圾燃烧所需的空气分为一次风和二次风补给，一次风由一次风机直接从垃圾储坑内抽取，以便保持卸料大厅和垃圾储坑的负压状态，一次风经预热后从炉膛底部通入焚烧炉内助燃，同时将一次风中携带的恶臭气体燃烧分解，二次风从炉膛上部吸入助燃。垃圾焚烧产生的高温烟气从炉膛出来后进入余热锅炉，在此发生热交换，余热锅炉吸收热量产生过热蒸汽，输送至汽轮机做功发电。

炉膛燃烬段下方设有除渣机，生活垃圾经充分燃烧后残余的少量不可燃残渣经除渣机送至渣池，由运渣车运送至主管部门指定场所进行综合利用。半干式脱酸反应塔排出的反应生成物以及布袋除尘器滤袋表面截留的颗粒物通过除灰系统收集至飞灰储仓，然后在飞灰稳定化车间添加复合剂进行稳定化处理，符合要求后实施填埋处置。具体工艺流程如图5-1所示。

图5-1生活垃圾焚烧主要工艺图

生活垃圾焚烧行业企业的主体工程主要包括垃圾接收和存储系统、垃圾焚烧系统、余热锅炉系统、汽轮发电系统、烟气净化系统、电气系统、自动控制系统、给水排水系统、渗沥液输送系统、灰渣处理系统以及辅助生产系统。辅助工程主要包括原辅材料的储存运输系统、给水系统(自来水、河水及回用水)、排水系统、循环冷却水系统、除盐水制备系统、空压系统、控制系统、输变电系统，以及行政办公、食堂、住宿等生活配套设施。

垃圾焚烧厂废气排放主要来自3个部分:一是垃圾在焚烧过程中产生的焚烧烟气:二是垃圾贮坑和渗滤液暂存间渗滤液贮存池产生的恶臭废气:三是垃圾运输车辆行驶产生的汽车尾气。

1.焚灭烟气

垃圾焚烧产生的燃烧气体中除了二氧化碳和水蒸气，还包括颗粒物、酸性气体、重金属污染物和二噁英等污染物质。

【颗粒物】垃圾在焚烧过程中分解、氧化，其不燃物以灰渣形式滞留在炉排上，灰渣中的部分小颗粒物质在热气流携带作用下，与燃烧产生的高温气体一起在炉膛内上升并排出炉口，形成了烟气中的尘，主要由焚烧产物中的无机组分构成。颗粒物粒径10～200um，并吸附了部分重金属和有机物。通常情况下，在余热锅炉出口处，烟气的含尘量为20006000mg/Nm3。

【重金属】重金属包括汞、镉、铅、砷等，主要来自垃圾中的废电池、日光灯管、含重金属的涂料、油漆等。汞和镉在烟气中不仅以烟气的状态存在，同时还以气体状态存在。这是由含有这种成分的化合物在燃烧过程中挥发所产生的。当温度降低时，重金属混合物的挥发率将急剧降低，相应的其排放也将随之减少。余热锅炉出口处烟气中汞含量为0.1~0.6 mg/Nm3,其他重金属含量约为5～30 mg/Nm3

【二噁英】二噁英是国际公认的生活垃圾焚烧过程中产生的最重要的污染物。根据氯原子的数量和位置而异，二噁英(PCDDs)共有75种物质，其中毒性最大的为2，3，7，8-四氯苯并-P-二噁英(2，3，7，8- TCDDs)，计有17种。另外，和 PCDDs一起产生的二苯呋喃PCDFs，有135种物质。通常将上述两类物质统称为二噁英，所以二噁英不是一种物质，而是多达210种物质的统称。其不存在于自然界中，只有化学合成才能产生。二噁英一般为白色结晶体，不溶于水，溶于脂肪，稳定性强，熔点为305℃。25℃时，在水中的溶解度为0.0002mgL，在苯中的溶解度为57mgL，在甲醇中的溶解度为0.0002mg/L。其在500℃开始分解，800℃时在2s以上完全分解为CO?和H?O。它没有极性，难溶于水，具有相对稳定的芳香环，在环境中具有稳定性、亲脂性、热稳定性，同时耐酸、碱、氧化剂和还原剂。二噁英及呋喃主要是由含氯杀虫剂、除锈剂、塑料、合成树脂等成分的废弃物焚烧产生，其中剧毒物质含量甚微，是以气态或吸附在颗粒物上存在于烟气中。垃圾焚烧产生二噁英的主要原因有两个方面:生活垃圾在干燥、燃烧、燃尽过程中，其中有机类物质分解生成低沸点的烃类物质，在供氧充足时，可进一步被氧化生成CO?和H?O。但在局部缺氧时，含氯有机物则会形成易于生成二噁英类物质的芳香烃，这些物质再经过一系列复杂的化学反应，就可能生成二噁英类物质:当因燃烧不充分时，烟气中产生过多未燃尽物质在烟气中重金属(如Cu)的催化作用下，当温度环境为300～500℃时，已经分解的二噁英将会重新生成。二噁英形成的相关因素有温度、氧含量及金属催化物质(如Cu、Ni)等，其中温度影响是最主要的因素。

【一氧化碳】一氧化碳(CO)是由于垃圾中的有机物不完全燃烧形成的。国外某些焚烧厂以烟气中CO含量的高低作为衡量垃圾燃烧效率的一个指标，燃烧越完全，烟气中的CO浓度越低。

2.恶臭废气

垃圾焚烧厂产生的恶臭废气一是通过有组织方式排放，在焚烧炉正常焚烧情况下，垃圾储藏产生的恶臭废气收集后以负压形式送至焚烧炉高温焚烧，废气中的主要成分H?S、NH?、甲硫醇、甲硫醚分解为SO?、NO?和水。因此，在正常工况下，焚烧炉排气筒不排放臭气。另外，渗滤液贮存池收集的臭气，其主要成分为H?S、NH?、甲硫醇等。渗滤液暂存间内设除臭间，除臭风机吸取的臭气经过化学洗涤净化塔处理后通过排气筒排放或直接作为二次供风引入焚烧炉焚烧处置。在常温常压条件下，若使用化学洗涤净化塔，对H?S的去除率达到99％以上，对NH?的去除率可以达到97％以上。二是无组织逸散臭气。无组织逸漏的主要来自进厂的原生垃圾在卸料和堆放时，料仓门开启时垃圾贮坑内散发出恶臭的气体和渗滤液暂存间贮存池渗滤液产生的臭气的逸漏，主要成分为H?S、NH?等，需要通过加强管理间可能减少臭气逸散。

3.运输车辆的尾气

垃圾运输车辆行驶产生的汽车尾气。汽车的燃料燃烧时由于燃烧不完全产生CO、HC运输车辆的尾气等污染物，同时由于燃烧温度高，使空气中的氧和氮发生反应，产生NOx废气。车辆在进出卸料大厅时由于速度较慢，汽车呈怠速行驶状态，此时燃烧温度较低，因此，汽车尾气排放的CO、HC污染物较多，而NOx废气相对较少。

生活垃圾焚烧厂的废水主要包括垃圾贮坑渗滤液、垃圾车进场道路冲洗水、垃圾卸料厅及高架引桥冲洗水、主厂房地面和设备冲洗水、泵类密封排污水、洗烟废水、余热锅炉排污水、除盐水制备浓水、初期雨水、冷却塔循环水排污水、厂区一般道路和生活污水等。除后两者污废水可直接排入雨水管 外，前述其他废水均需排入污水管 输送至渗滤液处理厂处理后纳入城市污水管 排放。

生活垃圾焚烧厂产生量较大的是垃圾贮坑渗滤液，垃圾渗滤液产生量主要受进厂垃圾的成分、水分含量和储存天数的影响，其产生量还与地域、季节等相关。据调查，一般在雨季以及瓜果上市季节(6-8月)，垃圾渗滤液产生量在15％左右，在旱季时不超过5％。在暴雨季节，垃圾含水量较高，渗滤液产生量高达25％。渗滤液特点是强臭性和高污染性，属高浓度有机废水，主要污染物为BOD5、CODcr、NH?-N、SS及重金属等。CODcr浓度高达8000mg/L，BOD5。浓度高达20000mg/L，SS为1000mg/L，NH?-N浓度在2000mg/L左右，TN数值为2500mg/L。

垃圾车进场道路、垃圾卸料厅和高架引桥、主厂房地面和设备冲洗水中COD浓度500～1000mg/L、BOD5浓度在300～500mg/L、NH?-N浓度30～50mg/L、SS浓度400～800mg/L，这几部分废水也是引入垃圾渗滤液处理厂后纳入城市污水管 。

除盐水制备原水一般采用自来水，产生的浓缩液水中除含盐量较高外，水质较好。除盐水制备系统产生的浓缩液一部分用于预处理系统的反冲洗，其水质参数COD约为60mg/L、SS约为100mg/L，直接排入污水管 。余热锅炉排污水和除盐水制备反渗透浓缩液混合收集进入回用水池，这部分废水水质参数为COD 50～80mg/L、SS在50mg/L左右，可以通过回用水泵输用于飞灰稳定化系统和部分熄渣及炉渣冷却用水。

洗烟废水指用氢氧化钠水溶液进行湿式洗涤焚烧垃圾产生的含酸气体所产生的废水。这种污水含食盐、芒硝等盐类的浓度较高，特别是水银、锌、铅、镉、铜等有害重金属的浓度较高。根据日本已运行的几个焚烧厂数据，洗涤塔废水处理前水质各污染物浓度分别为Pb及其化合物＜0.06mg/L、总Hg＜0.0066mg/L、Cd＜0.01mg/L、Cr＜0.05mg/L、烷基汞未检出。这部分废水可用于熄渣及炉渣冷却或直接排入渗滤液处理系统处理后排放。

在垃圾焚烧厂废水管理中，考虑到渗滤液强臭性和高污染性，需要从收集和处置两个方面着手，严格控制管路及设施设备的密闭性，防止臭气逸散污染外环境，也要考虑滲滤液处理全过程监控，妥善控制各环节质量，避免超指标排放。同时还需要注重在线监控的运行管理，规范记录各类台账。

生活垃圾焚烧行业企业产生的固体废物可分为垃圾焚烧后产生的炉渣、烟气处理系统捕捉下来的飞灰、袋式除尘废弃滤料、职工生活垃圾等。

焚烧炉在焚烧生活垃圾过程中产生的固态炉渣，属于一般工业固体废物，其主要成分为MnO、SiO?、CaO、Al?O?、Fe?O?以及少量未燃尽的有机物、废金属等，可以实施综合利用;河水和循环水处理系统产生的固态污泥、除臭系统产生的废活性炭等也属于一般工业固体废物。而余热锅炉、烟气处理系统产生的飞灰属于危险废物，因为其含有较高浸出浓度的铅和铜等重金属和其他毒性物质如二噁英、呋喃等有机物:此外，洗烟废水污泥和袋式除尘器滤料均因为含有飞灰、重金属沉淀物，也属于危险废物、废烟气脱硝催化剂，主要成分为五氧化二钒，也属于危险废物。均需要按照危险废物实施规范化收集、转移和处理，并需要建立规范的管理台账。