目前，城市生活垃圾無(wú)害化處理的方式主要為衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒。隨著“垃圾圍城”的現(xiàn)象在多地上演，垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)逐漸走入公眾視野。垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)現(xiàn)成為許多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)處理生活垃圾的主要方式。本文家園和大家深入科學(xué)認(rèn)識(shí)下垃圾的焚燒發(fā)電常見(jiàn)15問(wèn)！
1
什么是垃圾焚燒處理？
焚燒就是燒掉、燒毀；在燃燒過(guò)程中，把可燃的物質(zhì)都燒完了，化成灰燼。焚燒處理是利用高溫氧化作用處理生活垃圾——將生活垃圾在高溫下燃燒，使生活垃圾中的可燃廢物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退龋贌蟮幕?、渣僅為生活垃圾原體積的20%以下，從而大大減少了固體廢物量，還可以消滅各種病原體。
2
國(guó)外垃圾焚燒處理的情況如何？
歐州焚燒處理現(xiàn)狀
目前歐洲各國(guó)普遍加強(qiáng)垃圾焚燒處理，歐盟的廢物管理最高法令也明確支持和鼓勵(lì)對(duì)垃圾進(jìn)行能源回收（以焚燒為主）。1996-2007年，歐盟成員國(guó)垃圾填埋量不斷減少，而焚燒量卻呈上升趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年歐洲主要國(guó)家總?cè)丝跒?.78億人，生活垃圾產(chǎn)生總量約為2.97億噸，生活垃圾焚燒發(fā)電（供熱）廠達(dá)到425座，垃圾焚燒處理量約6362萬(wàn)噸，比2001年增加了20%。
美國(guó)焚燒處理現(xiàn)狀
在美國(guó)，垃圾焚燒在垃圾處理系統(tǒng)中一直占有一席之地，美國(guó)全國(guó)垃圾焚燒處理率一直在14%左右。2007年，美國(guó)共有87座垃圾焚燒發(fā)電（供熱）廠，分布在26個(gè)州，焚燒爐共220臺(tái)，總規(guī)模93 943噸/日，共處理垃圾2870萬(wàn)噸，裝機(jī)總?cè)萘繛?720MW，年發(fā)電量為170億度。美國(guó)的焚燒處理能力是中國(guó)的2倍，集中在東北部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。
日本焚燒處理現(xiàn)狀
在日本，垃圾焚燒處理量一直是居高不下，東京的中央焚燒廠距離日本皇宮僅3.5公里；日本皇宮周邊7公里范圍內(nèi)有7座垃圾焚燒發(fā)電廠。
新加坡焚燒處理現(xiàn)狀
新加坡的垃圾處理政策是“發(fā)展與維持足夠的焚燒廠以焚燒全部可以焚燒的垃圾，發(fā)展與維持足夠的填埋場(chǎng)以處理全部不可焚燒的垃圾和焚燒后的灰燼”，新加坡實(shí)行的是全量焚燒、灰渣填埋的垃圾處理方式。新加坡現(xiàn)有4座垃圾焚燒發(fā)電廠、1座垃圾填埋場(chǎng)及1座與之配套的海上轉(zhuǎn)運(yùn)站，分別位于其北部、中部、西部偏南和南部海島，除最早建設(shè)的烏魯班丹焚燒發(fā)電廠距居民區(qū)2公里外，其它處理廠（場(chǎng)）均距居民區(qū)10公里外。實(shí)馬高垃圾埋置場(chǎng)主要填埋新加坡4座焚燒發(fā)電廠焚燒后的灰燼，以及不可焚燒的工業(yè)、建筑廢料，預(yù)計(jì)可使用至2045年。大士南垃圾焚燒發(fā)電廠全負(fù)荷垃圾處理能力3000噸/日，為目前全球規(guī)模最大，年生產(chǎn)電力9.81億千瓦時(shí)，占新加坡全部電力需求的2%~3%。
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我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀是如何？
我國(guó)垃圾焚燒發(fā)電雖起步較晚，但發(fā)展迅速。 1988年深圳建立我國(guó)第一座引進(jìn)日本三菱馬丁進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)的垃圾發(fā)電廠——深圳市政環(huán)衛(wèi)綜合處理廠（日處理垃圾3×150噸，裝機(jī)容量4MW）。隨后珠海、上海浦東和浦西、寧波、杭州、溫州、蘇州、常州、重慶、成都、廣州、福州、廈門(mén)、天津和北京等多個(gè)城市的垃圾焚燒發(fā)電廠相繼建成投產(chǎn)，2010年全國(guó)已建和在建的垃圾焚燒發(fā)電（供熱）廠已經(jīng)超過(guò)170座。
3
生活垃圾能燃燒嗎？能焚燒徹底嗎？
首先要說(shuō)明什么是熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量（或體積）的燃料完全燃燒時(shí)所放出的熱量，即1千克（或1立方米）某種固體（氣體）燃料完全燃燒放出的熱量稱(chēng)為該燃料的熱值。
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，日常生活垃圾的熱值不斷提高。目前的熱值水平相當(dāng)于普通煤炭的1/4，具體數(shù)據(jù)熱值在4200千焦/公斤左右，穩(wěn)定燃燒過(guò)程中完全可以不需要添加煤、油或天然氣等輔助燃料而熊熊燃燒，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的機(jī)械爐排爐，都比較成熟，均能徹底焚燒生活垃圾，焚燒后的殘?jiān)且环N密實(shí)的、不腐敗的無(wú)菌物質(zhì)。
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焚燒處理有什么好處？一噸生活垃圾能發(fā)多少電？能減少多少二氧化碳的排放？
垃圾焚燒處理具有 “減量化、資源化、無(wú)害化”的優(yōu)點(diǎn)，而且焚燒處理設(shè)施占地較省，垃圾穩(wěn)定化迅速，減量效果明顯，生活垃圾臭味控制相對(duì)容易，焚燒余熱可以利用，在安全無(wú)害高效處理生活垃圾的同時(shí)，還能利用其焚燒所產(chǎn)生的余熱進(jìn)行發(fā)電（供熱）利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求，是目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)普遍推崇的生活垃圾處理技術(shù)。
利用生活垃圾焚燒產(chǎn)生的余熱發(fā)電，每年可向電網(wǎng)供電，實(shí)現(xiàn)廢物資源化，并節(jié)省不可再生資源——煤、天然氣或燃油，減少了二氧化碳的排放。據(jù)估算，國(guó)內(nèi)爐排爐生活垃圾焚燒發(fā)電廠上網(wǎng)電量約為250-350 kw.h/t，每噸生活垃圾焚燒發(fā)電可節(jié)約標(biāo)煤81-114 kg、減排202-283 kg二氧化碳。
6
什么樣的城市適合選擇垃圾焚燒處理方式？
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快和人民生活水平的提高，城市規(guī)模越來(lái)越大、城市人口越來(lái)越多，從而使得城市生活垃圾產(chǎn)量不斷增加，城市垃圾圍城危機(jī)日益嚴(yán)重。填埋、堆肥處理已經(jīng)不能完全滿足需求，堆肥對(duì)土壤的負(fù)影響也較大，大部分垃圾填埋場(chǎng)也已處在即將填滿而要重新選擇填埋場(chǎng)地的情況，由于土地緊缺和環(huán)境的要求，在不同的城市根據(jù)實(shí)際情況發(fā)展垃圾焚燒發(fā)電（供熱）技術(shù)，對(duì)垃圾進(jìn)行無(wú)害化處理就顯得更加迫切。
根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和實(shí)際情況，GDP不高的地區(qū)偏向于繼續(xù)采用填埋的方式，但前提是要有足夠的土地作為填埋垃圾用。在比較發(fā)達(dá)地區(qū)和城市，隨著城市人口的不斷增加，適合采用焚燒處理方式，因?yàn)榭梢怨?jié)省土地資源，進(jìn)行無(wú)害化處理。
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焚燒處理技術(shù)主要有哪些？
目前主流的垃圾焚燒處理技術(shù)主要有兩種：一種是機(jī)械爐排爐技術(shù)、一種是循環(huán)流化床技術(shù)。
根據(jù)我國(guó)的相關(guān)技術(shù)政策“垃圾焚燒目前宜采用以爐排爐為基礎(chǔ)的成熟技術(shù)，審慎采用其它爐型的焚燒爐。禁止使用不能達(dá)到控制標(biāo)準(zhǔn)的焚燒爐”。
機(jī)械爐排爐技術(shù)應(yīng)是生活垃圾焚燒處理的主流技術(shù)。機(jī)械爐排爐技術(shù)的特點(diǎn)：應(yīng)用歷史長(zhǎng)久，技術(shù)成熟。垃圾不需要預(yù)處理，故障率低，年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，處理能力較大。穩(wěn)定燃燒過(guò)程中不需要添加輔助燃料，飛灰產(chǎn)生量較少，在國(guó)外和國(guó)內(nèi)都有廣泛的業(yè)績(jī)，全球垃圾焚燒處理行業(yè)絕大多數(shù)均采用該技術(shù)。
循環(huán)流化床技術(shù)：在垃圾焚燒處理領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)間較短，目前還處于技術(shù)探索期。目前國(guó)內(nèi)的循環(huán)流化床運(yùn)行時(shí)需要消耗不可再生的煤，并且對(duì)煤塊的顆粒大小有一定要求，必須先將煤塊加工破碎后才能由給煤設(shè)備送入爐膛。同時(shí)由于其技術(shù)特點(diǎn)，循環(huán)流化床在垃圾焚燒處理前需要對(duì)垃圾進(jìn)行分選、破碎等預(yù)處理，在預(yù)處理和廠內(nèi)的輸送過(guò)程中容易造成污水以及臭味的外泄，對(duì)環(huán)境造成二次污染。該技術(shù)在垃圾衍生燃料（RDF）和污泥等焚燒處理方面更具有適應(yīng)性，加煤不能超過(guò)30%。
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焚燒熱能如何利用？
生活垃圾中存在大量的可燃物，利用生活垃圾代替煤作為燃料，在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行燃燒、發(fā)出熱量并產(chǎn)生蒸汽，既可以發(fā)電，也可以熱電聯(lián)產(chǎn)或直接供熱。對(duì)生活垃圾采用焚燒發(fā)電（供熱）的方式，不但處理了生活垃圾，而且還節(jié)約了國(guó)家的不可再生資源——煤或燃油，同時(shí)彌補(bǔ)了我國(guó)電力的不足。
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焚燒處理產(chǎn)生哪些廢氣？如何控制？
生活垃圾焚燒的煙氣控制系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比燃煤鍋爐、燃油鍋爐、焦化爐嚴(yán)格。
生活垃圾焚燒發(fā)電（供熱）廠排放的廢氣主要來(lái)自于焚燒爐所產(chǎn)生的煙氣，所含的主要污染物為粉塵、氯化氫（HCl）、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）、氟化氫（HF）、有機(jī)污染物、二惡英及重金屬等。通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒、熱能利用、煙氣處理等過(guò)程的高度自動(dòng)化，使焚燒系統(tǒng)在額定工況下運(yùn)行，從而使原始排放物濃度降到最低。煙氣經(jīng)過(guò)煙氣凈化系統(tǒng)處理后通過(guò)煙囪排入大氣前，使用煙氣在線監(jiān)測(cè)儀——以連續(xù)監(jiān)測(cè)每條焚燒線的煙氣排放指標(biāo)，確保垃圾焚燒發(fā)電（供熱）廠煙氣達(dá)標(biāo)排放。
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焚燒處理產(chǎn)生哪些廢渣？如何處置？
爐渣：生活垃圾在焚燒爐中經(jīng)高溫焚燒，使生活垃圾中各種成分得到徹底的氧化、分解和鈍化而成為爐渣，組成主要為玻璃、金屬和各類(lèi)無(wú)機(jī)物。
爐渣主要為生活垃圾燃燒后的殘余物，其產(chǎn)生量視垃圾成分而定，其主要成分為氧化錳（MnO）、二氧化硅（SiO2）、氧化鈣（CaO）、三氧化二鋁（Al2O3）、三氧化二鐵（Fe2O3）、廢金屬，以及少量未燃盡的有機(jī)物等，根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）規(guī)定：“焚燒后的爐渣按一般固體廢物處理”。垃圾焚燒產(chǎn)生的爐渣經(jīng)過(guò)高溫?zé)o害化處理，再經(jīng)過(guò)磁選等分離出廢鋼鐵等廢舊金屬后，對(duì)爐渣進(jìn)行綜合利用，可用作鋪路的墊層、填埋場(chǎng)覆蓋層的材料和制作免燒磚等等，爐渣綜合利用率可達(dá)98%，不能綜合利用部分送至填埋場(chǎng)填埋。
飛灰：煙氣凈化系統(tǒng)收集的粉塵（飛灰）含有二惡英及重金屬等有害物，根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）規(guī)定：“除塵飛灰按危險(xiǎn)廢物處理”。
飛灰屬于危險(xiǎn)廢物，必須單獨(dú)收集，不得與生活垃圾、焚燒殘?jiān)然旌?，也不得與其他危險(xiǎn)廢物混合。生活垃圾焚燒飛灰不得在產(chǎn)生地長(zhǎng)期儲(chǔ)存，不得進(jìn)行簡(jiǎn)易處置，不得排放。生活垃圾焚燒飛灰產(chǎn)生地必須進(jìn)行必要的穩(wěn)定化固化處理，穩(wěn)定化固化處理之后方可運(yùn)輸，運(yùn)輸需使用專(zhuān)用運(yùn)輸工具。采用密閉收集和輸送的方式輸送至飛灰儲(chǔ)倉(cāng)，經(jīng)浸出毒性試驗(yàn)合格后送至填埋場(chǎng)填埋。
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垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英是什么？
二惡英實(shí)際上是二惡英類(lèi)的一個(gè)簡(jiǎn)稱(chēng)，它指的并不是一種單一物質(zhì)，而是結(jié)構(gòu)和性質(zhì)都很相似的包含眾多同類(lèi)物或異構(gòu)體的兩大類(lèi)共210種化合物，這類(lèi)物質(zhì)非常穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機(jī)溶劑，是無(wú)色無(wú)味、毒性嚴(yán)重的脂溶性物質(zhì)，所以非常容易在生物體內(nèi)積累。
二惡英是燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的污染物，垃圾露天焚燒或在填埋場(chǎng)垃圾自燃排放的二惡英，是同量垃圾經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化焚燒排放的很多倍；再生有色金屬、煉鋼、鐵礦石焚燒、煉焦、遺體火化、鑄鐵生產(chǎn)、水泥生產(chǎn)、制漿造紙（含氯漂白工藝是形成二惡英的主要過(guò)程）等行業(yè)也產(chǎn)生了大量的二惡英；還有汽車(chē)尾氣、香煙、燒烤、煙花爆竹、自然界中森林火災(zāi)和火山爆發(fā)等都能夠產(chǎn)生二惡英，其實(shí)二惡英離我們并不遙遠(yuǎn)。
目前，我們的環(huán)境中存在的二惡英主要來(lái)自于冶金、煉焦、石化等行業(yè)。
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垃圾焚燒的煙氣中為什么會(huì)有二惡英？
生活垃圾焚燒過(guò)程中，二惡英的生成途徑包括以下幾個(gè)方面：
?。?）生活垃圾中本身含有微量的二惡英，由于二惡英具有熱穩(wěn)定性，盡管大部分經(jīng)高溫燃燒得以分解，但仍會(huì)有一部分燃燒后隨煙氣排出。
?。?）燃燒過(guò)程中由含氯前體物生成二惡英，前體物包括聚氯乙烯（是經(jīng)常使用的一種塑料）、五氯苯酚（是紡織品、皮革制品、木材、織造漿料和印花色漿中普遍采用的一種防霉防腐劑）等，燃燒中前體物分子通過(guò)重排、自由基縮合、脫氯或其他分子反應(yīng)等過(guò)程會(huì)生成二惡英，這部分二惡英大部分經(jīng)高溫燃燒被分解。
（3）當(dāng)燃燒不充分時(shí)，煙氣中產(chǎn)生過(guò)多的未燃盡物質(zhì)，在300—500℃溫度環(huán)境下，經(jīng)高溫燃燒已分解的二惡英遇到適量的觸媒物質(zhì)（主要為重金屬，特別是銅）將重新生成。
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垃圾焚燒中二惡英的生成可以控制嗎？
盡管焚燒可能產(chǎn)生二惡英，但只要控制燃燒的條件，比如讓煙氣在爐子里停留的時(shí)間長(zhǎng)一些就可以大幅度減少二惡英的產(chǎn)生。
（1）選用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB18485-2001）的焚燒爐，控制燃燒溫度，確保煙氣在燃燒室內(nèi)溫度達(dá)到850℃以上的區(qū)域停留時(shí)間不小于2秒，使二次燃燒的氣體形成旋流，使燃燒更完全、更充分，使二惡英充分分解。研究表明，二惡英的生成和一氧化碳濃度有很大關(guān)系。運(yùn)行中調(diào)節(jié)一、二次風(fēng)量和配比，并通過(guò)二次風(fēng)來(lái)加強(qiáng)擾動(dòng)，使垃圾燃燒更加充分，從而控制煙氣中一氧化碳的含量及二惡英的生成量。
?。?）當(dāng)煙氣溫度降到300～500℃范圍時(shí)，少量已經(jīng)分解的二惡英將重新生成，因此，設(shè)計(jì)考慮盡量減小余熱鍋爐尾部的截面積，使煙氣流速提高，以減少煙氣從高溫到低溫過(guò)程的停留時(shí)間，以減少二惡英的再生成。
14
二惡英的排放可以控制嗎？
?。?）是在煙氣凈化系統(tǒng)的煙道上布置活性炭導(dǎo)入裝置，將比表面積大于700m2/g的活性炭噴入煙氣，以吸附二惡英。同時(shí)，布袋除塵器中，當(dāng)煙氣通過(guò)由顆粒物形成的濾層時(shí)，含塵煙氣中殘存的微量二惡英仍能被濾層中未反應(yīng)的Ca（OH）2或CaO粉末、活性炭粉末等所組成的粉餅層過(guò)濾和吸附而得到進(jìn)一步凈化。
（2）是選用高效布袋除塵器，采用高效濾料，將附有二惡英的飛灰過(guò)濾收集后，用“螯合劑+水泥+水”穩(wěn)定化處理。
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垃圾焚燒處理廠有臭味嗎？如何控制惡臭？
生活垃圾中有機(jī)物的腐爛分解，不可避免地將產(chǎn)生惡臭污染。惡臭污染源主要來(lái)自進(jìn)廠的原始垃圾，垃圾運(yùn)輸車(chē)在卸料過(guò)程中和垃圾堆放在垃圾儲(chǔ)坑內(nèi)散發(fā)出帶惡臭的氣體，其主要成分為硫化氫（H2S），氨（NH3）等。
為了控制焚燒廠產(chǎn)生的惡臭可以采取以下措施：
?。?）垃圾本身是有臭味的，因此不排除運(yùn)輸沿路有臭味，這方面，主要是采用密閉性、具有自動(dòng)裝卸結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸車(chē)來(lái)運(yùn)輸垃圾，盡量減少臭味外溢；
?。?）垃圾運(yùn)輸車(chē)進(jìn)入車(chē)間后，通過(guò)卸料門(mén)將垃圾傾倒進(jìn)垃圾坑中。垃圾卸料門(mén)為電動(dòng)提升式，由專(zhuān)人控制，運(yùn)輸車(chē)完成卸料后及時(shí)關(guān)閉，使垃圾坑密閉化。
（3）垃圾卸料大廳總?cè)肟谠O(shè)置空氣幕，以防止臭氣外逸。
?。?）垃圾坑為密閉式，風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口設(shè)置于垃圾坑上方，使垃圾坑和卸料大廳處于負(fù)壓狀態(tài)，不但能有效地控制臭氣外逸，又同時(shí)將惡臭氣體作為燃燒空氣引至焚燒爐，惡臭氣體在焚燒爐內(nèi)高溫分解，氣味得以清除。為避免臭氣外逸，垃圾坑廠房為封閉廠房。
?。?）在廠區(qū)四周種植一定數(shù)量的高大喬木，減少影響。
（6）為防止在全廠停爐檢修期間，垃圾坑的臭氣對(duì)周?chē)h(huán)境的污染，坑內(nèi)臭氣經(jīng)活性炭廢氣凈化器凈化后排至室外。定期對(duì)凈化器出口的臭氣濃度進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)臭氣出口濃度達(dá)到國(guó)標(biāo)控制限值，及時(shí)更換凈化器內(nèi)的活性炭，廢棄的活性炭將與生活垃圾混合進(jìn)入焚燒爐內(nèi)進(jìn)行高溫焚燒處理。
（7）滲濾液處理系統(tǒng)為密閉結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)導(dǎo)氣管，產(chǎn)生的沼氣以及臭氣通過(guò)導(dǎo)氣管、抽風(fēng)機(jī)導(dǎo)入垃圾儲(chǔ)坑。
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