淺談危險廢物焚燒中污染防治的過程控制

王 琦

（烏魯木齊市機動車排污監(jiān)督管理辦公室，烏魯木齊 830001）

危險廢物的焚燒是由專門的系統(tǒng)來實行的，系統(tǒng)通過高溫分解和氧化等方式來實現(xiàn)固體廢物的處理。具體來說，危險廢物通過系統(tǒng)的作用被氧化分解，實現(xiàn)廢物資源的高效處理，并對焚燒過程中產(chǎn)生的能量進行回收再利用，最終達(dá)到一種無公害、綠色環(huán)保的狀態(tài)。值得注意的是，危險廢物在焚燒過程中不可避免地會產(chǎn)生二次有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)既有固態(tài)的，也有液態(tài)的，并且本身具有極強的毒性和腐蝕性，同時還很容易燃燒。因此，人們必須通過科學(xué)合理的手段對其進行再處理利用。再處理過程中，最重要的是對焚燒過程進行有毒有害物質(zhì)的控制，規(guī)范化開展各項流程，最終促進危險廢物的有效焚燒，實現(xiàn)廢物氣體的達(dá)標(biāo)排放。

1 危險廢物焚燒系統(tǒng)的工藝流程

2004年，國家環(huán)境保護總局印發(fā)了《全國危險廢物和醫(yī)療廢物處置設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》。從目前的技術(shù)水平來看，國內(nèi)對危險廢物進行焚燒處理主要采用回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝，基本的操作包括預(yù)處理、配料、進料、焚燒、余熱回收、急冷、脫酸和活性炭吸附、除塵、洗滌凈化、消白煙等。

從焚燒系統(tǒng)的運作流程來看，固體廢物在經(jīng)過提升機和破碎等程序后，進入回轉(zhuǎn)窯，而液體廢物則經(jīng)過預(yù)處理等工序進入二燃室或回轉(zhuǎn)窯，通過回轉(zhuǎn)窯的旋轉(zhuǎn)操作，危險廢物被連續(xù)翻動、加熱、干燥、汽化，最后在800～950℃的高溫下燃燒，產(chǎn)生的殘渣掉入出渣機，最后進行安全填埋。危險廢物被燃燒后除了產(chǎn)生殘渣，還產(chǎn)生煙氣，這些煙氣自回轉(zhuǎn)窯窯尾進入二燃室，以1 000～1 200℃的高溫燃燒2 s以上，產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠谟酂徨仩t內(nèi)進行熱量回收。當(dāng)煙氣的溫度下降到500℃左右后，經(jīng)過急冷塔快速冷卻到200℃，然后進行除粉塵操作，粉塵除去之后來到洗滌塔，充分洗滌之后溫度只剩80℃，最后再經(jīng)過消白煙器和煙囪排入大氣中。在焚燒過程中，有毒有害的二噁英、HCI、HF、CO、NO2、NO等物質(zhì)被凈化為無害氣體后排放，而產(chǎn)生的爐渣也進行了安全填埋。

2 危險廢物焚燒中污染防治的過程控制

對危險廢物焚燒進行污染防治的關(guān)鍵在于煙氣的科學(xué)排放，由于危險廢物的種類繁多，經(jīng)過燃燒產(chǎn)生的煙氣在物質(zhì)成分含量、濃度、毒性大小等方面存在著差異，如果不對這些有害的煙氣分類處理，很容易造成有害煙氣的二次發(fā)酵。另外，焚燒系統(tǒng)的使用也要謹(jǐn)慎，因為危險廢物焚燒的污染防治是一個系統(tǒng)工程，程序比較復(fù)雜，必須要對整個處理環(huán)節(jié)進行不斷調(diào)整優(yōu)化，才能取得最理想的效果。尤其在對危險廢物的整個焚燒過程進行控制上，更要經(jīng)過嚴(yán)密的組織布置，保證各個環(huán)節(jié)的有效運作，最終合力完成對危險廢物的綠色焚燒。

2.1 制定危險廢物焚燒方案

在進行真正的危險廢物焚燒之前，首先要制定相應(yīng)的廢物焚燒計劃，這是保證焚燒中污染防治得以順利開展的關(guān)鍵。具體來說，要按照危險廢物的屬性進行綜合考慮，如有害成分含量、熱值等，為各種危險廢物找到合適的焚燒方法。嚴(yán)格規(guī)劃焚燒爐的設(shè)置和二燃室的熱容值，并將所有的焚燒程序列入計劃中，保證具體焚燒工作的有序開展，以實現(xiàn)各類廢物的充分處理。另外，要在危險廢物焚燒廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各種計算公式推出不同種類危險廢物的送料比例和送料的總量，為具體焚燒工作的有效展開奠定良好的方案基礎(chǔ)。在方案的制定中，還要對不同危險廢物之間的相互關(guān)系進行充分了解，對不能在一起進行焚燒或在一起進行焚燒會產(chǎn)生更多有害氣體的物質(zhì)進行歸類總結(jié)，在焚燒時不至于造成混亂，增加廢物焚燒工作的難度。

2.2 焚燒系統(tǒng)的污染控制對策

爐溫、停留時間、攪動現(xiàn)象和空氣供應(yīng)量是危險廢物焚燒過程的重要影響因素。在這些因素中，停留時間和攪動現(xiàn)象主要與焚燒系統(tǒng)設(shè)備的設(shè)計相關(guān)，特別是后燃室的形狀大小，直接關(guān)系到焚燒的最終效果，因此要做好相關(guān)的設(shè)計規(guī)劃，保證各個環(huán)節(jié)的設(shè)備都能完好運轉(zhuǎn)，其他兩個因素即爐溫和空氣供應(yīng)量也需要做好嚴(yán)密的控制。

在焚燒過程中，首先要保證焚燒設(shè)備內(nèi)的溫度不低于950℃，高溫有利于促進二噁英等有害物質(zhì)的完全分解。另外，達(dá)到950℃的高溫也有利于鍋爐的高溫保持，為熱能轉(zhuǎn)化為電能、去除煙氣中的氮氧化物等操作提供必要的條件。其次，要保證充足的空氣供給量，一般空氣過剩的系數(shù)要大于1.1，以滿足一氧化碳的低濃度要求。作用有兩個：一是避免二噁英在焚燒過程中的二次合成[2]。在焚燒的過程中，煙氣中會產(chǎn)生有利于二噁英重新生成的環(huán)境，所以必須保持低濃度的一氧化碳，以遏制二噁英的生長；二是確保電除塵器的使用安全?？諝庵械囊谎趸歼_(dá)到足夠的濃度后，會在電火花的作用下發(fā)生爆炸，危害整個焚燒工程的運作安全。對后燃室的要求是要保持煙氣中O2的含量在7%～8%，同時廢渣的燒失量不能大于5%，因為危險廢物燒失量高，就代表燃燒不充分，也就可能導(dǎo)致對大氣的二次污染，必須加以注意。

2.3 焚燒中氮氧化物的污染控制

在危險廢物焚燒的過程中，對煙氣中的氮氧化物進行處理是一個重點，在煙氣被處理之前，氮氧化物的含量在100～800 mg/m3，必須去除干凈，才能保證煙氣的無害性排放?，F(xiàn)階段，氮氧化物去除的方法可以分為觸媒氧化和無觸媒氧化兩種，這兩種方法的區(qū)別在于成本和去除率，觸媒氧化的成本比較高，去除率相應(yīng)就高，而無觸媒氧化由于成本低，去除率就比不上觸媒氧化。當(dāng)前，烏魯木齊市的危險廢物焚燒主要采用無觸媒氧化的方法，它的氮氧化物去除率大概為60%。在危險廢物焚燒系統(tǒng)中，靠近鍋爐區(qū)的溫度應(yīng)該在900℃左右，在此條件下，往鍋爐的前端加入氨水，可以達(dá)到去除氮氧化物的效果。焚燒系統(tǒng)中的中央控制室要對氮氧化物的濃度進行實時監(jiān)控，來調(diào)整氨水的用量，從而保證氮氧化物的排放濃度不超出限定的標(biāo)準(zhǔn)。按照鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，烏魯木齊市燃?xì)忮仩t排放氮氧化物濃度限值為150 mg/m3，危險廢物焚燒中污染防治也應(yīng)以此為標(biāo)準(zhǔn)，最大限度減少氮氧化物等有害物質(zhì)的排放，切實保證大氣環(huán)境的質(zhì)量，保護人類生活的環(huán)境。

2.4 煙氣處理系統(tǒng)中的污染控制

電除塵、三級濕式除塵和袋式除塵是煙氣處理系統(tǒng)中最主要的三個分支系統(tǒng)。電除塵系統(tǒng)在運行中將大量的顆粒物去除，以減少煙氣排入大氣中顆粒物的含量。一般而言，電除塵的煙氣溫度范圍在260～320℃，為了避免給二噁英的二次合成創(chuàng)造條件，在廢物焚燒過程中要盡量減少一氧化碳的產(chǎn)生[3]。煙氣處理系統(tǒng)從上到下一共可以分成三級濕式除塵裝置，一級二級裝置采用的是酸洗的方法，需要去除的物質(zhì)有氯化氫（HCI）、氫氟酸（HF）、汞和部分灰塵，而三級裝置采用的則是堿洗加還原劑的方法，需要去除的物質(zhì)是二氧化硫、溴、碘等。

煙氣處理過程中汞的去除是一個重點，汞在煙氣中存在的形式可以分為Hg2+、Hg+和單質(zhì)Hg三種，都必須得到科學(xué)的處理，才能保證煙氣的達(dá)標(biāo)排放。值得注意的是，溴、碘能夠使Hg2+還原成單質(zhì)Hg或Hg+，加大去除的難度，因此，Hg2+在進入有溴、碘存在的三級裝置之前必須優(yōu)先去除。而要把煙氣中存在的Hg2+去除，最簡單的方法就是在一、二級裝置的水中加入復(fù)合硫化物，使Hg2+不斷沉淀下來，以保證水中Hg2+的低濃度，為三級裝置的順利運作創(chuàng)造條件。

袋式除塵的功能除了去除煙塵之外，向其噴射活性炭和石灰，還可以達(dá)到去除二噁英的作用。煙氣中的二噁英在各個焚燒環(huán)節(jié)的共同作用下含量已經(jīng)較低，利用活性炭的吸附作用就可以將它的濃度降低到標(biāo)準(zhǔn)以下，但如果出現(xiàn)大量的二噁英，就必須在加大活性炭噴射量的同時減少活性炭的回流量，以去除多余的二噁英。

2.5 焚燒處理中的二次污染控制

在危險廢物的焚燒處理中，產(chǎn)生的爐渣量占總焚燒量的20%～50%，這些爐渣加上在鍋爐中產(chǎn)生的煙灰都要經(jīng)過袋裝密封之后，運到專門的場所進行填埋，切不可隨意丟棄，以免造成對環(huán)境的二次污染。在濕式除塵環(huán)節(jié)產(chǎn)生的廢水大部分是可以循環(huán)使用的，而對于剩下的小部分廢水來說，必須運用專門的廢水處理設(shè)備來對其進行科學(xué)處理，洗脫的廢水在經(jīng)過pH調(diào)節(jié)、沉淀、分離、吸附等操作后進行排放。在危險廢物焚燒過程中，產(chǎn)生的危險廢物還包括由袋式除塵器棄用的部分活性炭等，這些活性炭除了當(dāng)作吸附物質(zhì)的部分之外，剩下的也要進行科學(xué)的處置。而把這些活性炭放回鍋爐中繼續(xù)焚燒以達(dá)到處理的目的，是不科學(xué)的，因為這樣會導(dǎo)致二噁英的累積，加重?zé)煔庵形廴疚镔|(zhì)的成分。最有效的方法就是將其送到專門的場地進行安全填埋，保證其不會由于時間的推移而產(chǎn)生另外的污染物質(zhì)，給填埋周圍的環(huán)境造成傷害?？傊瑢τ跓煔庵写嬖诘奈ｋU物質(zhì)，除了讓其在焚燒的過程中逐漸去除之外，還要謹(jǐn)防它們的二次合成，避免對環(huán)境造成二次污染。

3 結(jié)語

通過對危險廢物焚燒過程中污染防治的有效控制，焚燒中產(chǎn)生的煙氣得到處理，污染物質(zhì)的濃度也被大大降低。同時，在焚燒中產(chǎn)生的爐渣、廢水、煙灰等也都得到相應(yīng)的優(yōu)化處理，實現(xiàn)了對危險廢物科學(xué)、環(huán)保的有效處理，很大程度上降低了對大氣環(huán)境的危害。在今后的危險廢物焚燒中，應(yīng)繼續(xù)加大防治力度，對焚燒過程進行嚴(yán)密管理，保證焚燒系統(tǒng)持續(xù)得到優(yōu)化控制，為環(huán)境保護作出更突出的貢獻(xiàn)。

1 國家環(huán)境保護總局污染控制司.城市固體廢物管理與處理技術(shù)處置技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2001.

2 劉迎暉，鄭楚光，游小清，等.氯元素對煙氣中汞的形態(tài)和分布的影響[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2016，21（1）：69-73.

3 趙士德.危險廢物焚燒系統(tǒng)控制方案［D］.杭州：浙江大學(xué)，2015.