固体废物焚烧、填埋、堆肥技术及发展趋势

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1、刘阳生北京大学环境科学中心010-62754292-815liu_ysh@263.net固体废物焚烧、填埋、堆肥技术及发展趋势内容提要一、焚烧1.城市生活垃圾焚烧2.城市污泥焚烧3.医疗垃圾焚烧4.危险废物焚烧内容提要（续）二、填埋1.生活垃圾填埋2.污泥填埋3.工业危险废物填埋三、堆肥1.城市生活垃圾堆肥2.城市污泥堆肥内容提要（续）四、资源化1.回收塑料的资源化2.钢渣的资源化3.废电池管理与资源化4.废电子线路板资源化一、焚烧技术1.城市生活垃圾焚烧技术焚烧——唯一一种可同时实现垃圾无害化、减量化、安定化和资源化的垃圾处理技术。是人多地少、垃圾质量相对较

2、高、经济较为发达地区城市垃圾处理的首选技术。焚烧的二次污染与控制标准焚烧二次污染来源于：烟气和飞灰。烟气中主要污染物质：颗粒物、HCl、CO、CO2、H2S、NOx、SOx、重金属、二噁英等；国家规定有严格的排放标准。飞灰中主要污染物质：重金属、二恶英。国家规定：焚烧产生飞灰按危险废物处理处置。焚烧技术的发展阶段第一阶段：简单焚烧第二阶段：有烟气净化和热能回收利用的焚烧第三阶段：热解气化熔融焚烧第一阶段：简单焚烧应用：包括我国在内的很多发展中国家还在这样处理垃圾。目标：保证环境的清洁卫生优点：处理方法简单，投资和运行费用低问题：会带来二次污染，甚至造成事故。第二

3、阶段：有烟气净化和热能回收利用的焚烧目标：实现垃圾焚烧无害化、减量化和资源化处理。技术发展和应用：带有烟气处理设备、避免产生二次污染的焚烧技术，垃圾焚烧发电、供热等余热利用技术得到发展和应用。第三阶段：热解气化熔融焚烧随着科学技术水平的提高以及社会对环保的重要性、资源的有限性的认识的提高，发现垃圾在焚烧过程中会产生二恶英等问题，同时进一步认识到资源化的重要意义，使现在的焚烧处理技术朝着第三阶段发展。随着社会对环保的重要性、资源的有限性的认识的提高，可燃垃圾的热解气化熔融等处理技术应运而生，并得到一定的应用。焚烧方式与二次污染控制垃圾焚烧过程垃圾在燃烧过程中必须经

4、历下述过程：脱水干燥：克服垃圾水分潜热将水分蒸发，使温度开始提高，这需很长时间。有机物热解气化：垃圾中挥发分热分解为挥发性碳氢化合物。挥发气体蒸发燃烧：这可在瞬间迅速进行。固定碳燃烧：最后才是碳颗粒的表面燃烧，这需较长燃烧反应时间（数秒至数十秒）才能完全燃烧。垃圾燃烧方式：直接燃烧即垃圾的脱水干燥、热解气化、挥发份蒸发燃烧和固定碳燃烧均在同一焚烧设备中进行并完成，又称为单段燃烧。为保证垃圾脱水干燥、热解气化、挥发分蒸发燃烧和固定碳燃烧进行并完成，设备较为复杂；要求炉排具有较好性能，使垃圾得到搅拌和与空气有良好接触；一般必须送入大量的空气，即空气较大；同时需要很长

5、停留时间才能将未燃的碳颗粒完全燃烧。不利于控制二恶英，需要复杂的焚烧烟气净化处理系统。垃圾燃烧方式：分段燃烧既使垃圾脱水干燥、热解气化、挥发分燃烧和固定碳燃烧分段进行：一次燃烧过程在缺氧条件下进行，完成垃圾的蒸发干燥、热解气化燃烧反应，产生大量的碳颗粒、CO与碳氢化合物气体；在第二次、三次燃烧过程中，逐次进行氧化燃烧反应。优点：逐次阶段性反应，燃烧所必须提供的气体量不大，一燃室内送风量小，不易将底灰带出，产生颗粒物的可能性较小。焚烧过程中二恶英的产生与控制焚烧过程二恶英的来源垃圾本身含有的二恶英；氯苯酚，氯苯，PCB等及与其结构相近的物质在炉内进行反应，容易生成

6、二恶英；在废气冷却过程中，烟气中所含的有机物经过复杂的催化合成反应生成二恶英，特别是在250～400℃容易产生，称为再合成过程。300~350℃为生成高峰。二恶英介绍二恶英在极小剂量下对动物实验具有致命的毒性，是“目前世界上已知的最具毒性的合成有机物之一”，人们十分关注这种毒性物质对人类产生的影响。1994年美国环保局已经正式宣布二恶英是“一种很可能致癌的危险物质”。二恶英的来源多种多样，城市生活垃圾焚烧是二恶英的主要来源之一。近10年来，城市生活垃圾焚烧炉中二恶英的形成、排放和控制问题已引起了公众的广泛关注，许多研究人员对二恶英的形成、排放和控制进行了较为深入

7、的研究和分析。二恶英对人类可能造成的致命的影响已经使得许多发达国家，尤其是那些具有大型焚烧炉的国家，极其关注其二恶英的排放情况，并且将焚烧炉二恶英的排放指标严格控制在0.1ng-TE/m3以下（TE,ToxicityEquivalent，毒性当量。不同类别的二恶英具有不同的毒性当量值，其中2,3,7,8-四氯二苯并二恶英（TCDD）的TE值最大，等于1.0。）。针对此种排放标准的焚烧工艺的开发是必不可少的，目前正处于积极的研究开发之中。二恶英的形成机理十分复杂，但是对于焚烧过程中影响二恶英生成的各工艺参数的研究已取得了不少成果。二恶英的定义及物化性质“二恶英”的

8、定义很广，包括多氯二苯并