垃圾焚烧厂的二恶英控制与监管

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1、垃圾焚烧厂的二恶英控制与监管广东省环保产业协会胡庆新（二00一年九月二十七日）摘要：本文介绍了垃圾焚烧厂的二恶英产生机理、抑制机理，目前所应用的二恶英控制方法及工艺以及如何判断和监督管理垃圾焚烧厂的二恶英排放是否符合国家排放标准。垃圾焚烧厂在焚烧过程中会产生二恶英并随烟气排放，这是不争的事实，也是垃圾焚烧处理导致某些环保团体、政府及居民反对的主要原因。其实，垃圾焚烧厂排放的二恶英也是可以控制的。发达国家经过多年的实践已经掌握了控制垃圾焚烧厂排放的二恶英含量的方法，并且制定了严格的排放标准。各国标准也有些差异，一般为0.5n

2、gTEQ/Nm3，最严格的为0.1ngTEQ/Nm3，我国也已制定了生活垃圾焚烧污染物控制标准（GWKB3—2000），其二恶英排放限值为1.0ngTEQ/Nm3。要控制垃圾焚烧过程中产生的二恶英含量，首先就必须弄清二恶英的形成机理及其物理化学特性，然后对疹下药采取相应的措施予以控制。二恶英（dioxin）二恶英（dioxin）并不是人们有意生产的产品，到目前为止它不具备什么应用价值，它只是有机合成、化工生产和城市垃圾及含氯有毒有害废弃物焚烧时的副产物，存在于有关的化工产品，使用有关化工产品后的废水和废弃物以及焚烧烟气之中

3、。二恶英在空气中的形态可能是气体，也可能是气溶胶或颗粒物，通过气流作用而分布于环境中。二恶英为dibenzo-p-dioxins之有机化合物的统称，种类极多，从广义上讲仍属于多氯联苯，以chlorinateddioxins为代表，共75种，其分子结构为：ClCl1973OClClCl2O8ClOO46图1二恶英分子结构图依苯环上氢被取代之位置不同可分成8种同分异构体，其中以TCDDX（Tetra-chlorrinatedDibenzo-p-Dioxins）毒性最强，尤以2，3，7，8-TCDD最为剧烈，毒性约为NaCN的一

4、万倍。是目前所知最毒之化学剂，有人称之为世纪之毒。LD50（能招致50%受试验动物死亡之药剂量）对天竺鼠0.6μg/g。人类曝晒于含二恶英之空气中，会产生氯疥疮，神经系统失常，氯疥疮疹可能延续数年之久而无法复元，即使恢复亦终生留有疤痕。TCDD具有很低的蒸汽压，25℃时为2.3×10-4Pa，熔点305℃，在水中的溶解度仅为0.2μg/L，热稳定性好，即使温度高达700℃也不会分解，生物降解能力差，由于其高亲脂性且能溶于水，故易进入生物体并经食物链积累。曾发现污染物区藻体内浓度为水中浓度千倍以上，水蚤及鱼体内浓度为水中浓度

5、万倍以上。由于TCDD所特有的稳定性和长期残留性，所以它是废弃物中需要特别注意的有害成分。垃圾焚烧过程中二恶英的成因和抑制机理垃圾焚烧之废气及飞灰常含有颗粒之二恶英等有毒物质。德国曾测出焚烧炉废气之TCDD浓度平均为1.43×10-8g/NM3，美国测出资料为3.5×10-9g/NM3，据估算焚化1公斤垃圾可产生0.5×10-9至2.5×10-7g，而其最具毒性的2，3，7，8-TCDD占全部TCDD之5%。八十年代以前人们认为减少二恶英之办法必须维持焚化温度800℃—950℃，废气体积含氧比6%以上，停留0.3秒以上。随

6、着人们对二恶英危害的认识深入，期望进一步提高焚烧温度以期完全分解二恶英，有的国家提出了更高的要求，加拿大焚烧炉设计指导性参数就规定焚烧炉最低温度为1000℃，最低停留时间1秒钟。有的公司甚至把焚烧温度提高到1300—1500℃，停留时间也从1秒提高到2秒。目前尚未见到二恶英分解与焚烧温度、停留时间的关系的实验数据。然而深入地调查研究表明，事情并非如此简单。根据日本的研究结果，从垃圾焚烧设施产生的二恶英大致有以下原因。1、垃圾里的有机物在焚烧炉内分解。在焚烧过程中产生二恶英类、氯苯及氯酚。2、以上物质在锅炉或在静电式集尘机内

7、，在HCl、CuCl2和C元素的催化作用下再合成二恶英。据介绍二恶英再合成的温度为250—300℃。据日本有关试验证明，在焚烧工艺中作为PCDD/PCDF生成源，CuCl2与其它金属氧化物相比是高于其它金属氧化物数百倍的dioxin再合成催化剂。CuCl2浓度对PCDD/PCDF生成情况的影响如图2，飞灰中含碳量对PCDD/PCDF生成情况的影响如图3。由图2、图3所示结果可判明CuCl2与未燃尽碳元素在dioxin再合成的过程中起着非同小可的作用。日本再原公司采用30吨/天垃圾燃烧装置进行了分割切碎废弃物的燃烧试验，其结

8、果证明了烟气中HCl的产生量受残余氧浓度的影响，当残余氧浓度为零时HCl产生量为8000ppm，大约是理论发生量。当残余氧浓度为11%时HCl产生量降至1000ppm。通过调查分析袋滤器中灰的成份可判明其含有氯离子10.6%，形成CuCl2。同时还发现其dioxin的再合成倍率为数十倍至数百倍。垃圾直接