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科学认识生活垃圾发电及其对环境和人体健康的影响
发布时间:2017-08-28 10:43:18  来源:   作者:


城市垃圾处理主要有填埋、堆肥和焚烧发电三种方式,目前我国多数城市处理生活垃圾的主要方式是填埋。填埋法是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实,使其发生生物、物理、化学变化,分解有机物,达到减量化和无害化的目的。但是填埋的处理方式易造成地下水资源的二次污染,对环境造成极大的威胁,而垃圾焚烧发电却可以使垃圾变废为宝,其原理是把垃圾进行高温焚烧,产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。

一、全球生物质和垃圾发电现状

(一)国外生物质和垃圾发电现状

垃圾焚烧处理在国外应用较为普遍,垃圾资源化和减量化处理程度高,垃圾发电在欧美许多国家发展迅速。2015年全球生物质能及垃圾发电新增装机容量11.2千兆瓦,较2014年增长77.8%,累计装机容量与2014年相比增加了11.8%,全球生物质及垃圾发电量达到3896.2亿千瓦时,同比增长12%。美国2007年共有87座垃圾焚烧发电(供热)厂,共处理垃圾2870万吨;欧洲2006年生活垃圾焚烧发电厂达到425座,垃圾焚烧处理量约6362万吨,截至2011年,德国境内共有75座垃圾焚烧发电厂,法国有129座、英国有25座,德国、奥地利、爱尔兰、挪威等国家都有新建垃圾焚烧发电厂;日本是世界上垃圾焚烧发电装机量最大的国家,自上世纪60年代就开始大力建设垃圾焚烧厂,截至2012年,日本的垃圾焚烧厂多达1188座。

(二)我国垃圾发电现状

我国垃圾焚烧发电起步较晚,但发展迅速,1988年深圳建立我国第一座引进日本三菱马丁进口设备和技术的垃圾发电厂。随后珠海、上海、天津和北京等多个城市的垃圾焚烧发电厂相继建成投产,截至2016年初,我国共有434家垃圾焚烧发电厂。2009年垃圾焚烧处理规模为2022万吨,2015年达到6302万吨,增长277.7%,我国城市生活垃圾焚烧处理总体来说保持较快增长速度。

国家也不断出台相关政策鼓励垃圾焚烧,国家发改委、住建部联合发文《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》提出:“加快推进城镇生活垃圾无害化处理设施建设,到2020年底,县城(建成区)生活垃圾无害化处理率达到80%以上(新疆、西藏除外),建制镇生活垃圾无害化处理率达到70%以上,设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的50%以上。国家能源局颁发《生物质能发展“十三五”规划》发展布局和建设重点中提出:“鼓励建设垃圾焚烧热电联产项目。加快应用现代垃圾焚烧处理及污染防治技术,提高垃圾焚烧发电环保水平”。

    二、垃圾发电工艺及产生的主要污染物状况

(一)垃圾发电工艺

目前垃圾焚烧处理技术主要有两种:机械炉排炉技术和循环流化床技术。垃圾焚烧发电主要包含7个工艺流程:垃圾接收、垃圾焚烧、余热锅炉发电、烟气净化与处理、渗滤液处理、炉渣炉灰处理以及恶臭控制和防治。

生活垃圾焚烧发电废气主要污染物为粉尘、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氟化氢、有机污染物、二f英及重金属等。

(二)二f英理化性质

二f实际上是二f类的一个简称,它指的并不是一种单一物质,而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类共210种化合物,这类物质非常稳定,熔点较高,极难溶于水,可以溶于大部分有机溶剂,是无色无味、毒性严重的脂溶性物质,所以非常容易在生物体内积累。二f是燃烧过程中产生的污染物,垃圾露天焚烧或在填埋场垃圾自燃排放的二f,是同量垃圾经过现代化焚烧排放的很多倍;再生有色金属、炼钢、铁矿石焚烧、炼焦、遗体火化、铸铁生产、水泥生产、制浆造纸等行业也产生了大量的二f;还有汽车尾气、香烟、烧烤、烟花爆竹、自然界中森林火灾和火山爆发等都能够产生二f,其实二f离我们并不遥远。目前,环境中存在的二f主要来自于冶金、炼焦、石化等行业。

(三)二f英减量化控制措施

尽管焚烧可能产生二f,但只要控制燃烧的条件,比如让烟气在炉子里停留的时间长一些就可以大幅度减少二f的产生。

1、垃圾分拣、除氯。垃圾入炉前进行分选和适当的发酵、干燥处理,把大量重金属以及含氯物质(如PVC等塑料)分选出来,可以减少二f英的生成;

2、选用符合国家标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)的焚烧炉,控制燃烧温度,确保烟气在燃烧室内温度达到850℃以上的区域停留时间不小于2秒,使二次燃烧的气体形成旋流,使燃烧更完全、更充分,使二f分解更充分;

3、改进燃烧技术。采用循环流化床技术对城市生活垃圾进行焚烧,采用混煤燃烧或添加碱性氧化物,可以有效抑制二f英的产生;

4、尾部烟气净化。采用急冷技术,从500℃快速冷却到200℃以下,抑制二f英的产生;污染物净化设备采用半干法洗涤塔+布袋除尘器+吸附剂吸附等工艺抑制和吸收二f英的产生和排放;

5、安装在线监测。对垃圾焚烧排放二f英实时监控,可以有效管控二f英排放情况。

(四)垃圾发电二f英对人体健康的影响

即使垃圾焚烧发电厂事故状态时,在最不利气象条件下、最大落地点处的每日人体最大可能摄入量很小,远低于国家环保部推荐的标准值以及世界卫生组织规定的限值。实际上,大气环境本身含有微量的二f,一般人体通过呼吸途径暴露的二f量估计为经消化道摄入二f量的1%左右,食物才是人体内二f的主要来源。据WHO报道,由于二f的普遍存在,所有人都有接触的环境且每个身体里都有一定程度的二f。人体在正常情况下接触的二f,总体上不会影响身体健康。因此,就算事故状态下垃圾焚烧电厂产生的二f对周围地区的环境空气质量影响有限,对人体健康不构成危害影响。

三、生活垃圾焚烧发电较卫生填埋的先进性。

(一)减容效果好。焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80%~90%。

(二)消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并能彻底杀灭病原菌,尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等,几乎是唯一有效的处理方法。

(三)减轻或消除后续处置过程对环境的影响。可以大大降低填埋场浸出液的污染物浓度和释放气体中的可燃及恶臭成分;还可以减少温室气体,例如甲烷排放。

(四)有利于实现城市垃圾的资源化,充分利用垃圾焚烧技术转化为再生能源。垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转变为蒸汽,可以用来供热或发电。

(五)可全天候操作,不易受天气影响。以垃圾替代煤、石油或天然气等有限资源作为发电燃料,节省天然资源,处理效率高。

(六)焚烧厂占地面积小,可以在靠近市区的地方建厂,既可节约用地又可缩短垃圾的运输距离,焚烧发电处理的操作费可望低于填埋,对于经济发达的城市,尤为重要。

四、吉安市生活垃圾焚烧发电项目拟选址情况

根据吉安市生活垃圾焚烧发电项目建设领导小组安排,吉安市生活垃圾焚烧发电项目拟选址于井冈山经开区,目前项目选址信息已向公众公示。根据《环保法》、《环评法》的要求,该项目建设单位会按照有关法律法规要求,委托有环评资质的环评单位对该项目进行环境影响评价工作,环评单位将根据生活垃圾焚烧项目污染物产生情况及选址分析预测该项目污染物对周围环境的影响、分析项目选址的可行性,同时会按照环保有关要求开展公众调查、社会公示等一系列环评工作,形成最终环评报告。待该项目建设单位报送项目环评文件报批稿和专家意见后,环境保护主管部门将会对报送的环评文件进行审批,并按照《建设项目环境影响评价政府信息公开指南》进行公示。