好文推荐 | 小型垃圾焚烧炉在我国农村应用的现状与发展

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本文将讨论小型焚烧炉的适用原则和运行特点，并对提高环境污染控制水平提出建议。

作者：上海环境卫生工程设计院有限公司 蒲敏

近年来，随着农村生活水平的稳步提高，农村生活垃圾的产生量也随之增加，按中位数0.521 kg／(人·d)估算，2017年我国农村生活垃圾产生量达1.1×108 t，加之传统农业施用农家肥的循环利用系统逐渐失效，农村生活垃圾污染问题凸显。目前，各地大力推进农村生活垃圾治理，推广普及“村收集、镇转运、县处理”治理模式，但我国国土面积69％为山区丘陵地形，山区农村人口居住分散、道路交通不便，这种治理模式的运行成本高，难以持续良性运转。同时，农村生活垃圾“进城”加剧城市生活垃圾处理处置设施供需矛盾，而建设大型焚烧厂又引起大量的“避邻事件”。而农村镇(乡)以下政区普遍缺乏全面掌握填埋场作业技术的人员，因处理规模限制，也不能有效率地配置填埋作业机械。所以，村镇规模的垃圾填埋场的实际管理水平一般类似垃圾堆场，衍生污染得不到有效控制，环境影响严重。因此选用更为合理的技术处理处置农村生活垃圾日益急迫。

大多数村镇生活垃圾产生量低于50似，收集点距离大型焚烧设施大于30 km，小型生活垃圾热处理炉，如焚烧炉、气化炉等，具有垃圾减容减量化程度高、投资建设费用低、选址灵活性好等优点，已在部分西南山区农村大量使用。但小型焚烧炉应用中，往往管理不规范，工况不易稳定，烟气净化系统也比较简单，难以达到烟气排放的控制标准。

笔者将讨论小型焚烧炉的适用原则和运行特点，并对提高环境污染控制水平提出建议。

小型MSW焚烧炉特点

国内的小型MSW焚烧炉主要有3种类型：直接焚烧、气化燃烧和热解燃烧，典型的焚烧炉产品见表1，处理能力通常小于50 d/t。

如表1所示，大多数小型焚烧炉采用了气化焚烧技术，但很难做到飞灰熔融，飞灰应该按照危险废物相关法规处置⋯。但是农村地区通常无飞灰的处置设施，因此即使烟气能达标，这些在农村地区运行的焚烧炉仍存在飞灰污染的环境风险。但是采用的热解后焦炭挥发分耦合焚烧技术(以下简称热解耦合焚烧)，通过飞灰返烧一熔融模式，存在飞灰玻璃化可能。

不同技术的小型焚烧炉的污染特征

原始排放特征

我国要求生活垃圾焚烧的排放必须满足GB 18485--2014标准，二恶英排放值需低于0.1 ng／m，飞灰收运和处置需按危险废物进行管理。但是，国内农村地区的小型焚烧炉很难配置完善的烟气净化系统，飞灰安全处置也难以实现，因此降低排放物原始污染浓度是一个必然的

选择。

表2汇总了直接燃烧(两段式：一燃室和二燃室)、气化燃烧和热解耦合燃烧污染物原始排放现场检测值，数据表明，除NO：和NO污染因子外，直接焚烧系统污染物原始浓度都是最高的，而热解耦合焚烧污染因子原始浓度相对较低，特别是HCl、S02、HCN和HNCO等污染因子，该挥发分和碳的耦合燃烧在这方面具备较好的优势。

为了降低NO的产生浓度，可以在热解一耦合燃烧的火焰中心掺人NH。，同时通过将飞灰返回于碳的气化熔融室进行熔融后玻璃化，可以降低飞灰的污染。虽然热解一耦合燃烧极大地降低了污染物原始排放浓度，但烟气净化系统需配置必要的急冷塔、除尘器和脱硝系统，以适应严格的污染排放标准。对于其他2种焚烧模式，完善的烟气净化系统尤其必须，特别是直接焚烧系统。

灰渣的渗出特性

表3和表4显示了焚烧炉飞灰和底渣中所含的主要重金属组分和其渗出特性数据，其中MSW热解碳、直接焚烧底灰、耦合焚烧底渣均为实验室测试数据，使用同一批次的生活垃圾的制样；“耦合焚烧底渣(运行)”采样于规模15们、24 h运行的焚烧炉。

表3显示：直接焚烧底灰中的As、Ni、Cu和zn的含量较高，而耦合焚烧底渣中Cr、Nj的含量也较高。HJ／T 299--2007浸出试验方法采用了酸化的去离子水作为浸出液，固液比为10，由标准GB 5085．3—2007来判断飞灰是否为危险废物HJ／T 300---2007的试验方法采用了醋酸作为提取液，固液比为20，由标准GB 16889—2008来判断废物是否适合卫生填埋。表4中的数据表明，底灰和炉渣均适合填埋，虽玻璃化底渣保留了大部分重金属，但因其低渗出性，仍然可以按卫生填埋方式安全处置。

结论

国内运用小型焚烧炉处理乡村生活垃圾尚处于探索阶段，小型焚烧炉主要包括直接焚烧、气化焚烧和热解耦合焚烧3种技术路线，其中热解耦合焚烧污染排放的原始浓度最低、灰渣重金属的浸出值最小，可以解决飞灰的出路问题，是有前途的一种技术，但也需要配套烟气洗涤、飞灰收集和NO。还原设备方能满足日益严格的排放标准。小型焚烧炉潜在环境风险主要集中在烟气达标排放和飞灰安全处置方面，应该作为政府监管的重点。

来源 | 环境卫生工程

作者 | 蒲敏

编辑 | 匡宋尧

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