城市生活垃圾常規(guī)處理方法有填埋、焚燒和堆肥等。垃圾焚燒因其無害化較徹底、減容量大、處理時間短、可以回收熱能、占地面積較小等優(yōu)點而倍受關(guān)注。我國自“十一五”以來已新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠50多座，珠海、上海、北京、廣州等地均積極籌建大型垃圾焚燒廠。

焚燒處理技術(shù)的核心是燃燒的合理組織和二次污染的防治。垃圾焚燒對環(huán)境的二次污染物主要源于焚燒過程中產(chǎn)生的煙氣。焚燒煙氣中含有大量酸性氣體(hcl、so2、hf、hbr、nox等)、有機(jī)類污染物(pcdds、pcdfs等)、顆粒物及重金屬等。本文通過對焚燒過程中各種污染物產(chǎn)生及排放過程的介紹，提出了控制垃圾焚燒產(chǎn)生的二次污染應(yīng)采取的措施。

1 垃圾焚燒煙氣污染物的形成及危害

1.1 酸性氣體

焚燒煙氣中的酸性氣體主要由sox、nox、hcl、hf組成，均來源于相應(yīng)垃圾組分的燃燒。sox主要由so2構(gòu)成，產(chǎn)生于含硫化合物焚燒氧化所致。nox包括no、no2、n2o3等，主要由垃圾中含氮化合物分解轉(zhuǎn)換或由空氣中的氮在燃燒過程中高溫氧化生成。hcl來源于氯化物，如pvc、像膠、皮革，廚余中的nacl以及kcl等。焚燒煙氣中hcl氣體的濃度相對較高，往往在400～1200 ppm。 sox與nox的濃度相對較低[1]。所以hcl是垃圾焚燒煙氣中主要的污染氣體。

hcl氣體對人體有較強(qiáng)的傷害性。據(jù)全球污染排放評估組織(geia )測算，全世界每年由生活垃圾焚燒向環(huán)境排放的hcl氣體達(dá)218 kg之多，相當(dāng)于每人每年僅通過垃圾焚燒向大氣排放了0.42 kg hcl [2]。hcl氣體會對余熱鍋爐受熱面和監(jiān)測儀表產(chǎn)生高低溫腐蝕，影響余熱鍋爐安全并限制了過熱蒸汽參數(shù)的提高;hcl氣體的存在升高了煙氣露點，導(dǎo)致排煙溫度升高，降低鍋爐熱效率 [3];氯源在一定條件下與重金屬反應(yīng)生成低沸點的金屬氯化物，從而加劇了重金屬的揮發(fā)，導(dǎo)致重金屬在飛灰上的富集，增加飛灰毒性 [4];hcl氣體能促進(jìn)氯酚、氯苯、氯苯并呋喃等“三致”有機(jī)物的生成，而且pvc裂解后生成的hcl被認(rèn)為能促進(jìn)多環(huán)芳烴(pahs)的生成[5]。因此，有效去除hcl氣體直接關(guān)系到焚燒系統(tǒng)的安全和環(huán)保運行。

1.2 有機(jī)類污染物

有機(jī)類污染物主要是指在環(huán)境中濃度雖然很低，但毒性很大，直接危害人類健康的二噁英類化合物，其主要成分為多氯二苯并二噁英(pcdds)和多氯二苯并呋喃(pcdfs)。通常認(rèn)為，垃圾的焚燒是環(huán)境中此類化合物產(chǎn)生的主要來源[6,7]。垃圾焚燒爐中二噁英有兩種成因:一是垃圾自身含有微量的二噁英類物質(zhì)，二是焚燒爐在垃圾燃燒過程中產(chǎn)生二噁英，其形成機(jī)理概括起來有三種[8,9]: (1)高溫合成。在垃圾進(jìn)入焚燒爐的初期干燥階段，除水分外，含碳?xì)涑煞值牡头悬c有機(jī)物揮發(fā)后，與空氣中的氧反應(yīng)生成水和二氧化碳,形成暫時缺氧狀況，使部分有機(jī)物同氯化氫反應(yīng),生成二噁英; (2)從頭(denovo)合成。通過de novo合成反應(yīng)形成二噁英。即在低溫(250~350℃)條件下，大分子碳(殘?zhí)?與飛灰基質(zhì)中的有機(jī)或無機(jī)氯在飛灰表面反應(yīng)，生成二噁英; (3)前驅(qū)物合成。不完全燃燒及飛灰表面的不均勻催化反應(yīng)，可形成多種有機(jī)氣相前驅(qū)物，如多氯苯酚和聚氯乙烯，前驅(qū)物分子在燃燒過程中通過重排、自由基縮合、脫氯及其它化學(xué)反應(yīng)生成二噁英。

1.3 顆粒物及重金屬

垃圾焚燒過程中會產(chǎn)生大量的細(xì)小顆粒物。同時，垃圾中原有的顆粒物在爐膛內(nèi)被氣流揚起并隨焚燒氣排出。垃圾中可燃組分因燃燒不完全會形成黑煙,黑煙中含有大量的碳粒子。

顆粒物的粒徑越小越容易進(jìn)入肺泡,危害也就越大。細(xì)小顆粒物中會含有cr、cu、ni、pb、zn、mn、sb、cd、se等重金屬，其中對人體危害大的重金屬如cr、cd、ni、pb、se等主要集中于小于3 μm[10]的顆粒物中。因此，在去除顆粒物的同時，也就在一定程度上削減了重金屬的危害。