泉州市生活垃圾焚烧电厂烟气中主要污染物浓度特征及控制建议

泉州市生活垃圾焚烧电厂烟气中主要污染物浓度特征及控制建议　泉州市生活垃圾焚烧电厂烟气中主要污染物　浓度特征及控制建议　泉州市环境监测站何帅雄　［摘要］　根据２０１５年至２０１６上半年期间，泉州市环境监测站对泉州市５座主要生活垃圾焚烧电厂的季度性监测数据，分析　生活垃圾焚烧电厂排放的大气污染物（如ＳＯ　、ＮＯＸ、ＣＯ、ＨＣ１、烟尘、重金属及其化合物等）现状，并进行评价，归纳焚烧　烟气的主要污染物排放浓度变化特征，提出控制生活垃圾焚烧电厂大气污染的对策建议。　【关键词］　生活垃圾焚烧电厂大气污染物排放浓度　变化特征泉州市　近年来，随着泉州市城市化进程的加速，城市人口密集　化程度加剧，垃圾围城问题日益困扰着城市现代管理。城市　生活垃圾焚烧发电技术以其减容比重大、处理速度快、回收　１材料与方法　１．１监测对象　能源效率高、占用土地少等优点，被广泛应用于国内外城市　生活垃圾的处理处置，以实现减量化、无害化、资源化的处　理目标。　根据泉州市环境监测站对泉州市生活垃圾焚烧电厂的监　督性监测，从中选取５家具有代表Ｉ生的生活垃圾焚烧电厂，　分别是创冠环保（晋江）有限公司（Ａ焚烧厂）、创冠环保　（惠安）有限公司（Ｂ焚烧厂）、创冠环保（安溪）有限公　本文以泉州５座城市生活垃圾焚烧电厂为例，根据其排　放烟气主要污染物的监测数据，分析ＳＯ２、ＮＯｘ、ＣＯ、ＮＨ３、　ＨＣ１、烟尘、重金属等的排放现状及变化特征，并对市内主　司（Ｃ焚烧厂）、南安市圣元环保电力有限公司（Ｄ焚烧厂）、　石狮市鸿峰环保生物工程有限公司（Ｅ焚烧厂）。５座生活　垃圾焚烧电厂的垃圾日处理量、发电机组容量、焚烧炉类型　及烟气净化工艺见表１。　要生活垃圾焚烧电厂的焚烧烟气成分进行评价、分析，提出　控制生活垃圾焚烧电厂大气污染的环境保护对策，为泉州市　生活垃圾焚烧电厂的日常环保管理、科学决策提供依据。　表１　５座生活垃圾焚烧电厂的基本信息　１．２评价因子及采样频次　１．３评价标准　为全面评价城市生活垃圾焚烧发电厂的焚烧烟气污染　物排放现状，根据我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》　（ＧＢ１８４８５．２０１４）要求，评价因子主要包括ＳＯ２、ＮＯＸ、ＣＯ、　ＨＣ１、烟尘、重金属汞及其化合物、镉、铊及其化合物、锑、　在２０１５年第１～４季度，５座城市生活垃圾焚烧电厂均　执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５　２００１）表３　的标准限值；自２０１６年起，５座焚烧电厂执行《生活垃圾焚　烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５．２０１４）表４的标准限值。　１．４评价方法　砷、铅、铬、钴、铜、锰、镍及其化合物。本研究的监测采　样分析时间从２０１５年１月持续至２０１６年６月，每个季度采　样监测１次。　对照《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５．２００１）　及《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５．２０１４）的标准　值，对监测结果作超标或达标评价。　１６　２０１７年第２期（总第１２２期）　２结果与分析　２．１现状监测结果与评价　占标率在３３．７％～７５．３％之问，各焚烧电厂均实现烟尘的达标　排放；汞及其化合物的浓度在５．３ｘ１０一～９．３２￣１０。ｍｇ／ｍ　范围　内，占标率在１０．６％－１　８．６％之间，各焚烧电厂均实现汞及其　化合物的达标排放；镉、铊及其化合物的浓度均为　＜８×１０　ｍｇ／ｍ　，各焚烧电厂均实现镉、铊及其化合物的达标　排放；锑、砷、铅、铬、钴、铜、锰、镍及其化合物的浓度　在０．０１４　ｍｇ，ｍ　～０．２６８ｍｇ／ｍ　范围内，占标率在１．４％～２６．８％　根据泉州市环境监测站２０１６年第二季度对上述各生活　垃圾焚烧电厂焚烧烟气的监测情况，烟气主要成分的浓度均　值见表２。　由表２可知，在２０１６年第二季度，５家生活垃圾焚烧　电厂的排放烟气中，ＳＯ２的浓度在１０～３８ｍｇ／ｍ　范围内，占　标率在１０．Ｏ％～３８．０％之间，各焚烧电厂均实现ＳＯ２的达标排　放；ＮＯｘ的浓度在８６～１３３ｍｇ／ｍ　范围内，占标率在２８．７％～　４４．３％之间，各焚烧电厂均实现ＮＯ　的达标排放；ＣＯ的浓度　之间，各焚烧电厂均实现锑、砷、铅、铬、钴、铜、锰、镍　及其化合物的达标排放。　在２０１６年第二季度，５家生活垃圾焚烧电厂的排放烟　气中，ＳＯ２、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ１、烟尘、重金属及其化合物等　污染物的排放浓度指标均符合《生活垃圾焚烧污染控制标准》　（ＧＢ１　８４８５—２０１４）表４的标准限值要求，５家生活垃圾焚烧　电厂均实现焚烧烟气的达标排放。　ｍｇ／ｍ　在１３～７８　ｍｇ／ｍ。范围内，占标率在１３．０％～７８．０％之问，各　焚烧电厂均实现ＣＯ的达标排放；ＨＣ１的浓度在２．４　３．７　ｍｇ／ｍ　范围内，占标率在４．Ｏ％～６．２％之间，各焚烧电厂均实　现ＨＣ１的达标排放；烟尘的浓度在１０．１—２２．６　ｍｇ／ｍ。范围内，　表２　２０１　６年第２季度各生活垃圾焚烧电厂的烟气污染物排放浓度　注：（１）工况：监测期间，各生活垃圾焚烧电厂均正常生产，平均工况负荷均达到７５％１．２￣；　（２）表中所列标准限值为《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）表４的标准限值　２．２主要污染物浓度季度性变化特征分析　本文对浓度季度性变化较明显的污染物作特征分析，季　度性变化特征分析的污染物主要包括ＳＯ：、ＮＯｘ、烟尘、重　金属Ｐｂ、Ｃｄ、Ｈｇ共６项。２０１５年至２０１６上半年，各生活　后降低的趋势，ｃ焚烧厂、Ｅ焚烧厂的ＳＯ２排放浓度峰值出　现在２０１６年第一季度，其余３家焚烧厂均出现在２０１５年第　四季度，且Ｅ焚烧厂在２０１５年第四季度的ＳＯ２排放浓度为　６９ｍｇ／ｍ　，与其峰值（７０ｍｇ／ｍ　）十分接近。这说明各焚烧厂　垃圾焚烧电厂焚烧烟气的污染物浓度季度性监测结果见表　３，浓度变化特征主要有：　（１）各焚烧厂排放烟气中ＳＯ：的排放浓度均呈现先升高　在低温季节的ＳＯ　处理效率有所下降，脱硫设施的处理效率　受低温条件影响有所降低。　２０１７年第２期（总第１２２期）　１７　表３　２０１　５年至２０１　６上半年生活垃圾焚烧电厂焚烧烟气的主要污染物浓度季度性监测结果　ｍｇ・ｍ。　注：ｆ１）２０１５年１～４季度，各焚烧厂执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５．２００１）表３的标准限值，其中ＳＯ２的排放浓度限值是２６０　ｍｇ／ｍ　；ＮＯ　的排放浓度限值是４００ｍｇ／ｍ　；Ｐｂ的排放浓度限值是１．６ｍｇ／ｍ　；Ｃｄ的排放浓度限值是Ｏ．Ｉｍｇ／ｍ３；Ｈｇ的排放浓度限值是　Ｏ．２ｍｇ／ｍ￣；烟尘的排放浓度限值是８０　ｍｇ／ｍ３。　ｆ２）２０１６年１～２季度，各焚烧厂执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》（ＧＢ１８４８５—２０１４）表４的标准限值，其中ＳＯ２的排放浓度限值是１００　ｍｅｄｍ　；ＮＯ　的排放浓度限值是３００　ｍｇ／ｍ３；汞及其化合物的浓度限值是０．０５ｍｇ／ｍ　；镉、铊及其化合物的排放浓度限值是Ｏ．１ｍｇ／ｍ　；　锑、砷、铅、铬、钴、铜、锰、镍及其化合物的排放浓度限值是１．０ｍｇ／ｍ３；烟尘的排放浓度限值是３０ｍｇ／ｍ　（２）各焚烧厂的ＮＯｘ排放浓度从２０１６年起开始下降，　这与新标准实施后各焚烧厂新上脱硝设施并实施更为严格的　ＮＯ　浓度标准限值紧密相关。通过增加喷氨脱硝处理工艺，　提升尾气处理设施的脱氮效率，实现焚烧烟气的ＮＯ　排放浓　度的稳步降低。　（３）Ｂ、Ｃ、Ｅ焚烧厂的Ｐｂ排放浓度在２０１５年第四季度　均出现了排放峰值，说明在低温季节，垃圾焚烧厂Ｐｂ的排　放浓度偏高。这一方面与处理垃圾中的Ｐｂ含量变化有关，　１８　２０１７年第２期（总第１２２期）　■譬圈环境科学　　ＨＡＩ　ＸＩＡ　ＫＥ　ＸＵＥ　另一方面可能是低温季节焚烧烟气的含湿量较低所导致。有　研究表明，在恒定焚烧温度９５０￣Ｃ条件下，降低垃圾中的水　分，使得飞灰中Ｐｂ含量升高。焚烧厂中的Ｐｂ多存在于烟尘　中，低温季节的垃圾含水量较低，造成烟气中的含湿量偏低，　烟尘的比重降低，不利于烟尘在除尘设施中沉降下来，富集　在烟尘颗粒上的Ｐｂ含量相对偏高。　（４）各焚烧厂烟尘的排放浓度变化趋势不明显，除了Ｄ、　Ｅ焚烧厂的烟尘排放浓度呈现逐步降低的变化趋势外，其余　三家焚烧厂的烟尘排放浓度均在９．４￣２３．０　ｍｇ／ｍ　范围内波　动。各焚烧厂在２０１５年第四季度的烟尘浓度均处于相对较高　的浓度水平，这与Ｐｂ排放浓度的变化趋势相一致。　（５）各焚烧厂焚烧烟气中重金属Ｃｄ的排放浓度变化趋　势不明显，重金属Ｃｄ的浓度波动变化范围在＜８×１０　～０．０６８ｍｇ／ｍ　。　（６）各焚烧厂重金属Ｈｇ的排放浓度在２０１５年全年相对　平稳，在２０１６年存在明显的升高变化趋势，其中Ｂ、Ｅ焚烧　厂的Ｈｇ排放浓度峰值出现在２０１　６年第一季度，其余三家焚　烧厂的Ｈｇ排放浓度峰值出现在２０１６年第二季度。这可能与　垃圾中的Ｈｇ含量变化有关。　由此可见，在２０１５年至２０１６上半年的时间段内，各焚　烧厂ＳＯ　的排放浓度呈现先上升后下降的趋势，并在２０　１　５　年第四季度出现ＳＯ２浓度峰值；ＮＯｘ、Ｐｂ的排放浓度总体呈　现下降的趋势，其中Ｐｂ的排放浓度同样在２０１５年第四季度　出现浓度峰值；各焚烧厂的烟尘排放浓度在２０１５年第四季度　均处于相对较高的浓度水平，这与Ｐｂ排放浓度的变化趋势　相一致；重金属Ｃｄ的排放浓度在一定浓度区间内呈现波动　变化的趋势；重金属Ｈｇ的排放浓度则呈现升高的变化趋势，　并在２０１６年上半年出现浓度峰值。　３结论与建议　３．１结论　在２０１６年第二季度，泉州市５家生活垃圾焚烧电厂的排　放烟气中，ＳＯ２、ＮＯＸ、ＣＯ、ＨＣ１、烟尘、重金属及其化合　物等污染物的排放浓度指标均符合《生活垃圾焚烧污染控制　标准》（ＧＢ１８４８５．２０１４）表４的标准限值要求，均实现焚烧　烟气的达标排放。　生活垃圾焚烧电厂的烟气成分排放浓度随季度时间的变　化特征说明：第一，各污染物的排放浓度与季节的环境温度　变化有关，季节性低温易降低焚烧烟气的脱硫、除尘设施的　处理效率；第二，各污染物的排放浓度与烟气处理设施的工　艺改进变化有关，增设喷氨脱硝工艺有助于提高焚烧烟气的　脱氮处理效果；第三，各污染物的排放浓度与处理垃圾的相　关成分含量有关，垃圾中的非可燃性无机组分、重金属含量、　含硫量、含氮量、含水量等均会对焚烧烟气的污染物排放浓　度变化产生直接影响。　３．２建议　为进一步控制生活垃圾焚烧电厂的大气污染，确保焚烧　烟气实现达标排放，实现高效率的垃圾减量处理和绿色环保　的焚烧产能利用，根据泉州市５家生活垃圾焚烧电厂的焚烧　烟气污染物排放现状，结合２０１５年至２０１６年上半年期间各　焚烧烟气污染物排放浓度的季度性变化特征，建议采取如下　措施：　一是做好垃圾分类收集处置工作，提高垃圾的回收利用　率。通过有效的垃圾分类收集，重点针对含有重金属元素的　废物垃圾进行分类处置，实现焚烧垃圾的组分含量稳定化，　有效控制焚烧垃圾的含水量、重金属含量等，提升垃圾焚烧　的处理效率，减少垃圾焚烧尾气的大气污染。　二是加强对各生活垃圾焚烧电厂的日常环保监督，强化　焚烧尾气脱硫、脱硝、除尘处理设施的环保管理，确保环保　设施的正常运行，强化焚烧烟气处理工艺各阶段的相关污染　物处理工艺，提高污染物去除效率，重点保障各焚烧厂的焚　烧烟气在低温季节实现达标排放。　三是鼓励企业加大焚烧尾气处理工艺的环保设备投入，　完善重点污染源自动监控系统（ＣＥＭＳ）建设投产。环保部　门应做好固定污染源的比对监测工作，尽可能将垃圾焚烧处　理的二次污染降到最低，避免出现垃圾焚烧烟气污染物排放　不达标　参考文献：　［１】吴锐．城市生活垃圾焚烧发电厂烟气主要成分分析与研究【Ｄ］．广州：华南　理工大学，２００９．　［２】任松彦．城市生活垃圾在焚烧过程中的重金属迁移特性研究［Ｄ】．广州：华　南理工大学，２０１３．　［３］金玲仁，马建勇，田建立．烟气在线监测系统的选择［　山东环境，２００３　（４）：４１－４２．　［４］高宁博，李爱民，陈茗．城市垃圾焚烧过程中主要污染物的生成和控制［Ｊ］．　电站系统工程，２００６，２２（１）：３８—４０．　［５］陆胜勇，池涌，严建华，等．垃圾焚烧中重金属污染物的迁移和分布规律　［Ｊ］．热力发电，２００３（３）：２４－２８．　２０１７年第２期（总第１２２期）　１９