生活垃圾焚烧炉协同处置其他固体废物的技术研究

生活垃圾焚烧炉协同处置其他固体废物的技术研究

曹蕾  宫泽睿  任祉杰  张旭鹏  曹露  赵珍伟

中国辐射防护研究院  山西 太原  030600

摘要：随着城市化进程的加快，生活垃圾的产生量日益增加，传统的填埋和堆肥处理方式已难以满足当前的环保要求和土地资源的节约。生活垃圾焚烧炉协同处置其他固体废物的技术研究，旨在探索一种高效、环保的垃圾处理方法。该技术通过将生活垃圾与工业废物、污泥等其他固体废物共同焚烧，实现废物的减量化、无害化和资源化。本研究首先分析了生活垃圾焚烧炉的工作原理及其协同处置的可行性，然后对协同处置过程中可能出现的二次污染问题进行了评估，并提出了相应的控制措施。

关键词：生活垃圾焚烧炉；协同处置；固体废物；环保技术；资源化利用

引言

在当前全球环境问题日益严峻的背景下，固体废物的处理成为了一个亟待解决的问题。传统的垃圾处理方法如填埋和堆肥，不仅占用大量土地资源，而且容易造成地下水污染和土壤退化。随着技术的进步和环保意识的增强，焚烧技术因其占地面积小、减量化效果显著等优点，逐渐成为处理生活垃圾的重要手段之一。然而，单一的垃圾焚烧技术也存在一些问题，如焚烧过程中可能产生的二恶英等有害物质，以及对焚烧炉设备的磨损和维护成本高等。因此，生活垃圾焚烧炉协同处置其他固体废物的技术研究显得尤为重要。通过协同处置，不仅可以提高垃圾处理的效率，还能减少对环境的影响，实现废物的资源化利用。

一、生活垃圾焚烧炉工作原理

城市固体废物的处理技术之一——生活垃圾焚烧炉，通过高温氧化过程，将垃圾内含的有机成分转化成二氧化碳及水蒸气，而无机成分则转变为灰烬。此法极大地缩减了垃圾的物理体积，并且能够回收过剩能量，应用于发电和供暖领域，促进了资源的再循环利用。

在实施焚烧程序中，调控火焰温度、驻留时长及湍流强度是确保过程高效且环保的关键因素。提升燃烧温度能保障废弃物中有机成分的完全裂解，从而抑制有毒副产品的形成。一般而言，为确保如二噁英此类有害物质的彻底分解，焚烧设施内部温度需稳定保持在850℃以上的水平。所谓驻留时长，涉及的是烟气处于高温环境中的持续时间，延长这一时段是为了给予有害成分充足的时间完成分解过程。此外，湍流状态直接影响燃烧的匀质度与效能，增强湍流可促使空气与废弃物更充分地混匀，不仅提升燃烧效率，还能有效减少不利物质的产出[1]。

二、协同处置可行性分析

《“十四五”循环经济发展规划》（发改环资〔2021〕969号）提出：“推进城市废弃物协同处置。完善政策机制和标准规范，推动协同处置设施参照城市环境基础设施管理，保障设施持续稳定运行。…统筹推进生活垃圾焚烧炉协同应急处置医疗废物，推进厨余垃圾、园林废弃物、污水厂污泥等低价值有机废物的统筹协同处置。”《关于印发<污泥无害化处理和资源化利用实施方案>的通知》（发改环资〔2022〕1453号）提出：“有效利用本地垃圾焚烧厂、火力发电厂、水泥窑等窑炉处理能力，协同焚烧处置污泥，同时做好相关窑炉检修、停产时的污泥处理预案和替代方案”。

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）及其修改单（生态环境部公告2019年第56号）中入炉废物要求：①下列废物可以直接进入生活垃圾焚烧炉进行焚烧处置：由环境卫生机构收集或者生活垃圾产生单位自行收集的混合生活垃圾；由环境卫生机构收集的服装加工、食品加工以其他为城市生活服务的行业产生的性质与生活垃圾相近的一般工业固体废物；生活垃圾堆肥处理过程中筛分工序产生的筛上物，以及其他生化处理过程中产生的固态残余组分；按照HJ/T228、HJ/T229、HJ/T276要求进行破碎毁形和消毒处理并满足消效果检验指标的《医疗废物分类目录》中的感染性废物。②在不影响生活垃圾焚烧炉污染物排放达标和焚烧炉正常运行的前提下，生活污水处理设施产生的污泥和一般工业固体废物可以进入生活垃圾焚烧炉进行焚烧处置。

三、协同处置的优势

协同处置作为一种创新策略，在废物管理领域展现出独特价值，它通过整合生活垃圾与工业废弃物、污泥等多种固体废物的共同处理流程，利用焚烧技术达到综合性资源转化的目的。此策略不仅有力应对了日益攀升的废物处理挑战，还从中衍生出多维度的积极效应。

协同处置在实现减量目标上表现出色。通过融合多种废弃物进行综合焚烧，能有效缩减废物的整体体积及质量，进而削减最终需填埋的废物总量。此举不仅有效缓解了填埋区域的空间紧俏问题，还成功延长了当前填埋场的服务年限。

协同处置展现出一种资源转化的可能性。在实行焚烧程序期间，废弃物内的有机成分被转化成热能，这部分热能随后可被回收并应用于发电及供暖领域，进而达到能源循环使用的效能。此资源转化模式不仅增强了废物管理的经济效用，还减轻了对常规能源资源的依赖程度。

在环境保护的层面上，协同处置展现出显著的优势。通过严谨调控焚烧参数，譬如温度、氧气供给量等，确保废弃物得以充分燃尽，从而抑制了有害物质的产生。与此同时，运用烟气净化技术，包括脱硫、脱硝及除尘等措施，能高效清除烟气中的不利成分，减轻对大气环境的不良影响。此外，协同处置模式还具备降低温室气体排放的效能，对抵御气候变化发挥了积极的推动作用

[2-3]。

四、协同处置要求

（1）一般工业废物

协同处置的一般固体废物应按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2014）选取与生活垃圾成分一致的一般固体废物。企业在运行期间对入厂原料组成和性质进行测定分析，确保掺烧原料属于一般固废，大块一般固体废物由环卫公司收集破碎后运输至厂内。根据《垃圾焚烧发电厂协同处置高热值一般工业有机固体废物技术规范》，垃圾焚烧厂应依据垃圾焚烧设施设计热值与锅炉额定负荷确定高热值一般工业有机固体废物掺混比例及投加量。

（2）污泥

协同处置的污泥应按照GB18485-2014选取生活污水处理设施产生的污泥。参照《生活垃圾焚烧大气污染物排放标准》（DB31768-2013），与生活垃圾共同焚烧处理的污泥含水率需小于60%。进场的污泥需进行入厂首检和定期抽检，确保按照HJ/T299制备的污泥浸出液最高允许浓度指标满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）要求，对于工业污水处理厂产生的、鉴定为危险废物的、不符合要求的污泥禁止入厂。根据原环境保护部《关于发布<城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南（试行）>的公告》（公告2010年第26号）中8.6污泥焚烧污染防治最佳可行技术中要求“污泥与生活垃圾混合焚烧时，污泥与生活垃圾的质量之比不超过1﹕4”，即污泥最大掺烧量不超过20%。《生活垃圾焚烧炉协同处置污泥技术规范》（T/ACEF 067-2023）中污泥含水率60%±5%时，掺烧比≤7%。

（3）医疗废物

根据GB18485-2014和《国家危险废物名录》（2021年版），感染性废物、损伤性废物和病理性废物（人体器官除外），按照HJ/T276《医疗废物高温蒸汽集中处理工程技术规范（试行）》、HJ/T228《医疗废物化学消毒集中处理工程技术规范（试行）》和HJ/T229《医疗废物微波消毒集中处理工程技术规范（试行）》进行处理后，可以进入生活垃圾填埋场填埋或进入生活垃圾焚烧厂焚烧，对其运输过程和处置过程实施豁免管理。根据《生活垃圾焚烧大气污染物排放标准》（DB31 768-2013），医疗废物共焚烧处理量不应超过生活垃圾焚烧设施处理能力的5%，并应按GB39707相关要求执行。

结论

生活垃圾焚烧炉协同处置其他固体废物的技术研究，为城市固体废物的处理提供了一种高效、环保的解决方案。通过科学的工艺设计和严格的污染控制措施，可以实现废物的减量化、无害化和资源化利用，同时减少对环境的影响。未来的研究应进一步优化焚烧工艺，提高烟气净化效率，以及探索更安全、经济的残渣处理方法，以推动协同处置技术的广泛应用。

参考文献

[1]卫鑫,王富有,袁海锋.生活垃圾焚烧炉ACC系统设计[J].自动化仪表,2024,45(06):33-37+43.

[2]韩学威,尤兴权,姜天明,范红照.新型保温涂料在生活垃圾焚烧炉中的节能试验[J].能源与节能,2024,(03):90-94.

[3]郑江.机械炉排式生活垃圾焚烧炉技术研究[J].中国设备工程,2023,(17):231-233.