城市垃圾焚烧厂重金属排放特征及其在飞灰与底渣中的分布规律研究

《Fuel》：Emissions and distribution characteristics of heavy metal in a waste incineration plant

本文针对垃圾焚烧过程中重金属二次污染问题，通过EPA Method 29对旋转窑焚烧厂关键点位（布袋除尘器前/后、烟囱前）的气态与颗粒态砷（As）、硒（Se）、铅（Pb）、铬（Cr）进行协同采样。研究发现砷硒主要富集于飞灰（84.52%~87.71%），铅几乎全部分布于飞灰（99.44%），铬则主要留存于底渣（98.05%）。空气污染控制设备（APCDs）对重金属协同去除效率达65.07%~91.32%，为焚烧厂重金属污染控制提供重要数据支撑。

　　

重点内容

垃圾焚烧厂概况

本研究选取华北地区某垃圾焚烧厂进行现场测试。该焚烧系统日处理能力为30吨，采用旋转窑焚烧系统。系统主要由旋转窑、二次燃烧室、余热锅炉、应急冷却塔、布袋除尘器（FF）和洗涤塔（ST）组成。工艺流程简图见图1。该垃圾焚烧厂的详细介绍可参考先前文献[24]。

其中，布袋除尘器（FF）通过滤袋表面形成的粉尘层捕集颗粒物，而洗涤塔（ST）则通过碱性溶液（如氢氧化钙）吸收酸性气体。这两个设备共同构成了该厂的核心空气污染控制体系（APCDs）。

原材料基本物理性质分析

对原材料的基本物理性质进行了测定，包括工业分析、元素分析、热值、主量和微量成分分析。废活性炭的固定碳和水分含量较高，而其他大部分原材料具有较高的挥发分和灰分。原材料中含有大量的碳和氧，氢、氮和硫的含量较低。不同原材料的热值差异显著，其中废塑料和废橡胶的热值较高，而生物质废物的热值相对较低。这些性质直接影响重金属在焚烧过程中的挥发和迁移行为。

结论

本研究聚焦于华北地区某垃圾焚烧发电厂，分析了其产生的各类物料。研究表明，其废物成分复杂，旋转窑进料中砷（As）、硒（Se）、铅（Pb）和铬（Cr）的含量存在显著差异。采用EPA Method 29检测了该垃圾焚烧发电厂烟气中As、Se、Pb和Cr的排放浓度。气态As、Se、Pb和Cr的平均浓度分别为47.23、0.42、3.96和25.24 μg/m³。颗粒态As、Se、Pb和Cr的平均浓度分别为0.56、0.45、7.46和3.19 μg/m³。空气污染控制设备（APCDs）对烟气中的微量元素（TE）表现出强大的协同去除效率，砷、硒、铅和铬的总去除率分别达到65.07%、91.32%、86.29%和84.55%。