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生活垃圾焚烧污染控制标准

实行了10余年的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001)将被修订后的新标准取代,生活垃圾焚烧设施运行和污染排放控制将更为严格,而城市生活垃圾处理相关投入也将在新标准倒逼下进一步加大。近日通过环境保护部常务会审议并原则通过的标准修订草案,与2001版标准相比,不仅大幅收严了二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等常规 污染排放污染物和二恶英、重金属等特征污染物的排放限值,还增加了一氧化碳等工况控制指标;同时,对入炉废物、监测要求等做出了相应的修订。


与现行标准相比,新标准更加符合现实要求,不但更为严格,也更为科学。参与标准修订全过程的中国环境科学院固体废物研究所所长王琪告诉笔者,尤其是新增的工况控制指标,将污染控制从末端前移到过程,是我国环境标准制定的一个积极探索。

污染物排放限值大幅收紧

主要污染物的排放浓度限值基本上已经与欧盟相当,二恶英类则由1.0ngTEQ/m3收紧至0.1ngTEQ/m3

新标准中,颗粒物、重金属(汞、镉+铊、铅及其他)、HCl、SO2、NOx和二恶英类等污染物的排放限值均大幅收紧。比如新标准规定,颗粒物由现行的80mg/Nm3收紧至20mg/Nm3(日均值),汞由现行的0.2mg/Nm3收紧至0.05mg/Nm3,二恶英类则由现行的1ngTEQ/m3收紧至0.1ngTEQ/m3,与欧盟标准接轨。

垃圾焚烧污染物排放限值的收紧是大势所趋,这不仅与目前的环境形势、其他行业排放标准不断加严相关,更与垃圾焚烧行业本身技术水平不断提高和焚烧规模相关。

本世纪初,我国垃圾焚烧处理设施仅36座,且规模较小,日处理能力不过6520吨(2001年数据),排放的污染物与工业排放相比微乎其微。但时至今日,这一数值已经翻了好几倍。根据《中国城市建设统计年鉴》,2012年,我国垃圾焚烧厂数量已有138座,日焚烧处理能力已经超过12万吨,年焚烧量近4000万吨,比之10多年前已经增加15倍。同时,焚烧处理能力占垃圾无害化处理的比重也由2001年的不足3%增加到近30%,且仍在快速增加。

据相关测算,随着垃圾焚烧量的增加,污染物排放量也相应增加。以氮氧化物为例,现行标准(400mg/m3)下,2011年,全国烟气氮氧化物排放总量为2404.3万吨,生活垃圾焚烧的氮氧化物排放量在5.5万吨~9.6万吨之间,占比0.23%~0.40%.若执行新标准(日均值250mg/m3),则当年生活垃圾焚烧的氮氧化物排放量可比执行现行标准减少1/4,相当于2011年全国氮氧化物减排了0.1%左右,占整个十二五氮氧化物减排指标的约1%.

二氧化硫的情况与氮氧化物大致相近。而对于二恶英,一位垃圾焚烧企业负责人告诉笔者,其实早在数年前,我国新建的大型垃圾焚烧项目已经可以达到欧盟标准,即0.1 ngTEQ/m3.

新标准规定,单台炉50吨/日以下的生活污水处理设施产生的污泥和一般工业固体废物焚烧炉二恶英类测定均值执行1.0ngTEQ/m3;规模50吨/日~100吨/日的焚烧炉二恶英类测定均值执行0.5ngTEQ/m3;规模大于等于100吨/日的焚烧炉执行0.1ngTEQ/m3。

对此,王琪表示:相比于生活垃圾焚烧炉,处理生活污水处理设施产生的污泥和一般工业固体废物的焚烧炉炉型规模很小,焚烧过程很难达到稳定燃烧,二恶英类排放水平很难达到0.1ngTEQ/m3的排放水平。

与日本分级控制的情况相比,我国的新标准更为严格。比如日本的相应标准规定,规模2吨/小时~4吨/小时的炉型执行1ngTEQ/m3的要求;规模小于2吨/小时的炉型执行5.0ngTEQ/m3的要求。

虽然在征求意见时,有人提出应设置更严格的二恶英排放浓度限值,但实际上,这已经是目前国际上最严格的污染控制要求。王琪表示:除了氯化氢、重金属中‘镉+铊,铅及其他’之外,其他各项污染物的排放浓度限值已经与欧盟相当。

同时,二恶英类物质在常温下多以固体形态存在,因此烟气中二恶英类物质多附着在颗粒物质上,除尘效率的提高也就意味着二恶英类物质去除率的提高。因此,新标准要求,垃圾焚烧厂的烟气除尘设施必须采用除尘效率最高的布袋除尘技术。

新标准大幅提高烟气中颗粒物的排放限值,同时也是提高了二恶英类物质、重金属物质的排放控制要求。王琪表示,目前世界各国均采用这一水平的排放限值配置。

从末端控制转向过程控制

通过控制一氧化碳浓度,控制二恶英类物质生成条件;采用小时均值和日均值相结合的污染控制限值,尚属首次

从末端控制转向过程控制,是新标准的一大特色。王琪认为。

早在2010年,环境化学与生态毒理学国家重点实验室副主任郑明辉就已经指出,烟气中痕量的二恶英类尚不能做到实时在线监测,但可以通过一些在线监测的数据推测二恶英类物质的排放情况。烟气中的一氧化碳含量和烟尘含量与燃烧效率和除尘效率密切相关,这也是影响二恶英含量的重要因素。

此次修订的新标准将一氧化碳浓度作为过程控制指标,正是为了通过控制一氧化碳浓度,控制二恶英类物质生成条件,从而控制二恶英大量产生。

标准修订工作参与者之一、清华大学环境工程系教授聂永丰进一步解释

说,提高焚烧炉的燃烧效率,可以有效焚毁生活垃圾中含有的二恶英类物质,及可能会在烟气中再合成二恶英类物质的前驱体物质,以降低二恶英类物质再合成的几率。

有研究表明,当焚烧炉烟气中一氧化碳浓度降低到100mg/Nm3以下时,烟气中二恶英类物质浓度会大幅度降低,大大降低后续二恶英类物质去除设施的压力,为保证达标提供了良好的基础。目前世界各国标准中均采用了这一数值作为焚烧炉运行工况控制指标。

新修订的标准中规定,生活垃圾焚烧厂应设置焚烧炉运行工况在线监测装置,监测结果应采用电子显示板进行公示并与当地环保部门监控中心联网。焚烧炉运行工况在线监测指标应至少包括烟气中一氧化碳浓度、氧气浓度和炉膛内焚烧温度。

此外,基于生活垃圾本身的特点,其含水率、成分等随着时间和区域的变化会有不规则的变化。这为垃圾焚烧炉的工况和污染控制带来不小的麻烦。工况参数和烟气排放浓度的不规则变动,导致企业经常出现超标现象而受到处罚。王琪告诉笔者,为避免受罚,有些焚烧厂采用造假的方式应付。

实际上,烟气浓度的变化也是垃圾焚烧炉的一个特征。为使标准具有最大的可行性和可操作性,鼓励企业诚信和守法,新的标准参考国际上的通行做法,采用小时均值和日均值相结合的污染控制限值,并设置了分时段控制标准。

比如启动、停炉和事故阶段,烟气中污染物的浓度增大显著,此阶段的环境影响是不可避免的,其中对人体健康影响最大的是二恶英类,其主要以富积在烟尘颗粒上的形式外排。因此,启动、关闭和事故阶段主要控制颗粒物排放浓度,间接控制二恶英类物质排放。参照欧盟标准要求,这些阶段颗粒物的浓度执行150 mg/m3限值。

在我国污染物排放标准中设置日均值和分时段控制标准的采用,在我国污染物排放标准中尚属首次,为污染物尾端控制向过程控制和风险控制转变做出了有益的探索。王琪表示。

医疗废物和渗滤液有了归宿

新的焚烧标准允许将处理后的医疗废物在生活垃圾焚烧炉中焚烧处理,可以充分利用医疗废物高热值特性,降低环境污染风险;对填埋场与焚烧厂渗滤液区别对待

现行标准中危险废物不得进入生活垃圾焚烧厂处理的规定,将所有的医疗废物和危险废物均拒之门外,却在无形中造成了更多的环境隐患。

新标准允许将处理后的医疗废物在生活垃圾焚烧炉中焚烧处理。王琪认为,如此既可以充分利用医疗废物高热值的资源特性,也可以大大降低环境污染的风险。

目前,各城市都在建设医疗废物处置设施,而最常用的处置技术是焚烧。但是,医疗废物的专用焚烧炉规模较小,一般在10吨/日~30吨/日,小于10吨/日的小炉子也很常见。

小炉子污染控制困难,而医疗废物大多含氯量高,焚烧过程中容易产生二恶英类物质,这就造成了非常高的环境风险。鉴于这一点,一些城市建设了高温蒸煮消毒等非焚烧处理设施处理医疗废弃物,但处理后的废物去向却又成为新的问题。

因垃圾渗滤液的不规范处理曾引发多起环境污染事件,新标准中对垃圾渗滤液的处理也有明确可行的规定。

由于大多数生活垃圾焚烧厂与填埋场相距较近或者有较为紧密的合作关系,新标准规定,生活垃圾渗滤液和车辆清洗废水应收集并在生活垃圾焚烧厂内处理,或送至生活垃圾填埋场渗滤液处理设施处理,处理后满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889)相应的要求后可直接排放,也可以在满足一定条件的前提下,通过污水管网或采用密闭输送方式送到采用二级处理方式的城市污水处理厂处理。

新标准的这一要求与GB16889颇有不同。因为GB16889要求,所有填埋场必须自行处理垃圾渗滤液。对这一差异,王琪解释说:填埋场渗滤液与垃圾焚烧厂渗滤液是有差别的。前者不仅量大,产生量随着季节的波动大,而且水质波动也比较大;而后者则相应比较稳定,且量少。综合考虑技术、经济、环境和社会管理等各方面的需求,可以通过污水处理厂处理。

除了上述内容,与现行标准相比,新标准适用范围也有不同。目前,我国还没有针对生活污水处理设施产生的污泥和一般工业固体废物专用焚烧设施的污染控制标准。针对这一问题,新标准规定这些焚烧设施的污染控制标准参照执行生活垃圾焚烧污染控制标准。

对于利用工业窑炉协同处置生活垃圾,参考国外特别是美国的经验,若焚烧的生活垃圾的质量不超过总入炉(窑)物料总质量的30%,执行相应的工业窑炉污染控制标准;当掺加生活垃圾的质量超过入炉(窑)物料总质量30%时,执行本标准。


为了让公众对焚烧设施更加放心,同时加强监管,新标准还增加了运行工况和烟气排放在线监控的要求,设施烟气净化系统应安装在线监控设备,可随时检测及记录炉温、O2、CO等运行工况和烟气中颗粒物、HCl、SO2、NOX等污染物的排放数据;并且在厂区外设立公示牌,显示检测数据,即时接受公众的监督。同时,系统与当地环保行政主管部门监控中心联网,接受执法部门的监督和管理。此外,还对企业自我监测和监督性监测的频次提出了要求。


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