垃圾破碎和燃烧过程中会产生大量的细颗粒,颗粒的粒径大小是决定其毒性作用的主要因素。实验表明,小于1.1Lm的颗粒很容易进入肺泡,被吸附在细颗粒上的有害物质会被人体吸收到血液中,颗粒粒径愈小,致突变活性愈高。细颗粒中含重金属元素包括Hg、Pd、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn等,在这些污染物中含有为数可观的致癌、致突变、致畸化合物和若干有毒有害化学成分。对人体危害大的元素主要集中在小于3Lm的颗粒物中。所以,只要除掉烟气中的细颗粒,就能减少重金属的危害。
表2 GAS用于丹麦Kara 4号垃圾焚烧炉的测量结果
名称 单位 进口浓度 出口浓度 去除率(%)
HCl mg/m3(11%O2) / 9 /
SO2 mg/m3(11%O2) / 51 /
HF mg/m3(11%O2) / 0.2 /
汞化物 mg/m3(11%O2) 0.122 0.007 94
二噁英 ng-TEQ/m 32.2 0.0024 99.1
国内外对垃圾焚烧重金属污染的控制研究大致可分焚烧前控制、焚烧过程中控制以及焚烧后控制三方面。
焚烧前控制:将垃圾分类分拣,将重金属浓度含量较高的废旧电池及电器、杂质等从原生垃圾中分拣出,可以大大减少垃圾焚烧产物中汞、铅和镉的含量。
焚烧过程中控制:主要是采用控制空气燃烧法(CAO),即将垃圾在600~650e左右的一燃室热解、气化和固定碳燃烧,这样重金属不会升华,而保留在灰中。在二燃室中可燃气体在高温下燃尽,从而在燃烧过程中降低重金属的排放。
焚烧后控制:通常去除重金属污染的方法有:
(1)降温使重金属自然凝聚成核或冷凝成粒状物后被除尘设备捕集;
(2)喷射诸如活性炭等粉末,吸附重金属形成较大颗粒而被除尘设备捕集;
(3)催化转变,改变重金属种类,使饱和温度低的重金属元素形成饱和温度高的且较易凝结的氧化物或络合物,被除尘设备捕集;
(4)将尾气通过湿式洗涤塔,去除其中水溶性的重金属化合物。对于汞的吸附目前应用较多的方法就是向烟气中喷入特殊试剂,如向烟气中逆喷Na2S形成HgS,因其不溶,颗粒大而较易捕获,汞去除率达60%~90%。另外一种目前较为成熟、应用最多的控制技术是,向烟气中喷入粉末状活性炭,其吸附机理为:气体分子向炭基体扩散,由于分子间范德华力的作用,而将这些扩散来的分子保留在表面,其脱除汞的效率达90%。对于焚烧炉中底灰、除尘器中的飞灰、烟囱残留灰以及湿式洗涤后所产生的污水中含有大量的重金属,会重新进入环境而造成二次污染。目前处理灰的方法主要有:水泥固化处理法、熔融固化处理法、药剂处理法及酸提出处理法等。
