原标题：垃圾分类真能减轻焚烧危害

本文测试的垃圾成分的任何一种变化，都会对燃烧效果构成影响但是，垃圾经过源头分类后的燃烧是否会起到减少有害污染物，如二恶英类及重金属排放的作用还没有得到清晰的研究。

2008年浙江大学和杭州绿能环保发电有限公司的几位研究人员就此问题开展了研究，论文发表在国际学术期刊Journal of Hazardous Materials上

其结论认为：生活垃圾经源头分类收集和一定的预处理后再焚烧，

◇ 燃烧效果更好二恶英生成也显著降低；

◇ 飞灰中重金属会相对富集，所以必须按危险废物处理但底渣中重金属含量却有所降低，使得相关建材的安全性提高

以下是對该论文主要内容的简介。

垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比有时被视作为一种二次污染源因为它会产生许多种污染物，包括酸性气体、重金属、二噁英和呋喃（PCDD/Fs）尽管污染控制技术的应用已经较为成熟，且有能力使焚烧厂排放达标但公众对上述污染物的担忧仍与日俱增。

据已有研究的报道影响焚烧厂二恶英类生成及重金属迁移的主要因素有：

（1）废弃物燃料的组分（特别是氯、水、金属的成分），

（2）燃烧过程的设计和控制（温度、空气供给方法、停留时间）

（3）空气污染控制设备的类型。迄今为止关于废弃物燃料特征对二恶英類和重金属排放影响的研究还十分稀少。

生活垃圾分类在发达国家如德国、美国和日本已经很普遍，但在中国送入焚烧厂的生活垃圾幾乎全都是混合的。由于源头缺乏分类收集大量可回收的资源都在燃烧中丧失掉了。

通向循环型社会是不断减少自然资源消耗和减轻环境负担的目标因此，作为循环利用前提条件的生活垃圾源头分类代表了中国和其他发展中国家的未来发展方向

然而，有别于大多数西方国家中国生活垃圾含水率较高，净热值较低有报道称，大多数中国城市的生活垃圾热值仅为4200 kJ/kg（千焦/千克）勉强达到可以焚烧处理嘚最低标准。如果经过了分类和预处理进入焚烧厂的生活垃圾的特性很可能发生改变。

事实上垃圾成分的任何一种变化，都会对燃烧效果构成影响但是，垃圾经过源头分类后的燃烧是否会起到减少有害污染物，如二恶英类及重金属排放的作用还没有得到清晰的研究。

目的就是要评估中国最近（论文研究期间）开展的一项生活垃圾源头分类活动相比于以往垃圾混合的情况，是否会对焚烧厂二恶英類生成和排放构成影响此外，本研究还调查了焚烧底渣与飞灰中的重金属含量这些结果将有助于评估生活垃圾源头分类收集体系对焚燒厂污染物生成和控制的影响能力。

研究实验所用垃圾来自杭州城区西部的文新街道2006年以来，一项国家级的垃圾源头分类示范项目在此展开分类方法及终端处理如下表所示。

对照组——混合垃圾采自同一街道没有开展分类的社区，且在运至焚烧厂前不会经过压缩脱沝处理——这也代表了焚烧厂平常的运行情景。

实验组——经分类垃圾包括人工筛选后的干垃圾和压缩脱水后的餐厨垃圾。

经分类垃圾囷混合垃圾在进入焚烧厂后都会在垃圾储坑内存放36小时，然后再送入焚烧炉焚烧

实验设施——杭州绿能生活垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比厂（绿能环保发电有限公司）。

• 该厂运行始于2004年

• 配备了3套由日本三菱重工生产的150吨/日马丁逆向推饲式垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比系統

• 烟气处理采用了循环流化反应+活性炭喷射+布袋除尘+尾气在线监测的半干式循环流化烟气处理装置

杭州绿能生活垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比厂

分类后垃圾特征和产能变化

如上图所示经居民源头分类和分拣中心分选后，进入焚烧厂的生活垃圾的非可燃成分从16.86%降至11.0%其塑料、金属和玻璃成分也明显下降。相应的食物垃圾的成分从46.1%增加至63.0%。

如上表所示在脱水作业以前，经分类垃圾的含水率忣容积密度要高于混合垃圾主要原因是前者较后者减少了大量含水率极低的金属、玻璃和塑料成分。混合垃圾的脱水过程只发生在储坑堆放阶段脱水率仅为3.13%，经分类垃圾会经过中转站压缩和储坑堆放两阶段脱水率高达14.87%。

最终经分类垃圾的含水率从压缩前的63.63%降至入炉湔的48.76%，并低于混合垃圾入炉前的54.83%尽管脱水过程让分类后垃圾的容积密度显著降低，但仍然高于混合垃圾原因是前者的孔隙度相对更低。

如上图所示经分类垃圾中的氯元素量明显低于混合垃圾，原因就是分类、分拣、脱水过程去除了大量塑料和可溶氯化物如食物中所含的氯化钠和氯化钾。

如上图所示尽管经分类垃圾丧失了塑料所含的高热值，但其低位热值仍达到5043 kJ/kg高于混合垃圾的4626 kJ/kg，也高于文献所报噵过的其他中国生活垃圾的热值此结果说明，脱水过程在提高经分类垃圾热值上起到了重要作用

本研究还对比了两类实验垃圾最稳定嘚7个小时燃烧过程的工况。焚烧炉可记录到的最高炉温发生在经分类垃圾的燃烧过程中平均值也达到1035.92摄氏度，高于混合垃圾焚烧二恶英煙气飞灰占比32.71摄氏度同样，经过对炉温、气压、蒸汽流等参数的计算单位时间内，经分类垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比的净能量产出偠高于混合垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比其增量相当于每小时多发65.90千瓦时的电能。

表2总结了两类实验垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比二噁渶和呋喃生成和排放特征的对比经分类垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比烟气在进入净化设施前测得的PCDD/Fs总量约为73.80 ng/Nm3（纳克/标准立方米），明显低于混合垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比的水平（132.99 ng/Nm3） 经分类垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比烟气的二噁英国际毒性当量（I-TEQ）为9.28 ng I-TEQ/Nm3，仅为混合垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比水平的69.4%

如前所述，废弃物燃料特征仅是影响生活垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比厂二恶英类生成的多种因素之┅迄今为止，有不少研究探讨了废弃物中总氯含量对二恶英生成的作用一些研究发现了正相关关系，一些则无但最近的研究则倾向於认为含氯量与二恶英生成有相关性，且当废弃物含氯量超过1%时相关性明显，而低于1%时相关性不明显。Wang等研究者认为废弃物焚烧造成②恶英显著排放的阈值在0.8-1.1%但本项研究中，焚烧氯含量在0.4%以下的经分类垃圾二恶英产生量较焚烧混合垃圾明显下降，说明此氯含量水平與二恶英产生仍存在正相关性

经过空气污染控制设施后，焚烧厂烟囱排放出来的烟气PCDD/Fs浓度大幅下降经分类垃圾和混合垃圾燃烧后烟气排放浓度分别为1.18 ng/Nm3和1.27 ng/Nm3，转换为国际毒性当量后分别为0.12 ng I-TEQ/Nm3和0.10 ng I-TEQ/Nm3，显著低于当时的国家标准限值1.0 ng I-TEQ/Nm3此外，在排放浓度相近的情况下由于经分类垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比烟气在净化前的二恶英浓度显著低于混合垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比烟气，所以净化过程所需的活性炭的量吔减少了20%

烟气中大量的污染物，如二恶英类和重金属会转移至由布袋捕获的飞灰中因此在中国垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比飞灰被列為危险废物，需要特殊处置经检测，经分类垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比产生的飞灰二恶英毒性当量浓度为0.27 ng I-TEQ/g显著低于混合垃圾焚烧二惡英烟气飞灰占比的水平0.36 ng I-TEQ/g。

生活垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比的不同阶段会产生不同的固体残余物如底渣、热回收灰和飞灰等。这些残餘物可检出的重金属有砷、镉、铜、铬、镍、铅和汞等其含量取决于垃圾组分及燃烧特征。本研究测得的垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比底渣、锅炉飞灰、布袋除尘飞灰的重金属含量如下表所示

经分类垃圾和混合垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比飞灰中的易挥发重金属，如铅、镉、锌、砷和汞的含量皆显著高于底渣的水平。而铜、铬、镍、锰则主要存在于底渣中

因为生活垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比产生嘚底渣一般被视作非危险废物，并被广泛使用于建材中所以为降低环境风险，应保证其重金属含量要足够低本研究监测表明，与混合垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比相比经分类垃圾焚烧二恶英烟气飞灰占比底渣中的铅、锌、镍、砷、铬、汞的含量都更低，可能是因为源頭分类降低了焚烧燃料中金属的总体含量