近日,《生活垃圾焚燒污染控制標準》新修訂版通過了環保部常務會審議。與2001版標準相比,新標準不僅大幅收嚴了二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等常規污染物和二惡英、重金屬等特征污染物的排放限值,還增加了一氧化碳等工況控制指標;同時,對入爐廢物、監測要求等做出了相應的修訂。
參與標準修訂全過程的中國環境科學院固體廢物研究所所長王琪告訴記者,與現行標準相比,新標準更加符合現實要求,不但更為嚴格,也更為科學。尤其是新增的工況控制指標,將污染控制從末端前移到過程,是我國環境標準制定的一個積極探索。
污染物排放限值大幅收緊
垃圾焚燒污染物排放限值的收緊是大勢所趨,這不僅與目前的環境形勢、其他行業排放標準不斷加嚴相關,更與垃圾焚燒行業本身技術水平不斷提高和焚燒規模相關。
本世紀初,我國垃圾焚燒處理設施僅36座,且規模較小,日處理能力不過6520噸(2001年數據),排放的污染物與工業排放相比微乎其微。但時至今日,這一數值已經翻了好幾倍。根據《中國城市建設統計年鑒》,2012年,我國垃圾焚燒廠數量已有138座,日焚燒處理能力已經超過12萬噸,年焚燒量近4000萬噸,比之10多年前已經增加15倍。同時,焚燒處理能力占垃圾無害化處理的比重也由2001年的不足3%增加到近30%,且仍在快速增加。
據相關測算,隨著垃圾焚燒量的增加,污染物排放量也相應增加。以氮氧化物為例,現行標準(400mg/m3)下,2011年,全國煙氣氮氧化物排放總量為2404.3萬噸,生活垃圾焚燒的氮氧化物排放量在5.5萬噸~9.6萬噸之間,占比0.23%~0.40%。若執行新標準(日均值250mg/m3),則當年生活垃圾焚燒的氮氧化物排放量可比執行現行標準減少1/4,相當于2011年全國氮氧化物減排了0.1%左右,占整個“十二五”氮氧化物減排指標的約1%。
二氧化硫的情況與氮氧化物大致相近。而對于二惡英,一位垃圾焚燒企業負責人告訴記者,“其實早在數年前,我國新建的大型垃圾焚燒項目已經可以達到歐盟標準,即0.1 ngTEQ/m3。”
新標準規定,單臺爐50噸/日以下的生活污水處理設施產生的污泥和一般工業固體廢物焚燒爐二惡英類測定均值執行1.0ngTEQ/m3;規模50噸/日~100噸/日的焚燒爐二惡英類測定均值執行0.5ngTEQ/m3;規模大于等于100噸/日的焚燒爐執行0.1ngTEQ/m3。
對此,王琪表示:“相比于生活垃圾焚燒爐,處理生活污水處理設施產生的污泥和一般工業固體廢物的焚燒爐爐型規模很小,焚燒過程很難達到穩定燃燒,二惡英類排放水平很難達到0.1ngTEQ/m3的排放水平。”
與日本分級控制的情況相比,我國的新標準更為嚴格。比如日本的相應標準規定,規模2噸/小時~4噸/小時的爐型執行1ngTEQ/m3的要求;規模小于2噸/小時的爐型執行5.0ngTEQ/m3的要求。
雖然在征求意見時,有人提出應設置更嚴格的二惡英排放濃度限值,但實際上,這已經是目前國際上最嚴格的污染控制要求。王琪表示:“除了氯化氫、重金屬中‘鎘+鉈,鉛及其他’之外,其他各項污染物的排放濃度限值已經與歐盟相當。”
同時,二惡英類物質在常溫下多以固體形態存在,因此煙氣中二惡英類物質多附著在顆粒物質上,除塵效率的提高也就意味著二惡英類物質去除率的提高。因此,新標準要求,垃圾焚燒廠的煙氣除塵設施必須采用除塵效率最高的布袋除塵技術。
“新標準大幅提高煙氣中顆粒物的排放限值,同時也是提高了二惡英類物質、重金屬物質的排放控制要求。”王琪表示,目前世界各國均采用這一水平的排放限值配置。
從末端控制轉向過程控制
“從末端控制轉向過程控制,是新標準的一大特色。”王琪認為。
早在2010年,環境化學與生態毒理學國家重點實驗室副主任鄭明輝就已經指出,煙氣中痕量的二惡英類尚不能做到實時在線監測,但可以通過一些在線監測的數據推測二惡英類物質的排放情況。煙氣中的一氧化碳含量和煙塵含量與燃燒效率和除塵效率密切相關,這也是影響二惡英含量的重要因素。
此次修訂的新標準將一氧化碳濃度作為過程控制指標,正是為了通過控制一氧化碳濃度,控制二惡英類物質生成條件,從而控制二惡英大量產生。
標準修訂工作參與者之一、清華大學環境工程系教授聶永豐進一步解釋說,提高焚燒爐的燃燒效率,可以有效焚毀生活垃圾中含有的二惡英類物質,及可能會在煙氣中再合成二惡英類物質的前驅體物質,以降低二惡英類物質再合成的幾率。
有研究表明,當焚燒爐煙氣中一氧化碳濃度降低到100mg/Nm3以下時,煙氣中二惡英類物質濃度會大幅度降低,大大降低后續二惡英類物質去除設施的壓力,為保證達標提供了良好的基礎。目前世界各國標準中均采用了這一數值作為焚燒爐運行工況控制指標。
新修訂的標準中規定,生活垃圾焚燒廠應設置焚燒爐運行工況在線監測裝置,監測結果應采用電子顯示板進行公示并與當地環保部門監控中心聯網。焚燒爐運行工況在線監測指標應至少包括煙氣中一氧化碳濃度、氧氣濃度和爐膛內焚燒溫度。
此外,基于生活垃圾本身的特點,其含水率、成分等隨著時間和區域的變化會有不規則的變化。這為垃圾焚燒爐的工況和污染控制帶來不小的麻煩。“工況參數和煙氣排放濃度的不規則變動,導致企業經常出現超標現象而受到處罰。”王琪告訴記者,為避免受罰,有些焚燒廠采用造假的方式應付。
實際上,煙氣濃度的變化也是垃圾焚燒爐的一個特征。為使標準具有最大的可行性和可操作性,鼓勵企業誠信和守法,新的標準參考國際上的通行做法,采用“小時均值”和“日均值”相結合的污染控制限值,并設置了分時段控制標準。
比如啟動、停爐和事故階段,煙氣中污染物的濃度增大顯著,此階段的環境影響是不可避免的,其中對人體健康影響最大的是二惡英類,其主要以富積在煙塵顆粒上的形式外排。因此,啟動、關閉和事故階段主要控制顆粒物排放濃度,間接控制二惡英類物質排放。參照歐盟標準要求,這些階段顆粒物的濃度執行150 mg/m3限值。
“在我國污染物排放標準中設置日均值和分時段控制標準的采用,在我國污染物排放標準中尚屬首次,為污染物尾端控制向過程控制和風險控制轉變做出了有益的探索。”王琪表示。
新的焚燒標準允許將處理后的醫療廢物在生活垃圾焚燒爐中焚燒處理,可以充分利用醫療廢物高熱值特性,降低環境污染風險;對填埋場與焚燒廠滲濾液區別對待
現行標準中“危險廢物不得進入生活垃圾焚燒廠處理”的規定,將所有的醫療廢物和危險廢物均“拒之門外”,卻在無形中造成了更多的環境隱患。“新標準允許將處理后的醫療廢物在生活垃圾焚燒爐中焚燒處理。”王琪認為,如此既可以充分利用醫療廢物高熱值的資源特性,也可以大大降低環境污染的風險。
目前,各城市都在建設醫療廢物處置設施,而最常用的處置技術是焚燒。但是,醫療廢物的專用焚燒爐規模較小,一般在10噸/日~30噸/日,小于10噸/日的小爐子也很常見。
小爐子污染控制困難,而醫療廢物大多含氯量高,焚燒過程中容易產生二惡英類物質,這就造成了非常高的環境風險。鑒于這一點,一些城市建設了高溫蒸煮消毒等非焚燒處理設施處理醫療廢棄物,但處理后的廢物去向卻又成為新的問題。
因垃圾滲濾液的不規范處理曾引發多起環境污染事件,新標準中對垃圾滲濾液的處理也有明確可行的規定。
由于大多數生活垃圾焚燒廠與填埋場相距較近或者有較為緊密的合作關系,新標準規定,生活垃圾滲濾液和車輛清洗廢水應收集并在生活垃圾焚燒廠內處理,或送至生活垃圾填埋場滲濾液處理設施處理,處理后滿足《生活垃圾填埋場污染控制標準》(GB16889)相應的要求后可直接排放,也可以在滿足一定條件的前提下,通過污水管網或采用密閉輸送方式送到采用二級處理方式的城市污水處理廠處理。
新標準的這一要求與GB16889頗有不同。因為GB16889要求,所有填埋場必須自行處理垃圾滲濾液。對這一差異,王琪解釋說:“填埋場滲濾液與垃圾焚燒廠滲濾液是有差別的。”前者不僅量大,產生量隨著季節的波動大,而且水質波動也比較大;而后者則相應比較穩定,且量少。綜合考慮技術、經濟、環境和社會管理等各方面的需求,可以通過污水處理廠處理。
除了上述內容,與現行標準相比,新標準適用范圍也有不同。目前,我國還沒有針對生活污水處理設施產生的污泥和一般工業固體廢物專用焚燒設施的污染控制標準。針對這一問題,新標準規定這些焚燒設施的污染控制標準參照執行生活垃圾焚燒污染控制標準。
對于利用工業窯爐協同處置生活垃圾,參考國外特別是美國的經驗,若焚燒的生活垃圾的質量不超過總入爐(窯)物料總質量的30%,執行相應的工業窯爐污染控制標準;當摻加生活垃圾的質量超過入爐(窯)物料總質量30%時,執行本標準。
為了讓公眾對焚燒設施更加放心,同時加強監管,新標準還增加了運行工況和煙氣排放在線監控的要求,設施煙氣凈化系統應安裝在線監控設備,可隨時檢測及記錄爐溫、O2、CO等運行工況和煙氣中顆粒物、HCl、SO2、NOX等污染物的排放數據;并且在廠區外設立公示牌,顯示檢測數據,即時接受公眾的監督。同時,系統與當地環保行政主管部門監控中心聯網,接受執法部門的監督和管理。此外,還對企業自我監測和監督性監測的頻次提出了要求。