中國環(huán)保產業(yè)協(xié)會發(fā)布2023年二噁英污染防控評述及2024年發(fā)展展望。
為及時反映生態(tài)環(huán)保產業(yè)過往一年的發(fā)展動態(tài)，預測新一年的發(fā)展趨勢，我會組織各分支機構編寫了《2023年行業(yè)評述及2024年發(fā)展展望》，供環(huán)保企事業(yè)單位、專家和管理者參考。本文為《2023年二噁英污染防控評述及2024年發(fā)展展望》，作者為中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會二噁英污染防控專業(yè)委員會謝丹平，付建平，劉麗君，楊艷艷，林曉青，劉漢俊，劉科，郭濤，尹曉紅，倪建偉，曹震，顧榴俊，郭榮。
2023年行業(yè)評述
01主要政策
為深入貫徹黨中央、國務院決策部署，落實《關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約》要求和新發(fā)展階段履約目標，持續(xù)推進《中華人民共和國〈關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約〉國家實施計劃》的有效實施，加強包括二噁英在內的持久性有機污染物環(huán)境污染防控的全民行動，切實保障生態(tài)環(huán)境安全和人民健康，2023年國家和地方政府出臺了一系列政策、法規(guī)及標準等，為深入推進我國二噁英污染防控提供了重要的政策保障。
2023年5月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程技術規(guī)范》（HJ 177-2023），主要對影響二噁英和重金屬等在內的醫(yī)療廢物集中焚燒處置工程的污染負荷、主要工藝設備和材料、檢測與過程控制、運行與維護管理等關鍵環(huán)節(jié)技術要求作出規(guī)定，并對煙氣和粉塵中二噁英和重金屬去除提出采用活性炭或其他多孔性吸附劑的方法。
2023年9月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《〈關于持久性有機污染物的斯德哥爾摩公約〉國家實施計劃（2023年增補版）》征求意見稿，提出繼續(xù)實施二噁英污染控制措施，協(xié)同減少無意產生的多氯萘的環(huán)境排放；開展持久性有機污染廢物閾值和環(huán)境無害化處置技術、持久性有機污染物和潛在持久性有機污染物的檢測技術研究。
2023年9月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《生活垃圾焚燒發(fā)電廠現(xiàn)場監(jiān)督檢查技術指南》（HJ 1307-2023），規(guī)定了對生活垃圾焚燒發(fā)電廠污染防治、污染物排放及相關環(huán)節(jié)開展的現(xiàn)場監(jiān)督、檢查、核查，對包括二噁英在內的污染防控技術環(huán)節(jié)和污染防治設施運行環(huán)節(jié)的可能影響因素提出了關鍵證據(jù)建議。
2023年11月，中國環(huán)境保護產業(yè)協(xié)會發(fā)布《生活垃圾焚燒煙氣二噁英類控制技術指南》（T/CAEPI 75-2023），主要圍繞機械爐排式和流化床式兩種焚燒爐型工藝特點，以垃圾焚燒全過程為出發(fā)點，針對垃圾焚燒二噁英的產排環(huán)節(jié)，提出在垃圾接收和預處理管控、入爐垃圾及進料控制、焚燒工況調控、煙氣凈化處理以及運行管理等方面應采取二噁英類控制的關鍵技術和措施，為生活垃圾焚燒行業(yè)二噁英污染防控提供系統(tǒng)、實用、規(guī)范、科學的指導。
2023年5月，廣東省環(huán)境科學學會發(fā)布《生活垃圾焚燒飛灰廠內處理運營管控技術規(guī)范》（T/GDSES 7-2023），規(guī)定生活垃圾焚燒廠內飛灰中重金屬、二噁英等污染物需進行一定程度去除或抑制其可浸出性，對其穩(wěn)定化處理過程中二噁英含量及浸出液污染物質量濃度提出限值要求。
2023年7月，江蘇省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布《征求〈江蘇省生活垃圾焚燒大氣污染物排放標準〉（二次征求意見稿）意見的通知》，規(guī)定二噁英監(jiān)測應在6h～12h完成不少于3個樣品采集，提出生活垃圾焚燒大氣污染物排放濃度限值標準。
2023年9月，深圳市發(fā)布《深圳市新污染物治理工作方案》，提出開展生活垃圾焚燒煙氣二噁英的健康風險評估，開展生活垃圾焚燒新污染物調查監(jiān)測，開展生活垃圾焚燒煙氣中二噁英暴露健康風險評估。
2023年9月，山西省生態(tài)環(huán)境廳發(fā)布《公開征求〈關中地區(qū)生活垃圾焚燒大氣污染物排放標準〉（征求意見稿）意見的通知》，規(guī)定關中地區(qū)生活垃圾焚燒廠運行要求、大氣污染物排放限值、污染物監(jiān)測、污染物達標判斷和實施與監(jiān)督。
02行業(yè)發(fā)展
2023年是全面貫徹落實黨的二十大精神開局之年，也是向第二個百年奮斗目標進軍的關鍵之年。在國內經濟復蘇大勢下，污染防治攻堅向縱深推進，生態(tài)環(huán)境質量持續(xù)改善，我國二噁英污染防控領域迎來新的機遇和挑戰(zhàn)。主要集中在以下方面：
（1）二噁英污染來源眾多，行業(yè)規(guī)模大。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《重點行業(yè)二噁英污染防治技術政策》指出，涉及二噁英排放的行業(yè)包括廢棄物焚燒（生活垃圾焚燒、危險廢物焚燒）、遺體火化、鋼鐵冶煉、再生有色金屬冶煉、化工生產以及紙漿造紙行業(yè)等，其中廢棄物焚燒受關注程度較高。垃圾焚燒方面，《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類和處理設施發(fā)展規(guī)劃》指出，到2025年全國城鎮(zhèn)生活垃圾焚燒處理能力達到80萬噸/天左右，城市生活垃圾焚燒處理能力占比65%。目前我國城市生活垃圾焚燒處理廠增至925家，焚燒設計能力100余萬噸/天，焚燒處理率達72.55%。危廢處置方面，目前我國危廢產生量達9200余萬噸，危廢利用處置量增長至8898萬噸，處置率達96.7%。
（2）二噁英防控技術差異大，行業(yè)特點強。一是目前我國生活垃圾處理采用先進爐排焚燒處理為主，流化床等其他焚燒技術為輔，焚燒產生的含二噁英的廢氣處理采用“SNCR爐內脫硝＋旋轉噴霧半干法脫酸＋活性炭干法噴射＋消石灰干法噴射＋布袋除塵”，該技術對二噁英的去除具有良好的控制效果。要實現(xiàn)二噁英超低排放，需在工藝末端采用低溫SCR技術，使煙氣中二噁英在SCR催化劑表面發(fā)生脫氯和苯環(huán)斷裂而被分解。焚燒過程飛灰經預處理（水洗、固化/穩(wěn)定化、高溫燒結、高溫熔融、低溫熱解等）后進行填埋（占90%左右）和資源化利用（占10%左右），能減少或降低二噁英等的潛在污染。另外，其他處置技術如水泥窯協(xié)同處置技術已進行產業(yè)化應用，而高溫燒結制陶粒、等離子體熔融以及低溫解毒等二噁英防控技術還需加大研究和攻關。二是目前危廢處置一般采用“回轉窯+二燃室”焚燒工藝，含二噁英的廢氣處理采用“余熱鍋爐+急冷+消石灰脫酸+活性炭噴射+布袋除塵器+煙氣洗滌”技術。危廢焚燒產生的固體廢物因含有二噁英等污染物，也須經預處理后進行填埋或深度資源化利用。
（3）檢測技術單一，實時在線監(jiān)測與預測預警技術待突破。雖然國家已出臺成熟的二噁英檢測方法標準和技術指南，但二噁英現(xiàn)場監(jiān)測目前國內仍采用短期手工取樣方法，每次取樣時間2h～6h，不足垃圾焚燒廠全年運行時間的0.1%，無法全面捕捉到焚燒處理異常工況（如啟停爐，爐溫過低等）時的二噁英排放情況。目前，全球還沒有成熟的廢氣二噁英實時監(jiān)測技術和超標預警預測系統(tǒng)。因此，二噁英長期取樣技術和預測預警技術，無論從國際長期實際經驗和國內外檢測需求看，都是今后相當長時間內應突破的最優(yōu)技術方案。從2020年開始，國內已組織專家和技術人員成立技術小組，選定多家垃圾焚燒廠進行長期取樣和手工取樣對比性實驗，并結合工況參數(shù)進行二噁英超標預測預警，取得一定技術突破。
03關鍵核心技術進展
垃圾焚燒二噁英超標預測預警方法。該方法利用歷史不同企業(yè)、不同焚燒爐、不同污染物傳感器和溫度傳感器等采集的特征數(shù)據(jù)，以及對應的煙氣二噁英檢測結果是否超過國家行業(yè)標準限值，采用隨機森林算法訓練出以上各種特征和二噁英達標與否關系的算法模型。本方法從垃圾焚燒運行工況、煙氣處理設施的運行效果、管理水平等二噁英可能生成和去除的各環(huán)節(jié)入手，建立大數(shù)據(jù)分析方法和自動監(jiān)控預警算法，擬合二噁英濃度是否達標，對二噁英超標排放實時預測和預警。
二噁英長期采樣技術。該系統(tǒng)包括取樣探頭、取樣箱、控制柜等設備，目前已在垃圾焚燒現(xiàn)場與手工取樣比對測試，結果表明該設備測量準確性符合歐洲長期取樣要求。通過實驗室測試，該設備也較符合長期在線取樣要求?；诖?，還研發(fā)了遠程取樣控制系統(tǒng)，除實現(xiàn)長期在線取樣外，還可進行智能遠程一鍵式取樣控制、數(shù)據(jù)傳輸和遠程監(jiān)控等。
二噁英在線檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于可調諧激光電離聯(lián)合飛行時間質譜技術對煙氣二噁英在線檢測。已形成以固定式雙/多通道二噁英在線檢測系統(tǒng)為基礎的多種產品，包括移動式二噁英在線檢測車、二噁英智慧管控平臺等。該系統(tǒng)已應用于垃圾焚燒廠，同時在線檢測兩臺400t/d機械爐排垃圾焚燒爐煙氣二噁英排放，能對焚燒爐燃燒和煙氣凈化系統(tǒng)等參數(shù)進行自動調整并啟停相應減排設備，實現(xiàn)二噁英超低排放。該系統(tǒng)每年可獲得至少16000個二噁英在線檢測數(shù)據(jù)，二噁英檢測平均成本降低至100元/樣以下。
SCR協(xié)同脫除二噁英技術。該技術的SCR反應器除能脫除焚燒煙氣中NOx，對二噁英也具有脫除效果。通過研究SCR反應器運行溫度對協(xié)同脫除焚燒煙氣NOx及二噁英的影響機制，掌握溫度對協(xié)同脫除焚燒煙氣NOx及二噁英機理，為生活垃圾焚燒處理工程應用提供理論指導。
煙氣催化脫硝除塵一體化技術。該技術基于陶瓷管除塵器的孔隙率高、抗熱震特性好、耐高溫、強度高、過濾性能優(yōu)異、涂覆催化劑等優(yōu)點開發(fā)而成。通過對催化劑配方調整達到對煙氣中二噁英氧基破壞，發(fā)生結構轉變，裂解為CO2、H2O和HCl。該技術已用于玻纖、生物質、焦化、鋼鐵、水泥、垃圾焚燒、危廢處理等行業(yè)煙氣治理，能實現(xiàn)煙氣多污染協(xié)同脫除，占地面積小，投資成本低。
焚燒煙氣濕式洗滌技術。濕式洗滌塔受聚丙烯等填料的吸附和解析作用影響具有“記憶效應”，即當煙氣中二噁英濃度降低時，濕式洗滌塔吸附的二噁英會被釋放，從而導致濕式洗滌塔出口煙氣中二噁英濃度增加。因此，該技術通過定期更換洗滌塔內部填料，及時清潔除塵，并監(jiān)控洗滌塔運行狀況等對控制二噁英的排放具有重要影響。
鈰基低溫降解二噁英技術。因鈰基催化劑強氧化還原能力和儲氧釋氧能力，在低溫下能將有機污染物徹底氧化成CO2和H2O，適用于催化降解二噁英。目前已成功研發(fā)出適用于協(xié)同催化降解二噁英的低溫催化劑，并成功制備出工業(yè)尺寸產品，在140℃、160℃和180℃溫度下，二噁英脫除率達96%、91%和88%，機械性能達到國標要求。
廢棄物協(xié)同資源利用技術。該技術基于對飛灰、廢酸、廢鹽中29種污染元素去除，生產出資源化利用產品并提取有價元素，產品質量指標和有毒有害污染物指標均達到國家相關規(guī)定。
2024年發(fā)展展望
一是在廢棄物焚燒協(xié)同治污方面。隨著國家提出雙碳目標、創(chuàng)新發(fā)展等重大戰(zhàn)略構想，為推進《減污降碳協(xié)同增效實施方案》《關于嚴格能效約束 推動重點領域節(jié)能降碳的若干意見》等實施，開展焚燒行業(yè)煙氣多污染物短流程高效協(xié)同治理，強化末端低溫協(xié)同脫二噁英脫硝催化劑優(yōu)化和規(guī)?；瘻y試、含氯污泥及含金屬的工業(yè)固廢摻燒煙氣高效凈化技術研發(fā)，低成本固體廢物資源化利用技術和脫毒減害技術攻關等，實現(xiàn)我國日益嚴格的大氣污染物總量控制和減污降碳協(xié)同增效發(fā)展需要。
二是連續(xù)在線監(jiān)測與預警預測技術方面。垃圾焚燒發(fā)電對推進新時期生態(tài)環(huán)境保護和綠色低碳發(fā)展具有重要作用和深遠影響，先進的監(jiān)測監(jiān)管技術是實現(xiàn)二噁英污染防控的重要手段，深入推進二噁英長期采樣技術、在線監(jiān)測技術和超標預警預測技術研發(fā)和攻關，開展二噁英常態(tài)化在線監(jiān)測和二噁英超標預測預警，協(xié)助企業(yè)完成二噁英排放實時在線反饋、優(yōu)化工藝工況條件，為探明二噁英生成、催化降解機理，揭示垃圾協(xié)同處置和多污染物生成、轉化和遷移特性等基礎研究提供強有力的檢測方法和技術手段，是支持二噁英連續(xù)穩(wěn)定超低排放的重要技術手段。
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