《火葬场大气污染物排放标准》实施对火化炉烟气二噁英减排的影响

为调查殡葬行业大气污染物排放新标准《火葬场大气污染物排放标准》(GB 13801—2015)实施4年后火化烟气中二英(PCDD/Fs)的污染排放特征及其对行业的影响,在我国南方地区选取了32台火化炉,对其排放烟气中PCDD/Fs水平、影响因素、排放因子进行了研究,并评估标准实施4年后的效果. 结果表明:①火化烟气PCDD/Fs毒性当量浓度(以I-TEQ计,下同)为0.033~7.4 ng/m3,平均值为1.1 ng/m3,PCDD/Fs超标率为56.2%,其中拣灰炉和平板炉超标率分别为62.5%和50.0%. 与GB 13801—2015实施前相比,火化炉废气中PCDD/Fs排放浓度显著下降,说明PCDD/Fs污染减排成效明显,但排放水平和超标率仍较高. ②有无废气处理工艺、运行管理水平、随葬品数量与PCDD/Fs排放浓度密切相关. 废气处理设施缺失或无法正常运行时PCDD/Fs毒性当量浓度为0.32~7.4 ng/m3,平均值为2.5 ng/m3,超标率达75.0%;配备“活性炭吸附(ACI)+布袋除尘(BF)”工艺且运行正常时,PCDD/Fs毒性当量浓度范围为0.033~4.5 ng/m3,平均值为0.83 ng/m3,超标率为58.3%,可能与部分处理设施使用率低、运行不佳和维护不到位等原因有关. 指纹特征显示,无废气处理工艺时七氯代、八氯代同系物占比较高;配备“ACI+BF”处理设施时以四氯代、五氯代同系物为主,证实该工艺组合主要去除高氯代同系物. ③火化炉废气PCDD/Fs排放因子(以I-TEQ计,下同)为67.8~39 981 ng/具,平均值为4 217 ng/具,显著低于联合国环境规划署(UNEP)于2005年发布的第1和第2级排放因子(分别为90和10 μg/具),但高于其优化控制措施的排放因子(0.4 μg/具). 研究显示,未来需加强对我国遗体火化PCDD/Fs减排的技术帮扶及排放因子的更新.      

再生铝?铅生产企业PCDD/Fs排放浓度与特征

研究了国内3家再生金属企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs排放浓度和同系物分布特征,其中两家再生铝企业?一家再生铅企业.研究结果显示:两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs毒性当量浓度( I-TEQ)分别为2.14和0.88ng TEQ/Nm3,飞灰中分别为33.90和0.77ng TEQ/g;再生铅企业排放烟气和飞灰中PCDD/Fs毒性当量浓度分别为0.037ng TEQ/Nm3和0.014ng TEQ/g;两家再生铝企业排放烟气中PCDD/Fs同族体分布存在较大差异,而飞灰中PCDD/Fs同族体分布却十分相似;再生铅?铝企业排放的PCDD/Fs同系物分布特征差异较明显;且根据PCDFs与PCDDs总浓度比值大于1可以判断,二者排放PCDD/Fs的形成机理都以从头合成为主.     

SCR装置对焦炉煤气燃烧废气中PCDD/Fs、PCBs和PCNs的协同脱除

研究了某大型焦化厂的选择性催化还原(SCR)装置对焦炉煤气燃烧废气中典型非故意产生持久性有机污染物(UPPOPs)的脱除效果,对SCR装置入口和出口废气和SCR装置降尘中二英(PCDD/Fs)、多氯联苯(PCBs)和多氯萘(PCNs)的全部异构体进行了分析.结果表明,SCR装置对总PCDD/Fs的脱除效率最高,为94.6%,对总PCBs和总PCNs的脱除率分别为74.7%和78.4%.SCR装置入口和出口废气中UP-POPs同系物的分布模式明显不同,入口处以高氯取代为主,出口处以低氯取代为主.SCR装置对高氯取代UP-POPs有更好的脱除效果.催化还原和催化氧化降解同时发生是SCR装置脱除废气中UP-POPs的重要机制.     

遗体火化二噁英类排放水平及影响因素

采用现场监测方式调查了国内13台火化机烟气中PCDD/Fs排放情况,分析火化炉型、烟气处理设施和随葬品等因素对其排放水平的影响,提出相关污染控制措施和管理措施的建议.结果表明,各样品的PCDD/Fs毒性当量浓度(以I-TEQ计,下同)差异较大,范围为0.027~15.8 ng·m-3,平均值为3.2 ng·m-3.PCDD/Fs排放因子范围为45.9~22 236 ng·具-1,均值为4 738 ng·具-1.平板炉PCDD/Fs排放水平总体低于捡灰炉,达标率高于捡灰炉.火化烟气中17种PCDD/Fs异构体分布特征存在一定差异.部分火化机PCDD/Fs排放浓度仍处于较高水平,有必要从源头上减少污染、提高污染控制技术、加强政府监管,如将随葬品另炉火化、增设二燃室、配备布袋除尘器和活性炭喷射处理设施等.     

氧化铜催化五氯苯生成二英的研究

研究在加热条件下,五氯苯在CuO表面催化生成二英（PCDD/Fs）的过程.结果表明,在200～350℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而增加;在350～450℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而减少.温度较低时（200～250℃）,生成的PCDD/Fs以高氯取代同系物为主;温度较高时（400～450℃）,则以低氯取代的同系物为主.但温度的改变并没有引起同一氯取代度PCDD/Fs中的异构体分布模式发生规律性变化.通过比较400℃条件下CuO催化五氯苯生成PCDD/Fs与CuO催化OCDD/F的脱氯降解情况,推测了五氯苯生成PCDD/Fs的途径.低氯取代的PCDDs可能主要来源于五氯苯生成的高氯取代PCDDs的进一步脱氯降解.而PCDFs则主要由五氯苯脱氯降解生成的低氯取代产物直接缩合生成.     

氧化铜催化五氯苯生成二噁英的研究

研究在加热条件下,五氯苯在CuO表面催化生成二噁英(PCDD/Fs)的过程.结果表明,在200～350℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而增加;在350～450℃,PCDD/Fs的生成量随温度的升高而减少.温度较低时(200～250℃),生成的PCDD/Fs以高氯取代同系物为主;温度较高时(400～450℃),则以低氯取代的同系物为主.但温度的改变并没有引起同一氯取代度PCDD/Fs中的异构体分布模式发生规律性变化.通过比较400℃条件下CuO催化五氯苯生成PCDD/Fs与CuO催化OCDD/F的脱氯降解情况,推测了五氯苯生成PCDD/Fs的途径.低氯取代的PCDDs可能主要来源于五氯苯生成的高氯取代PCDDs的进一步脱氯降解.而PCDFs则主要由五氯苯脱氯降解生成的低氯取代产物直接缩合生成.     

电弧炉炼钢过程中二□英类的排放浓度和同类物分布

对国内某电弧炉炼钢设施的烟气和飞灰样品中二(噁)英类物质进行了采样分析.结果表明:炉内直接排烟和屋顶罩排烟烟气中的二(噁)英类毒性当量(TEQ)浓度平均值分别为0.13和0.17 ng/m3(均指I-TEQ当量);2种烟气的布袋飞灰中二(噁)英类毒性当量质量分数分别为7.5和55.0 ng/kg;PCDDs同类物的质量浓度随着氯取代数的增加而呈升高趋势,PCDFs实测质量浓度和毒性当量浓度均远大于PCDDs;排放分布特征表明,电弧炉炼钢设施排放的二(噁)英类生成机理应为从头合成反应.     

活性污泥与施泥土壤中二英污染水平的研究

研究了北京市大兴污泥堆肥厂不同处理阶段的活性污泥和周边的施泥农田土壤中PCDD/Fs污染水平,并与周边背景土壤进行比较.不同处理阶段活性污泥的PCDD/Fs浓度水平为3118.31～3617.36pg/g,毒性当量(TEQ,下同)为26.19～35.81pg/g,在世界范围处于中等偏下水平.施泥农田土壤和背景土壤中PCDD/Fs总浓度水平分别为55.05～72.07pg/g、8.69～18.06pg/g,毒性当量分别为1.20～2.64pg/g、0.28～0.39pg/g,污泥农用导致施泥农田土壤中PCDD/Fs及其各异构体的浓度含量均有提高,浓度总量增高因子在3.0～8.3之间,施泥农田土壤中PCDD/Fs的浓度与施泥比率呈正相关性.施泥农田土壤与施用的活性污泥中PCDD/Fs的17种异构体浓度分布模式十分相似,而与背景土壤中PCDD/Fs各异构体浓度分布模式差异较大,由此说明,活性污泥是施泥农田土壤中PCDD/Fs的主要来源.本研究探讨了施用活性污泥对农田土壤中PCDD/Fs污染水平的影响,揭示了施泥农田土壤中PCDD/Fs的污染来源和污染模式.     

遗体火化二(口恶)英类排放水平及影响因素

采用现场监测方式调查了国内13台火化机烟气中PCDD/Fs排放情况,分析火化炉型、烟气处理设施和随葬品等因素对其排放水平的影响,提出相关污染控制措施和管理措施的建议. 结果表明,各样品的PCDD/Fs毒性当量浓度(以I-TEQ计,下同)差异较大,范围为0.027~15.8 ng·m^-3,平均值为3.2 ng·m^-3. PCDD/Fs排放因子范围为45.9~22236 ng·具^-1,均值为4738 ng·具^-1. 平板炉PCDD/Fs排放水平总体低于捡灰炉,达标率高于捡灰炉. 火化烟气中17种PCDD/Fs异构体分布特征存在一定差异. 部分火化机PCDD/Fs排放浓度仍处于较高水平,有必要从源头上减少污染、提高污染控制技术、加强政府监管,如将随葬品另炉火化、增设二燃室、配备布袋除尘器和活性炭喷射处理设施等.     

贵屿某电子垃圾拆解点附近大气颗粒物中氯代/溴代二噁英、四溴双酚A污染水平研究

对贵屿某电子垃圾拆解点附近大气颗粒物中氯代二英(PCDD/Fs)、溴代二英(PBDD/Fs)、四溴双酚A(TBBPA)含量水平进行了调查研究.结果显示,大气颗粒物中17种2,3,7,8-PCDD/Fs和8种2,3,7,8-PBDD/Fs的浓度范围分别为126.54～524.78pg·m-3和376.42～566.76pg·m-3;平均毒性当量(TEQ)分别为16.29pg·m-3、91.28pg·m-3,均高出目前所报道的国内外其它部分城市大气污染水平1～4个数量级,且PBDD/Fs的污染水平远远高于PCDD/Fs.四氯至八氯代PCDD/Fs同系物呈现出明显且特别的分布规律,PCDDs和PCDFs浓度均随着氯原子取代程度增加而降低.TBBPA的浓度范围为66.01～95.04ng·m-3,大气中PBDD/Fs浓度与之显著相关r=0.69.初步的暴露风险评价表明,当地居民每日通过呼吸摄入的二英含量远远超过了世界卫生组织(WHO)规定的人体每日耐受量(TDI)1～4pg(W-TEQ)·kg-·1d-1.     

基于污泥掺烧的某生活垃圾焚烧厂烟道气、飞灰及炉渣中的二(口恶)英特征

以我国南方某生活垃圾焚烧厂掺烧10%市政污泥的生活垃圾为研究对象,对前/后口废气、飞灰、炉渣及用于掺烧的污泥中17种二(口恶)英的含量进行了测定,并分析了其指纹分布特征.结合焚烧工况及处理设施,从生成机理角度探讨了二(口恶)英的排放特征、毒性当量浓度主成分特征及主要单体的排放因子线性关系.结果表明：掺烧10%的市政污泥后,废气中二(口恶)英的去除率为99.4%,低于国家排放标准;固体废物中二(口恶)英含量为飞灰 > 炉渣 > 污泥.这说明采用高温焚烧和"活性炭喷射+布袋除尘"装置不会影响掺烧10%污泥的达标排放.指纹分布特征表明,前口废气以1,2,3,4,6,7,8-HpCDF和OCDD为主,后口废气以OCDD和OCDF为主;飞灰、炉渣及污泥中的主要单体为OCDD、1,2,3,4,6,7,8-HpCDD、OCDF、1,2,3,4,6,7,8-HpCDF.主成分分析显示,前口废气和飞灰中的二(口恶)英毒性分布特征相似;炉渣和污泥的毒性分布特征相似;后口废气有自身的特征.这说明在相同工况条件下,经同一设施处理的废物中二(口恶)英排放特征相似.排放因子分析表明,2,3,4,7,8-PeCDF和1,2,3,6,7,8-HxCDF、1,2,3,6,7,8-HxCDD和1,2,3,7,8,9-HxCDD与总毒性排放因子具有较强的线性关系,且呋喃类（PCDFs）强于二(口恶)英类（PCDDs）.     

电炉铁合金飞灰中金属和二噁英分布特性研究

分别利用高分辨气相色谱-低分辨质谱(HRGC-LRMS)联用仪、原子吸收分光光度计对4个电炉铁合金飞灰中4-8氯取代PCDD/Fs和12种金属进行检测,结果表明,飞灰中金属元素浓度高,其中重金属以Zn浓度最高,为19835.918~36729.200mg/kg;Ni浓度最低,为9.000~43.627mg/kg.4个灰样中PCDD/Fs的浓度差别较大,总量在33.792~88.125ng/g范围内,该浓度水平与生活垃圾焚烧飞灰相当.4个灰样中PCDD/Fs的分布特征不尽相同,但是均以OCDD/F的浓度最高.飞灰中较高的二噁英浓度水平与高浓度的Fe、Cu、Ca和Ni等金属存在一定的相关性.     

干法水泥回转窑共处置滴滴涕废物的示范工程

利用新型干法悬浮预热预分解回转窑对滴滴涕废物进行共处置研究.滴滴涕废物以1t/h的投加速率,从窑尾烟室加入窑系统,比较了未处置废物工况和处置滴滴涕废物工况下烟气、生料、熟料、飞灰中滴滴涕和二 浓度.结果表明:在投加滴滴涕废物工况下,滴滴涕得到有效分解,其销毁率和销毁去除率分别为99.99953%和99.999982%;在处置滴滴涕废物前后烟气二 浓度没有发生明显变化,其浓度排放远低于水泥窑废物处置要求低于0.1ng-ITEQ/Nm3的水平;该水泥生产工艺系统在处置滴滴涕废物时,二 烟气排放因子为0.0396μg/t熟料,熟料排放因子为0.220μg/t;滴滴涕废物处置对炉窑生产,运行工况参数和常规污染排放没有显著影响.     

飞灰中二英热脱附行为的研究

研究了垃圾焚烧产生的飞灰中二噁英在隔绝空气受热条件下的热脱附行为及规律.通过气相和固体残留中二噁英的含量分析,推测了二噁英在不同温度条件下可能发生的几种化学反应和物理变化,同时研究了17种有毒二噁英的热脱附效率和飞灰的最佳热脱附条件.PCDD/Fs在200℃和300℃下平均脱附率分别为96.2%和95.5%,而400℃下的平均脱附率高达99.7%.结果表明,在300℃加热条件下,飞灰中的PCDD/Fs主要发生脱氯降解反应.在400℃下,飞灰中发生大量的前体合成反应,使PCDD/Fs含量显著增加.     

Operating condition influences on PCDD/Fs emissions from sinter pot tests with hot flue gas recycling

This study was designed to clarify the influence of operating conditions on the formation and emissions of polychlorinated-pdibenzodioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs) from a sintering process with hot flue gas recycling. A pilot scale sinter pot with simulated flue gas recycling was developed, and four key operational parameters, including temperature, oxygen content of the simulated waste flue gas, the coke rate of the sintering mixture, and the quicklime quality, were selected for exploring PCDD/Fs formation. The results showed that the temperature of the recycled flue gas had a major affect on PCDD/Fs formation, and a high temperature could significantly increase their formation during sintering. A clear linear correlation between the temperature of recycling flue gas and PCDD/Fs emission (r = 0.93) was found. PCDD/Fs could be reduced to a certain extent by decreasing the level of oxygen in the recycled flue gas, while sintering quality was unchanged. The coke rate had no significant influence on the formation of PCDD/Fs, but the quality of quicklime used in the sintering mixture could affect not only the amount of PCDD/Fs emissions but also the sintering productivity. Compared with a benchmark sinter pot test, PCDD/Fs emissions markedly decreased with improvements to quicklime quality. However, the reduction in PCDD/Fs emissions realized by using high-quality quicklime was limited by the temperature of the inlet gas. The highest reduction achieved was 51% compared with conventional quicklime when the temperature of the inlet gas was 150°C.     

钢铁行业不同物料的二英生成分布及机理探讨

钢铁行业是我国二噁英的第一大排放源,但对不同钢铁生产过程二英的生成排放认识有所欠缺.本文系统探究了钢铁行业不同物料的二噁英生成能力和同系物分布特征.结果表明,烧结飞灰的二英生成能力最强,而烧结生料生成二噁英能力最弱.3种污泥(连铸、热轧、冷轧)和烧结生料的二英生成途径相似,4种飞灰(电炉、转炉、高炉一次、高炉二次)之间也有相似的二英生成途径,而烧结飞灰则与其他物料均不同.所有物料中,有毒2,3,7,8-PCDD同系物之间存在极强的相关性,且氯酚合成二噁英路径也被发现存在于钢铁生产过程中.     

Effect of temperature and oxygen on the formation of chlorobenzene as the indicator of PCDD/Fs

Sampling and analysis of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans(PCDD/Fs) are both time-consuming and expensive. In principle,real-time monitoring of chlorobenzene(CBz) as an indicator for PCDD/Fs could be useful to control and optimize incinerator operating conditions.To test this strategy,CBz was analyzed together with PCDD/Fs in flue gas samples collected from a hospital waste incinerator.Moreover,lab experiments were conducted to investigate the eect of temperature and oxygen on CBz formation from fly ash from the same incinerator.The experimental results demonstrate that chlorobenzene(in particular PeCBz) correlate well with PCDD/Fs,in line with previous research.The optimum temperature of CBz formation is in a range of 350 to 400°C and CBz yield increases significantly with oxygen,in line with PCDD/Fs formation.This study is useful for confirming the de novo mechanism and defining correlations between CBz and PCDD/Fs.     

不同垃圾焚烧设备中二英的排放特征和I-TEQ指示物的研究

分析了国内3种不同类型的垃圾焚烧设备中二英化合物的排放特征,不同PCDD/F单体与I-TEQ的相关性以及23478-PeCDF与I-TEQ的线性回归分析.得到了不同类型的垃圾焚烧设备中二英同系物的统计学分布特征.结果发现,生活垃圾、医疗垃圾和危废焚烧炉中二英（PCDD/F）同系物分布虽有一定差异,但变化不大,与生活垃圾焚烧炉和危废焚烧炉相比,医疗垃圾焚烧炉中二英同系物的分布稍有区别.在3种焚烧炉的烟道气中体积分数最大的是OCDD和1234678-HpCDF,分别为12.3％～23.0％和15.0％～19.7％;而对I-TEQ贡献最大的则是23478-PeCDF,体积分数为33.1％～34.5％,远远高于其它的PCDD/F单体.通过对不同的PCDD/F单体与I-TEQ的相关性分析发现：23478-PeCDF与I-TEQ的相关性最好,相关系数R²为0.93～0.98;而毒性最大的2378-TCDD与I-TEQ的相关性较差,R²为0.29～0.49;体积分数最大的OCDD与I-TEQ的相关性很差,R²为0.03～0.12;体积分数较大的1234678-HpCDF与I-TEQ也有较好的相关性,R²为0.62～0.87,但依然次于23478-PeCDF.通过23478-PeCDF与I-TEQ线性回归的结果发现：即使I-TEQ的浓度范围为5～6个数量级,23478-PeCDF与I-TEQ也表现出很好的线性关系,对于不同的垃圾焚烧设备,回归曲线斜率为在1.16～1.40之间,相关系数R²在0.94～0.97之间.