Comparative study on the efficiency and environmental impact of two methods of utilizing polyvinyl chloride waste based on life cycle assessments

Two processes of utilizing polyvinyl chloride （PVC） waste, an incineration process and a vacuum pyrolysis process, for energy conversion were compared to determine their efficiency and environmental perfor- mance. We carried out a life cycle assessment with each of the two processes to evaluate their environmental impact and defined the goals and limits of our remit. As well, we established an inventory of PVC waste from incineration and vacuum pyrolysis based on process analysis, data collection and calculations. The results show that electrical power output per unit mass of PVC waste in the incineration process was twice as high as that of the vacuum pyrolysis process. Incineration had a larger total environmental impact potential than vacuum pyrolysis. The total environmental impact potential of PVC waste from incineration was three times higher than that from vacuum pyrolysis. Incineration of PVC disposed 300 ng. 100 kgI of dioxins and vacuum pyrolysis 98.19 ng- 100 kgI of dioxins. As well, we analyzed the data for their uncertainty with results quantified in terms of three uncertainties： basic uncertainty, additional uncertainty, and computational uncertainty. The coefficients of variation of the data were less than 25% and the quality of the inventory data was acceptable with low uncertainty. Both PVC waste disposal processes were of similar quality and their results comparable. The results of our life cycle impact assessment （LCIA） showed considerable reliability of our methodology. Overall, the vacuum pyrolysis process has a number advantages and greater potential for development of PVC disposal than the incineration process.     

北京市典型废弃物焚烧源2010—2017年二NFDA1英排放特征和减排效果分析

分析2010—2017年北京市三类典型废弃物焚烧源的废气二NFDA1英排放监测数据,计算排放因子和排放量,评估减排政策成效,并分析不同排放源达标排放时同类物分布特征异同和变化规律,探讨影响排放的重要因素。结果表明: 5家焚烧源平均排放浓度为 0.008～0.069 ng/m³(以TEQ计,下同),废气二NFDA1英排放因子为 0.027～1.7 μg/t,2016年向空气中排放的二NFDA1英量为 0.002 5～0.058 g;生活垃圾、危险废物和医疗废物焚烧源的低、高氯代同类物质量分数比的平均值分别为接近于 0.5、大于0.5和小于0.5,危险废物焚烧源的 ∑PCDFs、∑PCDDs质量分数比的平均值大于2; 123478-HxCDF和123678-HxCDF质量浓度接近且线性相关,具有相近的生成机理和去除效率; I-TEQ变化趋势与∑PCDFs质量分数的变化趋势基本一致,活性炭喷射和布袋除尘的去除效率是影响二NFDA1英排放的重要因素之一;危险废物焚烧源HWI1随运行时间增加排放浓度增加,而及时更换烟道管壁有助于消除“记忆效应”的不良影响。     

城市垃圾焚烧中PVC环境影响研究

在城市生活垃圾中，大约有一半的氯来自PVC废物。在垃圾焚烧过程中，PVC含量的增加可导致HCl产生量的增加，并有可能成为二噁Ying生成的氯源。PVC中铅含量最高，但对生活垃圾相对贡献量不大。PVC对生活垃圾的镉相对贡献量最大，而且在含PVC垃圾焚烧过程中烟气中镉的浓度也有明显增加。此外，PVC有使重金属从底灰向飞灰转移的趋势，这对于后续的底灰处置是有利的。在分析PVC对城市垃圾焚烧过程影响的基础上，本文最后提出了结论和建议。     

城市垃圾焚烧炉内残渣性质及结渣形成

以城市垃圾焚烧后的残渣为研究对象 ,着重地介绍城市垃圾焚烧炉中灰渣的形成、结构、组成等基本性质 ,同时借鉴燃煤技术初步探讨了城市垃圾焚烧过程中结渣的形成。对垃圾焚烧炉的正常运行提供科学的保证 ,对残渣的管理及综合利用有一定的意义     

焚烧飞灰熔融过程重金属迁移特性中试研究

通过中试试验研究垃圾焚烧飞灰熔融过程重金属Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的迁移特性,着重研究重金属在熔渣中的固化效果,考察了温度（1 290℃、1 320℃、1 360 ℃）、助熔剂（10 %的玻璃粉）、冷却方式（水冷、空冷）对重金属固定率的影响.结果表明,温度的提高使Pb、Zn、Cu、Cr和Ni的固定率都有一定的提高;加入10%的玻璃粉使各种重金属的固定率都有显著提高,只有Zn例外;对Zn、Cu、Cr和Ni,空气冷却方式下的重金属固定率比水冷方式下的高.     

垃圾焚烧飞灰物理化学性质的实验研究

应用激光粒度粒形分析仪、灰熔融性测定仪、原子吸收光谱仪和XRD等仪器手段对国内2种垃圾焚烧飞灰的密度、颗粒特性、熔点、成分和晶相结构等物理化学性质进行了详细的研究。研究发现，2种灰样颗粒直径的数量积分分布非常接近，其中基本没有超过40／μm的颗粒。由于垃圾焚烧飞灰在化学成分上存在的差异导致了其熔点有很大的不同。此外，XRD结果显示不同来源的飞灰其晶相结构存在较大的差别，这可能与垃圾的来源和焚烧工艺以及烟气处理方法有关。实验结果为飞灰无害化低温烧结工艺的选择和运行参数的制定提供了依据。     

垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究

二噁英(PCDD/Fs)是多氯代二苯并二噁英和多氯代二苯并呋喃的总称,因具有生物蓄积性、高毒性、难降解等特点而备受关注。垃圾焚烧是二噁英的重要来源,而其中超过50%的二噁英以飞灰形式排出。文章综述了热分解法、光降解法、机械化学法、生物降解法等飞灰二噁英毒性削减技术的国内外研究进展,并在此基础上对飞灰二噁英削减技术研究和管理提出了建议。     

对生活垃圾焚烧产物中重金属的探讨

以成都某生活垃圾焚烧厂为例,通过实验分别研究了焚烧产物中各主要重金属的含量和浸出毒性,由此分析了生活垃圾焚烧产物中的重金属对城市环境的危害。结果表明,该生活垃圾焚烧厂排放的飞灰和炉渣样品中,镉,铜,铅,锌的含量接近或超过国家土壤环境质量标准三级标准,其浸出液pH呈强碱性,镉和飞灰中铅量超过国家浸出液中危害成分浓度限值标准,在环境中存在潜在危害性。在此基础上探讨了生活垃圾中重金属的来源,提出了可行性建议。     

基于二次铝灰的地聚反应稳固化垃圾飞灰

基于工业生产铝过程中回收的二次铝灰（SAD）的地质聚合反应,提出了一种稳固化城市生活垃圾焚烧飞灰（MSWIFA）的新方法,分析硅铝物质的量之比对飞灰中重金属浸出浓度及地聚物固化体力学性能的影响规律.结果表明,当硅铝物质的量之比小于2.5时,二次铝灰-SiO₂基固化体与偏高岭土-SiO₂基固化体中的重金属浸出浓度均随着硅铝物质的量之比的增加而逐渐降低,2种固化体的抗压强度随着硅铝物质的量之比的增加而增加;硅铝物质的量之比达到2.5时,重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度均趋于稳定.XRD分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体中聚合物的种类与数量均略高于二次铝灰-SiO₂基固化体.但从重金属的浸出浓度与固化体的抗压强度来看,2类固化体对飞灰中重金属的稳固化效果的差别很小,二次铝灰加上部分硅基材料可以作为偏高岭土的替代品,用于稳固化飞灰重金属的地质聚合反应中.二次铝灰-SiO₂基固化体的抗压强度达到13.65MPa,具备一定的力学性能,可用于部分特定的建筑材料.     

氯化剂对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响

以循环流化床反应器为实验平台,研究了焚烧温度为850℃下添加剂（NH₄Cl和KCl）对超细颗粒物与重金属共生成特性的影响.结果表明：NH₄Cl和KCl的存在均会降低超细颗粒物的数量浓度,但KCl的效果更佳,发挥的是阶梯式或者协同式作用.此外,添加比例为3%时对超细颗粒物数量浓度的降低最为明显.重金属Cr,Mn,Ni主要通过夹带方式形成超细颗粒物;而重金属Pb,Cu,Zn则主要通过蒸发、冷凝和吸附方式累积在超细颗粒物中.无机氯在焚烧过程中可以作为颗粒之间良好的粘合剂,促进超细颗粒物之间的成长和团聚,同时促进其表面形态的生长.此外,K的存在会促进细模态颗粒物之间的凝聚成长,使得细模态颗粒物的峰值增大,而NH₄⁺的存在会降低粗模态颗粒物的峰值.本研究可为污泥等废物热处理过程中重金属与超细颗粒物的协同控制提供借鉴.