11.1.2　特殊垃圾化学成分

11.1.2　特殊垃圾化学成分

在生活与生产过程中产生的塑料固体废弃物，目前主要采用填埋、焚烧和回收再利用三种方法处理处置。因国情不同，美国以填埋为主，欧洲、日本以焚烧和再生利用为主，中国以填埋为主，但焚烧正在迅速上升。由于塑料发热量大，采用焚烧处理时容易损伤焚烧炉。一些塑料在焚烧时还会释放出有害气体而污染大气环境，如PVC成分中一半是氯，燃烧时放出的氯气有强烈的侵蚀破坏力，而且是引起垃圾焚烧过程生成二噁英的元凶。本研究中主要选取了生活垃圾中常见的PVC、PP、PET和PS等塑料包装作为实验分析的特殊垃圾组分。

调查表明，随着人们生活水平的提高和生活方式的改变，近年来生活垃圾中小型电子垃圾含量增长比例越来越大，主要是手机、废旧半导体、小型电器配件等。这些小型电子废弃物化学成分较复杂，有些对环境危害比较大，如电脑显示器、电视机显像管内的铅，电脑元件中含有的As、Hg和其他有害物质，手机原材料中的As、Cd和Pb，以及其他多种持久性和生活累积性有毒物质等。本实验研究中以某款老旧手机为小型电子废弃物代表性样品，并分析了手机物理组成，如表11-4所示。为更准确分析手机各附件中的化学成分，将其在液氮处理下破碎，手机主体碎片和金属附件碎片的化学成分，如表11-5所示。

城市污水污泥是城市水处理后的废弃物，市政污水处理厂每天产生大量污泥垃圾，其特点是水分高（约60％～80％），体积庞大，不易处理，具有潜在的胶凝性，含有砂石等无机物，主要是硅、铝、铁和钙等成分，作为建材利用是污水污泥有效处置的资源化方式之一。但由于其含有较高浓度的重金属，如果不加处理直接利用或任意排放，会对环境造成污染。目前，城市污水污泥处理处置方法还有堆肥、填埋、焚烧和深海投放等。随着污水处理厂污泥产量逐年递增及人们对其环境危害性的认识，很多国家已经制定并实施了相关环境法令，严格禁止填埋处置污泥，鼓励对其进行焚烧，其主要优势在于：①减少其体积的80％～90％；②可以有效地破坏有机微量污染物和病原体的化学结构，从而降低其毒性物质含量；③过程中产生的能量可回收利用。由于生活污水处理方式的不同，在我国未来5年预计其产生量将增长50％～300％。焚烧作为新兴的垃圾处理技术，正为污水污泥所广泛应用，一些城市污水处理厂直接将污泥运送到生活垃圾焚烧厂，或采用单独的焚烧炉进行处理。

参考西欧国家垃圾焚烧系统中实施的控制，可能产生的有环境危害的金属元素包括Ag、As、Ba、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Pb、Mn、Ni、Sb、Se、Sn、T1、V、Zn等。污水污泥垃圾中通常包含最多的元素是Zn，其次是Pb、Cu、Cr、Mn、Ni、As等，甚至也包含少量的Hg。前人研究发现，污泥垃圾中微量元素在焚烧过程中分别不同程度地释放到烟气和灰渣中，导致通过不同方式对大气和土壤等造成二次环境污染。由于垃圾焚烧环境的多变性、复杂性，焚烧中微量重金属元素的迁移机制受单个金属元素的化学特性、形态结构、焚烧器类型、烟气和灰渣的收集净化系统、焚烧条件（包括焚烧温度、压力、氧化和还原的化学环境）、烟气的化学成分、与其他主要元素成分（包括Al、K、Na、Mg、Si）反应等因素的影响。其中焚烧过程中氯的浓度是影响大多数重金属迁移规律的重要原因之一。研究表明，金属氯化态的蒸发压力都高于氧化态，当垃圾内无机氯或有机氯含量较多时，燃烧过程就有氯的存在，一定条件下与重金属反应产生颗粒小、沸点低的氯化物而加剧了重金属的挥发，使其由炉渣向飞灰或由飞灰向烟气的迁移增加。因此，本文着重分析了在氯浓度不同条件下污泥垃圾中重金属污染物的迁移特性，污泥化学成分分析结果如表11-6所示。

工业制造过程中产生的废弃物容易与工厂内的生活垃圾一起被收集，从而进入垃圾焚烧厂。本研究选用的工业垃圾代表物是某废旧汽车加工厂机械加工车间产生的地面垃圾，并与企业生活垃圾混合收集。代表性工业垃圾的化学成分分析结果如表11-7所示。

表11-8示出了22个人工合成生活垃圾的样品，其中包括2个基准垃圾平行样本，20个添加了不同种类或不同质量比特殊垃圾组分的样品，参考了荷兰生活垃圾中相应的组分及含量。