二噁英的生成機理相當復(fù)雜,已知的生成途徑包括:
1、污泥中本身含有微量的二噁英;
2、在燃燒過程中由含氯前體物生成二噁英。前體物包括聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等,在燃燒中前體物分子通過重排、自由基縮合、脫氯或其他分子反應(yīng)等過程會生成二噁英;
3、當燃燒不充分時煙氣中產(chǎn)生過多的未燃燼物質(zhì),并遇適量的觸媒物質(zhì)(主要為重金屬,特別是銅等)及300~500℃的溫度環(huán)境,在高溫燃燒時已經(jīng)被分解的二噁英將會重新生成。
針對二噁英生成機理采取相應(yīng)的工藝技術(shù),包括尾氣處理工藝,能夠有效地控制二噁英:
1、高溫焚燒分解。二噁英在705℃以下時是相當穩(wěn)定的,高于此溫度即開始分解。采用焚燒爐對污泥進行“3T”焚燒,能夠使污泥中絕大部分二噁英分解;
2、溫度驟降抑制再合成。直接利用污泥焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔膺M行污泥噴霧干燥處理的同時,也使煙氣溫度從800℃驟降至250℃以下,避開了300~500℃的溫度環(huán)境,防止二噁英的合成;
3、飛灰收集。煙氣中殘余的二噁英是以蒸汽狀態(tài)(氣相)和吸附在飛灰顆粒上(固相)二種狀態(tài)存在。由于飛灰的比表面積很大,對二噁英有很強的吸附作用,導(dǎo)致飛灰中二噁英濃度很高,通常占焚燒過程二噁英總排放量的70%左右。污泥噴霧干燥等組合工藝可以有效地混合、吸附煙氣中的飛灰,從而吸附、捕集殘余的二噁英,使其進入干化污泥中,被焚燒分解;
4、尾氣清潔。活性炭吸附、布袋除塵以及濕法噴淋除塵等工藝,進一步凈化了尾氣中的粉塵及二噁英,實現(xiàn)清潔排放。
重金屬污染物在焚燒過程中被蒸發(fā)。熔點高的重金屬隨溫度的降低會凝結(jié)成粒狀物而被捕集。熔點低的重金屬會在飛灰表面催化作用下,形成熔點溫度較高且較易凝結(jié)的氧化物或氯化物,特別是汞和鎘大部分吸附在飛灰顆粒上而被捕集下來。
因此,針對煙氣中二噁英控制所采取的工藝措施,以及必要時摻入重金屬螯合劑,能有效控制重金屬。