从烟筒中排出的气体基本上与其它燃烧排出的气体大致相同,由三种最基本的普通化合物构成:CO2、N2和水蒸气。排出气体还将包括来自原始投料残余物或在燃烧过程中形成的不完全燃烧产物、微量有机物、灰份、氮氧化物、SO2、有毒性金属和盐酸等这些通过空气污染控制设备没有完全去除的产物。这取决于危险废物的组成、燃烧过程的完整性以及焚烧装置所配备的空气污染控制设备,但每种污染物数量必须达到各种保护公众健康和环境法规的要求。
毒性金属材料(如含Ca、Cr、Pb、Hg等)如大量进入人体能引起健康的不利影响,目前有十种材料被EPA限制排放水平。焚烧能够消除特定废物流中的毒性金属材料,在燃烧过程中,大部分毒性金属被空气污染控制设备排除,而一部分以灰份颗粒的形式存在于排放气体。许多焚烧装置使用多种形式的空气污染控制设备以除去燃烧气体中无机酸气、金属材料和颗粒物质,如网状过滤器(类似于真空吸尘器)、洗涤器和静电吸尘器等。在RCRA法案下,焚烧处置业主在最终得到许可证以前,空气污染控设备的效果必须通过有关管理机构的实验测试。
目前,在美国大约有170多个焚烧装置在继续运行,过去10年中的许多严格测试已经表明,一个周全设计、正确操作并备有尾气和废水污染控制设备的焚烧装置对人类健康和环境的不利影响很小。来自经RCRA许可的焚烧装置的任何污染物质将通过良好的燃烧条件和适当的污染控制设备减少到最小水平。
涉及危险废物处理的活动总是包括一些废物被释放到环境的危险,但与焚烧处置技术本身无关,并可通过恰当计划、正确操作设备和发展安全工艺来减少。RCRA要求所有的危险废物容器被密封,以减少容器中危险废物的气味,并要求从业机构采取行动以减少,在场点和贮存或转移废物等过程中的气味,其操作也不应影响周围声级水平,还要求业主减少在废物转移过程中泄漏或溢出的发生机会及保证泄漏或溢出的发生能得到迅速和安全地清理。适当的处理、贮存和焚烧废物的着火和爆炸的机会极小,RCRA要求,在贮存过程中隔离能起火的材料和可燃危险废物;禁止不相容物质的混合等,这些规定的执行使事故发生可能性减少。此外,还有特定规章管理废物的运输,规定特殊废物运输的路线,这些法规涉及废物源(产生者)、承运人和任何处理废物者。
焚烧设施的建设和运行费用
建立和运行一个具有一定规模的焚烧处置场,其总费用的组成包括:
设备费用:包括建立废物贮存/转运系统、焚烧系统、气体/洗涤水净化系统和能量回收系统的设备(包括辅助设备)、电气、仪表、自控、管网及其它材料的费用总和。
土建工程建设费用:包括建立各系统所需构筑物及场区建设费用。
安装工程建设费用:包括各系统设备、电气、仪表、管道及其它材料的安装和调试费用。
建设期管理费用和应急费用:包括建设期间办公、管理费用以及培训和技术援助等各项费用。
此外、运行费用也是十分高的,包括:直接运行费用如职员工资、水电费、燃料费、原材料费用、排放物处置费用、实验室支持和维护费用。间接运行费用如税务、保险、企业的一般管理费用、行政管理和投资资本回收费用。
焚烧是一种高价操作,在某种意义上是现有废物处理和处置方法中最昂贵的。然而,在长期的运行中,焚烧可能是最大效益/成本的废物处理方案,因为它永久消除有毒有机物,并且没有更多的废物贮存需要。一个每小时大约能处理2268~9072kg废物的大型焚烧系统要花费4000~8000万美元用于建设,其中大约占总造价1/3~1/2的费用用于尾气和废水污染处理设备的建立。此外,每年的运行费用也达几百万美元。
危险废物焚烧处置的发展
目前,对焚烧新技术的研究正与处置工作同步进行,处于试验阶段并最有希望的技术包括:熔盐技术、热解系统、电力反应器和等离子体系统等,但对危险废物焚烧处置工作的更多努力是对现有技术的提高和进一步减少已经很小的危害,现有技术有许多方面需要改进,以降低能耗,减少焚烧装置的规模,降低投资和运行费用,如利用更好的连续跟踪产物监测仪、废物投料控制设备、空气/液体混合设备,更好的操作监测和控制,以及更好的操作程序。处理各种废物的专用焚烧装置的建造、运行及废物成份分析论证费用昂贵,在许多国家,小型设施或选择石灰窑、水泥窑或骨料窑等的现有工艺设施在处置某些危险废物时更显得合理。
焚烧的主要优势是能最大程度和永久地消除废物中的有害有机物,预防任何将来的环境问题,可以说是最为实用的有害废物处置方案,实际上对于PCBs这样的难分解化合物,焚烧是唯一的既安全又适当的处置方法。