淺談冰凍垃圾的危害和防御措施
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1.1融化冰凍垃圾消耗能量
以黑龍江省某市垃圾為例，常溫下，生活垃圾含水率為50%，熱值為5179kJ/kg；如果垃圾由冰凍狀態-15℃達到常溫15℃，經計算要多消耗熱能214.75kJ/kg；此時熱值降為4964.25kJ/kg，融化冰凍可使垃圾熱值減幅大于4%。
1.2冰固水分，難以滲出
帶到爐內增加熱耗常溫下，垃圾在垃圾倉內擱置5～7d后，外在水分被滲出、內在水分也在生化反應后析出，占垃圾量的10%～30%水分被分離出來，這部分被稱為滲瀝液，所以垃圾熱值得以提高，便于垃圾著火，這也是爐排爐能夠適應我國多水分垃圾的重要原因。而冰凍垃圾，垃圾水分被固化在垃圾內外，它的融化需要熱量和時間，而一般貯存垃圾設施的供熱化凍條件非常差，往往造成冰凍垃圾直接入爐，而入爐的10%～30%水分的冰不僅融化需要熱量，而且汽化更需要熱量；取一般滲瀝液產出量的20%計算，汽化消耗熱能522.81kJ/kg，這部分滲瀝液汽化再次使垃圾熱值減少10%；2種耗能總和達737.56kJ/kg，此時垃圾熱值降為4441.44kJ/kg，其熱值降幅達14%。
1.3影響爐內燃燒狀態
爐渣熱灼減率增加冰凍垃圾經推料裝置進入爐排后，由于垃圾需解凍，且帶入了更多的水分，垃圾的干燥過程不僅需要耗費更多的能量，且需要更長的干燥時間，在相同的爐排機械負荷下，增加了爐排干燥段的長度，使爐排的燃燒點向后移動；同時，縮短燃燒段及燃盡段的長度，減少了垃圾正常燃燒及燃盡的時間，使垃圾燃燒不充分，增加了爐渣的熱灼減率。當大量的冰凍垃圾被推入爐排后，可將爐排料層上正在燃燒的火焰撲滅，不僅給焚燒爐的正常運行帶來巨大的風險，同時還會帶來一系列的煙氣污染問題。
2垃圾冰凍成團的原因及因素分析
2.1垃圾冰凍成團的原因
垃圾水分可分為內在水分和外在水分2種形式。其內在水分分布在垃圾物質分子間，由垃圾本身性質決定，與外界環境條件無關，去除比較困難，往往需要發生生化反應和較長時間才能去除；外在水分又稱為附加水分，由于自然環境或人為活動給垃圾添加的水分。垃圾在垃圾倉內經5～7d的貯存后，在水分自身重力及上層垃圾的重力擠壓下，這部分水分就可以滲瀝出來，需另行處理。在冰凍條件下，外在水分就成為垃圾成團的粘合劑，但是在正常生活條件下，人為活動增加外在水分不會太多，盡管氣溫低，由于水分少，粘合作用小，一般也不會造成垃圾成團現象；但是，如果垃圾露天放置，并混入大量冰雪充當粘合劑，又在低溫環境中存放了較長時間，此時垃圾不僅凍成較大的冰坨，甚至使垃圾直接凍結在垃圾車體上，無法下卸。垃圾水分越高，越容易冰凍，垃圾熱值下降越多，造成的影響越大，可能會陷入惡性循環中
2.2產生冰凍垃圾的因素分析
2.2.1時間冰凍垃圾發生的時間，應是1a中最冷的季節，垃圾冷凍成冰除與室外溫度高低有關外，更與在室外存放時間有關。垃圾在室內產生時的溫度一般在10~20℃，現在各家都習慣用小型垃圾袋包裹垃圾，扔到室外垃圾收集點。據在東北某市觀察，在-20℃情況下，生活垃圾經過4～6h尚未凍成冰塊，如果在這段時間內將室外垃圾收集起來，進入有采暖措施的貯存間或中轉站，可以解決、至少減輕垃圾冰凍成塊問題。
2.2.2溫度對照
全國主要城市的采暖室外計算溫度變化情況及其建設和運行的垃圾焚燒發電廠的情況發現：采暖室外計算溫度在-20℃及以下的地區和城市，如黑龍江及吉林，暫時還沒有爐排爐的垃圾焚燒發電廠在運行；采暖室外計算溫度在-15℃及以上的地區和城市，如秦皇島、大連、太原以南地區與城市，目前建有爐排爐的垃圾焚燒發電廠，而且沒有考慮任何垃圾防凍措施，一直在順利地運行；采暖室外計算溫度在-20～-15℃的地區和城市，主要指遼寧省及內蒙的部分地區如營口、呼和浩特，正在準備籌建爐排爐的垃圾焚燒發電廠項目。
因此可以劃定：
①采暖室外計算溫度在-20℃及以下的地區和城市，必須考慮垃圾防凍、解凍措施；
②采暖室外計算溫度在-15℃及以上的地區和城市，不必考慮垃圾防凍、解凍措施；
③采暖室外計算溫度在-20～-15℃的地區和城市，為過渡區域，應該因地制宜考慮垃圾防凍、解凍的措施。
2.2.3水分高寒地區
由于生活習慣和物質供應關系，冬季的垃圾中內在水分不僅比夏季要小得多，而且也比非高寒地區要少得多。這是個有利條件。而在高寒地區的冬季，外在水分的影響則大得多。由于歷史及經濟原因，高寒地區的許多城鎮對垃圾的收運規劃及基礎設施建設認識不足，垃圾隨地亂扔，露天存放，且垃圾與冰雪混在一起造成冰凍垃圾、冰凍成團現象經常發生。黑龍江省大慶市在高寒地區，是新興的現代化城市，而且經濟實力較強，環衛收集及轉運系統較為先進，各個垃圾收集點有專門的密封容器存放；垃圾中轉站有采暖設施，基本上沒有垃圾、冰雪混合現象的產生。2011年12月6日對此城市的垃圾狀況進行了調察，前5d是晴到多云的天氣，最高溫度為-10℃、最低溫度為-18℃，在垃圾倉內垃圾不僅沒有成團現象，而且垃圾結冰現象也不嚴重，可直接入爐。
3解決垃圾冰凍問題的措施
(1)對垃圾收運設施進行全面規劃、合理布點，規范倒、收垃圾的時間，盡量減少垃圾在室外存放時間，在嚴冬季節一般不超過半天。
(2)采用保溫、密封的臨時垃圾收集容器，杜絕垃圾露天堆放現象。垃圾中轉站內，要設置采暖設備，對垃圾起到防凍、緩凍作用；同時中轉站內還應考慮垃圾滲瀝液收集措施，減少垃圾水分以減輕在送往垃圾焚燒廠途中再次冰凍問題。
(3)禁止運輸冰雪混合垃圾及冰凍成團垃圾到垃圾焚燒發電廠，垃圾焚燒發電廠也應拒收此類垃圾；如有條件采用保溫型的垃圾運輸車。
4按氣候條件
產生冰凍垃圾的時間大約在二九至四九1個多月，如果在此時間內，動員廣大居民在規定時刻，集中傾倒垃圾，而垃圾收運部門也按計劃，間隔1～2h后裝運垃圾，可以避免垃圾在室外長期冰凍存放的情況，對于沒有合格貯存設施的地區是一個簡易可行的方法。
(1)嚴格入廠檢驗制度，防止冰凍成團垃圾入廠。
(2)在卸料平臺設置破碎裝置，一旦發現冰凍成團垃圾，應倒在卸料平臺上進行破碎，再倒入垃圾倉內。
(3)設計中應盡可能增加垃圾倉的容積，延長垃圾在倉內的存放天數，增強垃圾倉的保溫能力。
(4)為因在垃圾倉采取解凍措施難度較大且效果不佳，冰凍垃圾進入垃圾料斗現象難以避免，所以，可一次對焚燒爐進料斗及進料溜管設置蒸汽伴熱裝置，使冰凍垃圾進一步解凍；并加強推料器底部的排水，將解凍后融化的滲瀝液排出。
(5)針對多水分垃圾應增加爐排的干燥段長度，并采取提高一次風溫度的措施。
(6)對于冬季長達半年以上的極寒地區垃圾冰凍，一般措施無法解凍，需要設置專門解凍倉，將經機械破碎除去附著冰塊后的垃圾，再利用爐內煙氣進行熱力解凍，可以起到進一步節能效果。
作者：范春平 單位：城市建設研究院