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2024年二噁英污染防控行业发展评述和2025年发展展望

中国电力网发布时间:2025-01-16 13:59:22

导读:为及时反映生态环保产业过往一年的发展动态,预测新一年的发展趋势,我会组织各分支机构编写了《2024年行业评述和2025年发展展望》,供环保企事业单位、专家和管理者参考。本文为《2024年二噁英污染防控行业发展评述和2025年发展展望》,作者为中国环境保护产业协会二噁英污染防控专业委员会谢丹平、付建平、刘丽君、杨艳艳、韩静磊、林晓青、刘汉俊、顾榴俊、金尚武、邹庐泉、郭涛、高丽荣、尹晓红、王慧敏、赵玉皓

2024年行业评述

01#主要政策和标准#

1、主要政策

为深入贯彻党中央、国务院决策部署,落实《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》要求和新发展阶段履约目标,持续推进《〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约〉国家实施计划》的有效实施,加强包括二噁英在内的POPs环境污染防控的全民行动,切实保障生态环境安全和人民健康,2024年国家和地方政府出台了一系列政策、法规及标准等,为深入推进我国二噁英污染防控提供了重要的政策保障。

2024年1月,生态环境部、外交部、国家发展改革委等14部委联合印发《〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约〉国家实施计划(2024年增补版)》(环固体〔2024〕7号),提出除二噁英以外POPs的生产、使用和排放限值,并开展包括二噁英在内的履约成效评估和报告编制工作。同时,提出将开发POPs的检测方法、履约基础研究以及替代品和替代技术、污染治理技术研发和应用等重点工作方向。

2024年2月,国务院办公厅印发《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》(国办发〔2024〕7号),提出要加快构建废弃物循环利用体系,推动发展方式全面绿色转型。该意见强调了废弃物循环利用的重要性,并为垃圾焚烧发电行业在废弃物循环利用方面提供了政策支持和指导。

2024年2月,国家卫健委与国家市场监管总局联合发布《食品中二噁英及其类似物毒性当量的测定》(GB 5009.205-2024),与已有标准相比,在二噁英气相色谱-磁式高分辨质谱法(GC-HRMS)基础上,新增气相色谱-三重四级杆质谱法(GC-MS/MS),为国内首个使用GC-MS/MS仪器测定食品中二噁英的国家标准。

2024年5月,生态环境部牵头编制并发布《中国持久性有机污染物控制》(2004-2024年),全面介绍了中国包括二噁英在内的持久性有机污染物(POPs)控制理念、实践与成效。具体采取健全POPs控制制度,推进源头绿色替代,强化过程协同减排,深化废物管理处置等措施,有力推进POPs控制行动,有效减少POPs环境排放。其中,生活垃圾焚烧行业烟气二噁英排放强度下降约97%,带动大气二噁英排放量降低;钢铁行业铁矿石烧结工艺烟气二噁英排放强度下降约70%,大气二噁英排放量总体降低约20%,二噁英减排成效显著。

2024年9月,生态环境部印发《新污染物生态环境监测标准体系表(2024版)》(环办监测函〔2024〕310号),旨在为开展新污染物调查监测、监督管理等工作参考。其中,在体系表中的标准样品中提出飞灰中二噁英类标准样品制定。

2024年9月,广西壮族自治区生态环境厅牵头印发《广西落实〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约国家实施计划〉(2024年增补版)》(桂环规范〔2024〕7号),结合广西发展实际,提出了对POPs控制的主要任务与部门分工。

2024年11月,湖北省生态环境厅牵头印发《湖北省履行〈关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约国家实施计划(2024年增补版)〉实施方案》(鄂环发〔2024〕17号)的通知,结合湖北省发展实际,提出了对POPs控制的主要任务与部门分工。

2024年12月,浙江省生态环境厅牵头印发《浙江省生活垃圾焚烧厂超低排放改造实施方案》(浙环发〔2024〕61号),方案提出对全省现有生活垃圾焚烧厂分两个阶段推动超低排放改造,同时还提出了对有组织排放废气中氮氧化物、二氧化硫、氨等污染物最高排放限值。

2、主要标准

2024年7月,中关村材料试验技术联盟发布《飞灰二噁英类低温催化分解污染控制技术规范》(T/CSTM 00899-2024)团体标准。该团标适用于采用低温催化分解技术实现生活垃圾焚烧飞灰中的二噁英类解毒过程的污染控制。

2024年8月,中国环境监测总站牵头完成《固定污染源废气二噁英自动采样系统技术要求及检测方法(征求意见稿)》编制,该标准适用于固定污染源废气二噁英自动采样系统的设计、生产和检测。

02#行业发展#

2024年是中国履行《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》20周年之际,也是我国全面贯彻落实党的二十大和二十届三中全会精神提出的加快经济社会发展全面绿色转型,发展绿色低碳产业,促进绿色低碳循环发展经济体系建设的重要年份。在国内绿色发展大背景下,污染防治攻坚向纵深推进,生态环境质量持续改善,我国二噁英污染防控领域迎来新的机遇,但也充满了各种挑战,主要集中在以下方面:

(1)在线监测和预测预警技术研发不足。一方面,针对二噁英在线监测技术,由于固废焚烧过程烟道处于高温高湿高尘环境,且样品基质复杂,目前仍未突破恶劣环境条件下在线监测设备的精密性、稳定性和抗干扰等综合性能,烟气二噁英仍以现场采样与实验室检测分析为主。同时,国家层面未出台政策或技术规范引导二噁英污染防控行业开展自动在线监测技术创新研发和试点应用。此外,二噁英属于超痕量且种类多的污染物,在线监测技术须突破高灵敏度和低检出限技术瓶颈,以推动该技术与现有成熟技术互为补充。另一方面,二噁英预测预警技术难以对排放源数据、燃烧状态参数及设备运行参数等所有变量实现全覆盖,导致精准建模还存在较大局限性。同时,二噁英预测预警可采用人工智能与机器学习等先进技术实现,但因缺乏大量训练数据和成熟的算法,导致其研发和应用规模较小。此外,二噁英预测预警技术因焚烧全过程(源头-过程-末端)参数信息的时空覆盖不足,导致模型预测的可靠性和准确性受到限制。

(2)固废焚烧智能优化控制有待提升。焚烧是实现固废处置的有效途径,也是二噁英产生源之一。在国家“双碳”目标要求下,固废焚烧智能优化控制,是实现二噁英等污染物低水平稳定排放和余热高效利用的重要措施。目前,虽然固废焚烧智能优化控制技术取得一定突破,但有待进一步提升,表现在:一是固废焚烧是复杂的物理化学反应过程,多形态、多组分污染物迁移转化规律不明,难以建立精准的焚烧过程表征模型,无法精准刻画过程动态特征;二是固废焚烧是气液固多相共存的连续化过程,固废成分、含水率、热值等随时空波动频繁,系统稳定运行状态无法精准控制,导致二噁英等污染物受未知因素干扰严重;三是固废焚烧是不同工艺环节耦合关联,难以根据实时运行工况从全局协调各环节和设备的优化控制,导致全流程无法优化运行,影响二噁英等污染物稳定排放。

(3)二噁英监测服务行为有待规范。《“十四五”生态环境监测规划》提出以更高标准保证监测数据“真、准、全、快、新”,全面推进生态环境监测从数量规模型向质量效能型跨越,提高生态环境监测现代化水平。目前,部分具有二噁英监测能力的机构思想认识不足、守法遵规不严、队伍素质不齐,在二噁英监测服务方面存在监测行为不规范、数据出具不实、虚假等行为,导致数据质量下降并存在隐患。此外,在市场利益驱动下,一些服务机构为降低二噁英监测成本和获取最大利益,无限压低监测费用,扰乱二噁英监测市场良性发展,不仅导致二噁英监测结果可信度差,更是让守法企业面临巨大的压力和挑战,对二噁英监测监管造成不利影响。

(4)垃圾焚烧污染控制成本上升。截至2024年11月,全国建成生活垃圾焚烧电厂975座,焚烧生产线2162条,焚烧能力达108.5万吨/天,焚烧能力已超过“十四五”规划目标;同时,飞灰产量约800万~1000万吨/年,呈平稳上升趋势。随着国家降碳减污和绿色低碳发展目标的提出,污染排放要求越来越严,垃圾焚烧行业面临进一步提标改造以实现超低排放和低碳运行,导致烟气和飞灰中二噁英、重金属等污染控制成本越来越高。此外,垃圾焚烧发电补贴政策进入退坡阶段,国省补资金拖欠,叠加垃圾处理费用拖欠、垃圾处理量不足、焚烧处理能力冗余以及烟气提标升级改造等因素综合影响,导致企业资金压力大,运行成本较高,增大了企业生产运营和二噁英等污染物排放控制风险。

03#关键核心技术进展#

二噁英在线检测技术。该技术核心部件包括高效烟气采样器、多通道预浓缩器、气相色谱、深紫外双光束可调谐脉冲激光器、系统控制与数据处理等模块,且均已实现国产化,国产化率达100%。该技术已在部分企业进行试点应用。

基于过滤冷凝法的二噁英长期取样技术。该技术优势在于不仅能实现烟气中二噁英样品的长期取样,还可以进行二噁英采样过程的智能化综合性取样判断和一键式取样控制、数据传输和远程监控等,实现二噁英连续、稳定、长时间采样,提高了采集样品的代表性。

移动式二噁英在线检测系统。该系统是将应用于固定源的二噁英在线检测设备安装在具有一定洁净度的空间内,通过固定源在线检测设备对排放源烟气的高效连续无损采样、除尘、除水,并结合激光选择性电离检测手段,可实现单/多台焚烧炉多点位烟气二噁英检测的移动式在线检测系统。该系统可通过租售方式为焚烧企业和检测机构临时连续二噁英在线检测,协助焚烧企业调整运行工况状态,间接实现二噁英减排。

二噁英在线智慧管控平台。通过全面、系统开展生活垃圾焚烧全过程几十种工况参数与二噁英排放的影响关系的深入研究,成功开发二噁英在线预测模型,在此基础上研制集软件预测、人工交互、反馈指导等功能为一体的二噁英在线智慧管控平台。该智慧管控平台可通过接入全工况参数准确预测生活垃圾焚烧二噁英的排放趋势。目前该技术已在生活垃圾二噁英在线监测方面实现示范应用。

高性能除尘PTFE覆膜滤袋。采用先进的热复合技术以及添加特定添加剂或采用多层复合结构,对PTFE材料进行改性和复合处理,使PTFE薄膜与基布之间形成牢固的化学键合,研发出更薄、更均匀、耐高温、耐腐蚀以及过滤精度高的PTFE微孔薄膜。同时,通过在滤袋上安装压力和温度传感器,实时采集滤袋工作参数,实现对滤袋运行状态实时监测和远程控制,及时发现滤袋堵塞、破损等问题并解决,提高设备可靠性并降低运行成本。

连续间热式飞灰二噁英低温热分解大型化装备。开发焚烧飞灰二噁英低温热分解装备,单台设备处置能力达50吨/日,连续运行时间大于330天/年,设备运行漏风率小于0.1%,多级加热温差小于30℃,二噁英分解效率大于99%,处置能耗低于20 kg标煤/吨,并研制单台处置能力2吨/日、10吨/日、30吨/日、50吨/日、100吨/日的系列化装备。与高温熔融技术相比,该装备二噁英分解工艺能耗降低85%以上,废气污染排放降低70%以上。

飞灰低碳解毒-脱毒产物提质和高效资源化技术。针对生活垃圾焚烧飞灰处理处置,形成了二噁英低温热分解耦合高效洗脱氯盐-机械化学法固化重金属的生活垃圾焚烧飞灰脱毒技术工艺,建成生活垃圾焚烧飞灰低温热分解无害化处理资源化利用示范工程,处置能力达5万吨/年,吨灰处置成本较低。

低温低含硫垃圾焚烧烟气处理装备。该装备适用于低温烟气(200℃~260℃)、低浓度含硫烟气处理,采用单元化设计在线激活系统技术,可实现各单元在线、灵活激活,有效抑制硫酸氢氨的生成。同时将脱酸调质预处理技术与低温SCR技术相结合,可减少二噁英前驱物及载体的合成,从而有效控制二噁英的生成。

2025年发展展望

推进二噁英监测新技术与装备研发攻关。在国家即将发布的《固定污染源废气二噁英自动采样系统技术要求及检测方法》标准背景下,将进一步加大对二噁英自动采样、二噁英在线监测以及其他快速监测方法的创新研发和技术攻关,突破关键核心技术难点,并将技术试点不断向应用示范转变,支撑对我国二噁英污染排放的有效监测监管。

加大固废焚烧二噁英智能控制技术研发。重点围绕固废焚烧全过程,创新研发固废焚烧全过程自适应控制技术,采用深度学习和机器算法等技术,对焚烧全过程运行状态实时跟踪分析并自动调节,实现垃圾焚烧精准控制和二噁英稳定达标排放;构建二噁英排放预测预警系统,控制二噁英超标排放潜在风险;建设全流程数字化管控平台,依托人工智能和物联网等技术,提升整体运行效率和实时管控能力。

开展固废协同处置与资源化利用研究。加大焚烧飞灰与市政污泥、陈腐垃圾等固废协同处置技术研究,系统阐明固废协同处置技术可行性与二噁英等达标排放可能性,提高固废综合处置能力;攻克固废低温热分解、高温烧结与高温熔融等资源化利用技术瓶颈,阐明固废资源化利用过程二噁英等污染物协同脱除机制,推动固废资源化利用技术推广与应用。



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