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3、产生垃圾量450亿t左右。2000年美国的城市生活垃圾产生量为2.36亿t,人均垃圾产量接近2.07 kg/d,而在1960年,人均垃圾产量却为1.17 kg/d;最早的工业化国家英国1999年垃圾总排放量为536万t,人均垃圾产量为1.25 kg/d;世界上垃圾抛弃较多的主要国家德国, 1999年人均抛弃生活垃圾380 kg/a,产生垃圾总量3000万t;日本1999年生活垃圾排出总量为5100万, 人均垃圾产量为1.11 kg/d。目前,我国城市人均垃圾产生量达到440 kg/a,1996年全国城市生活垃圾年产生量就已达到1亿t,1999年垃圾清运量1.13亿t, 2000年我国城市生活垃
4、圾产生量达到1.5亿t/a,而且每年还在以8%10%的速度递增,已成为世界上垃圾包袱最重的国家之一。当前,全国660座城市中已有30%的城市陷入垃圾的包围之中。调查显示, 1978年北京生活垃圾年产量为104万t/a,到1988年就增至319万t/a, 10 a增加了215万t,约2.06倍,平均每年以11.9%的速度增加,1996年北京市生活垃圾产量增为483万t/a; 1999年兰州市垃圾产量105万t/a; 20世纪70年代末长春市产生垃圾70万80万t/a,而到2001年已达到116万t/a,并以每年近3%的速度增长;目前福州市生活垃圾产生量年增长率已达9%,上海市的垃圾产量也正以7.
5、8%的速度逐年增加,上海生活垃圾产量已达1.5万t/d;徐州市日产垃圾550 t,年产20余万t,重庆市目前主城区日产垃圾约3500 t。由上述城市垃圾产生量的调查统计数据可以看出,我国城市垃圾总量的大幅度增长主要集中于城市规模较大、城市人口较多的省会城市及经济较发达的开放城市和一些直辖市。1.1.2垃圾成分由于受城市的规模、性质、地理条件、居民生活习惯、生活水平和能源结构和经济状况等多种因素的影响,不同的国家和地区城市生活垃圾成分也有很大变化(表1)。表1部分国家和地区的城市生活垃圾成分组成1.2城市生活垃圾对环境的危害城市生活垃圾在收集、运输和处理、处置过程中, 其本身含有的和产生的有害成
6、分,会对大气、土壤和水体造成污染,不仅严重影响城市环境卫生质量,而且极大地威胁人民的身体健康。主要表现在:1.2.1浪费大量土地资源 堆放在城市郊外的垃圾侵占了大量农田据统计,全国垃圾堆放侵占土地面积高达5亿m2, 70亿t,仅北京市每年填埋场就要消耗土地66.7 hm2,有的城市甚至发展到没有合适场所堆放垃圾的地步,造成土地资源的严重浪费。1.2.2严重污染空气长期以来,我国绝大部分城市对生活垃圾采用露天堆放,致使堆放区周边臭气熏天,蚊蝇病菌孳生,并有大量的氨、硫化物等有害气体向大气中释放,仅有机挥发性气体就多达100多种,其中含有许多致癌、致畸物质。1.2.3严重污染水体垃圾腐烂过程中产生
7、大量的酸性和碱性有机污染物,垃圾中的重金属及病原微生物随渗滤液和雨水流入周围地表水及渗入地下水,造成地表水和地下水受到严重污染,进而影响人类健康和生态环境安全。1.2.4严重破坏农田垃圾未经处理或未经严格处理直接施用于农田会使农田土壤团粒结构下降,重金属累积,病原菌增多,严重降低农田土壤的生产能力。1.2.5发生严重的垃圾爆炸事故垃圾简单覆盖堆放,使垃圾产生沼气量增加,易发生爆炸事故。1995年,北京市昌平县某垃圾堆放场发生了3次垃圾爆炸事故,其中1次造成1人全身95%烧伤。 图1.城市生活垃圾 2.城市生活垃圾处理技术现状城市生活垃圾处理要本着无害化、减量化、资源化的原则,将垃圾进行减容、减
8、量、资源化、能源化和无害化处理。所谓城市垃圾的无害化处理就是用物理、化学和生物等方法,将垃圾在生态循环的环境中加以迅速、有效、无害地分解,以达到“减量化”、 “安定化”、“卫生化”、“资源回收化”的目的。目前,国内外城市生活垃圾无害化处理方法主要有卫生填埋法、焚烧法、生物堆肥法、蚯蚓床法和资源化综合处理法。由于城市生活垃圾成分复杂，包括厨余、纸类、塑料及橡胶制品、灰、馇、金属、玻璃等。而且因地理环境、季节气候、生活水平、经济水平等因素不同，导致城市生活垃圾的复杂性、多变性、季节差异性和地域差异性，不仅使得垃圾处理难度较大而且使这几种主要垃圾处理方式的比例和效果在不同城市不同区域差别较大，各地应
9、因地制宜合理选择发展相关技术,选择垃圾处理工艺必须考虑到技术实用性和可靠程度、处理费用和承受能力、对环境污染程度和污染控制、资源化价值以及对人类健康影响等某些特殊的制约因素。21卫生填埋填埋处理将垃圾埋入地下通过微生物长期的分解作用，使之分解成无害的化合物。该技术比较成熟，操作管理简单，处理量大，在不考虑土地成本和后期维护的前提下，建设投资和运行成本相对较低。并且能处理处置各种类型的废物并可利用垃圾填埋气发电向城市提供电能或热能实现经济循环发展，是目前城市生活垃圾最基本的处理方法。美国、欧盟、日本对卫生填埋的垃圾成分、场地选择及设计、卫生填埋作业及毒害控制标准有严格的规定。我国由于经济实力和人
10、民生活水平还较低，基础设施相对落后，故而在一段时期内，多米体育网址垃圾填埋处理仍会占据主要地位，目前该技术在我国所有垃圾处理方式中所占比例最高,达到70% 80%。然而填埋处理本身存在难以解决的问题。首先。填埋法无害化程度较低，特别是由于我国城市垃圾含水最和有机物含量都较高。会产生大量渗滤液，渗滤液中包含大量有毒、有害物质。其中包括重会属。而且大最的填埋气控制和排放也增加了处理成本。其次，垃圾填埋场占用大量的十地，在城市土地资源趋紧张的今天，在城市建设垃圾填埋场无疑增加了投入成本，场址选择日益困难，填埋费用不断增加。发达国家已经认识到这个问题,据美国环保局估计,今后20年美国现有的80%的填埋场将被关闭。
11、同时填埋法的资源回收率低，目前填埋法已有下降的趋势。垃圾填埋场产生的填埋气可用于发电，但根据美国环保局垃圾填埋场甲烷使用推广计划(Epa Landfill Methane Outreach Program)的调查，这种方式单位发电量产生的温室气体是焚烧发电法的两倍填埋场中产生的沼气在导致气候变暖方面效果2l倍于二氧化碳。所有这些问题说明利用填埋法处理城市生活垃圾仍无法从根本上解决垃圾给人类健康和环境安全带来的污染问题。2.2垃圾有机物制成生物有机肥该方法是集城市生活垃圾处理和资源循环再生利用于一体的生物方法,是在一定人为控制条件下,将垃圾中的可降解的有机物(主要是厨余垃圾)在微生物的生化作用下
12、分解、腐熟转变成腐殖质,可作为有机肥或土壤改良剂施用于农田。该方法处理垃圾成本低,可使垃圾减量60% 70%,其终极产品为有机肥料,可应用于农业、林果业、花卉业、草业生产,可以使垃圾变废为宝,且投资不会很高,比较适合小型城镇生活垃圾的处理,发展潜力很大。大量研究发现垃圾有机肥能减少化肥用量、增加农产品产量、改善农产品品质,提高农业经济效益,而且能改善土壤结构、保护生态环境,体现出应有的社会效益。城市生活垃圾转化为肥料资源,不仅突破了对城市生活垃圾消极处理的方式,开拓了1条容量极大、无限循环的资源化新路,使工农及城乡大生态系统产生物质良性循环,既能消除污染,又促进工农业生产发展,是生态工程的1个
13、资源合理利用模式。然而由于我国城市垃圾的分类收集程度低，随着生活水平的提高和生活方式的多样化城市垃圾的成份日趋复杂，入厂垃圾中含有石块、金属、玻璃、甥料等多种不可降解组分，还包括多种有毒有害化学物质直接影响堆肥产品质量，可能会造成潜在污染，特别重金属残留问题。而且除了需要传统的发酵过程外。必须设置复杂的分选、破碎过程从而大大增加了堆肥处理费用。同时堆肥处理设备技术水平低发酵期间容易产生恶臭，工艺条件难以控制，特别是机械化操作方面存在技术问题较多，难以保证堆肥设施的长期、连续、稳定运行，堆肥效率低。而且堆肥产品受市场制约较大，受到堆肥产品成本和质量的约束由于垃圾肥肥效低、成本高，缺乏与普通工业肥
14、料的竞争力，使得垃圾堆肥厂连年亏损，日前堆肥厂数量呈现明显下降趋势。 图2.堆肥法2.3蚯蚓床法蚯蚓是1种杂食性的环节动物,在自然生态中具有促进物质分解转化的功能。大量研究发现,蚯蚓在其新陈代谢过程中能吞食大量的有机物,并将其与土壤混合,通过砂囊的机械研磨作用和肠道内的生物化学作用下进行分解转化。因此可以利用蚯蚓这种强大的消化分解能力来处理城市生活垃圾,早在20世纪90年代初期,美国、法国、澳大利亚等发达国家就建立了利用蚯蚓处理城市垃圾的工厂,通过运行证明,利用蚯蚓处理城市垃圾是1种可行的方法。蚯蚓的吞食量很大,1亿条蚯蚓1 d可吞食4050 t的垃圾,排出20 t蚯蚓粪。且蚯蚓还能将垃圾中的
15、重金属富集于体内,从而去除垃圾中的重金属。由于蚯蚓体内含有10% 14%的蛋白质和多种氨基酸,可作为家禽、动物的蛋白添加饲料或通过酸水解法从其体内分离制备复合氨基酸,用于制药或化工等行业,有较好的市场前景。此法处理城市生活垃圾,投资少、见效快、无二次污染,是1种生态处理法。2.4生活垃圾资源化综合处理生活垃圾资源化处理就是通过物理、化学、生物等方法从垃圾中或其他处理过程中回收有用物质和能源,加速物质循环,创造经济价值为主要目的的处理过程,是将废物变无用为有用,变有害为有利,变一用为多用,如热解、气化、油化、RDF等。垃圾资源化不管是在保护资源,节约能源方面,还是在防止污染,保护环境方面都有重要
16、意义。资源化包括3个范畴:物质回收、物质转换和能量转换。生活垃圾资源化综合利用,有2种方式:一是原级资源化,即把废弃物生成与原来相同的产品。如将废纸生成再生纸,废玻璃生成新玻璃,废钢铁生成再生钢等,这种利用方式,可以减少原生材料量的20% 90%;二是次级资源化,即把废弃物变成与原来不同的新产品,这种利用方式,可减少原生材料量的25%。2.5垃圾焚烧在当前城市生活垃圾的处理技术中,焚烧处理技术方式已仅次于填埋技术方式而位居第2位,特别是在一些国土面积小、人口密度高、经济和技术发达的国家和地区,已成为第1位的处理技术。垃圾焚烧是将垃圾放在特殊设计的封闭炉中,在超过1200的高温下烧成灰烬,然后将
17、灰烬填埋。目前世界上使用较广的垃圾焚烧处理技术主要有机械炉排式、回转式、流化床、热解气化等4种。此技术最大的优点就是减容效果好,一般体积和重量可分别缩减70% 90%和50% 80%,焚烧垃圾能使难降解和易腐败等可造成公害的有机物燃烧成为无机物和二氧化碳,而病原性微生物在高温下完全灭尽,使垃圾变成安定的、无害的灰渣类物质。焚烧后产生的热能可供发电或转化成动力等。但是,垃圾焚烧处理要求垃圾必须达到一定的热值,即要求垃圾中的可燃物的含量达到一定水平。聂永丰等报道,生活垃圾焚烧处理必须满足:热值3360 kJ/kg,水分50%,灰分16%,可燃物22%,且该技术一次性投资大,运行费用高,管理和设备维
18、修要求较高;另外,垃圾燃烧还会产生二噁英等有毒气体,对周围环境造成严重污染。3.焚烧处理技术3.1工艺流程生活垃圾焚烧厂的系统构成因所采用的焚烧处理设备的不同而异。但一般来说，垃圾焚烧厂的基本内容大体相同，都包括有前处理系统、垃圾焚烧系统、余热利用系统、烟气处理系统和自动控制系统等，其一般的工艺流程如图3所示。图3.垃圾焚烧厂的一般流程垃圾焚烧厂的工艺流程可描述为：前处理系统中的垃圾与助燃空气系统所提供的空气在焚烧炉中混合燃烧，燃烧所产生的热量被余热锅炉加以回收利用，经过降温后的烟气送入烟气处理系统处理后，经烟囱排入大气；垃圾焚烧产生的炉渣经炉渣处理系统处理后送往填埋场；各系统产生的废水送往废
19、水处理系统，经处理达标后可排入河流等受纳水域或再利用；上述一系列处理过程都可以通过自动控制系统加以控制。3.1.1前处理系统前处理系统也称为垃圾接收与储存系统，其一般的工艺流程为垃圾运输车地衡垃圾卸料平台垃圾储坑。3.1.2焚烧系统焚烧系统是垃圾焚烧厂中最关键的系统，其一般的工艺流程如图4。图4.垃圾焚烧系统的一般流程3.1.3余热利用系统从焚烧炉中排出的高温烟气必须经过冷却才能排放，降低烟气温度可采用设置余热锅炉或喷水冷却的方式。设置余热锅炉的余热利用系统，回收能量的方式有多种：利用锅炉所产生的蒸汽驱动汽轮发电机发电，这种方式在现代化垃圾焚烧厂中应用最广；提供给蒸汽需求单位及本厂所需的一定压
20、力和温度的蒸汽；提供热水需求单位所需热水。3.1.4烟气处理系统烟气处理系统主要是去除焚烧烟气中的烟尘颗粒、硫氧化物、氮氧化物、氯化氢、二噁英类及重金属等有毒有害物质，以达到国家规定的烟气排放标准，避免二次污染的产生。生活垃圾焚烧厂中典型的烟气处理工艺可分为干式、半干式和湿式3类，其流程如图5。图5.垃圾焚烧厂烟气处理典型工艺流程3.1.5自动控制系统现代化的垃圾焚烧厂，普遍采用焚烧炉自动化燃烧控制系统，基本实现了垃圾供料、焚烧的一体化、自动化。另外，垃圾称量、接收、灰渣输送、吊车运行等过程也实现了自动化。自动控制的内容主要包括以下三个方面：设施运行管理的数据处理自动化；垃圾、炉渣运输车辆的管
21、理和作业自动化；设备运行操作自动化。3.2技术构成焚烧炉技术和烟气净化技术是垃圾焚烧厂最重要的技术。3.2.1焚烧炉技术目前，国内垃圾焚烧厂所采用的焚烧炉主要有机械炉排、循环流化床和回转窑3种型式。机械炉排种类繁多，主要包括以下几种：并列摇动式炉排；台阶往复式炉排；逆动往复式炉排；台阶式炉排；履带式炉排；滚筒式炉排。3.2.1.1回转窑垃圾焚烧炉回转窑焚烧炉技术的燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑，其内壁可采用耐火砖砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保护滚筒。它是通过炉本体滚筒连续、缓慢转动，利用内壁耐高温抄板将筒体下部垃圾在筒体滚动时带到筒体上部，然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒内翻滚，可与空气
22、得到充分接触，经过着火、燃烧和燃尽3个阶段进行较完全的焚烧。回转窑焚烧炉是一种成熟的技术，如果待处理的垃圾中含有多种难燃烧的物质，或者垃圾的水分变化范围较大，选择回转窑是较理想的。改变回转窑的转速，可以影响垃圾在窑中的停留时间，并且对垃圾在高温空气及过量氧气中施加较强的机械碰撞，能得到可燃物质及腐败物含量很低的炉渣。但该技术也有一些明显的缺点：炉体转动缓慢，垃圾处理量不大，燃烧不易控制，其耐火材料衬里磨损严重，维修频率较高，它对垃圾的颗粒度也有一定的要求。这使它很难适应发电的需要，在当前的垃圾焚烧发电中应用较少。图6.回转窑焚烧炉结构示意图3.2.1.2流化床垃圾焚烧炉流化床焚烧炉没有运动的炉
23、体和炉排，炉体通常为竖向布置，炉底设置了多孔分布板，并在炉内投入了大量的石英砂作为热载体。点炉时先将炉内的石英砂通过喷油预热，使石英砂加热至适当的温度，并由炉底鼓入热空气（200以上），使砂沸腾，再投入垃圾。垃圾进炉碰到高温的砂石被托浮在空中，同砂石一同沸腾，垃圾很快燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻，继续沸腾燃烧，燃尽的垃圾比重开始增加，逐步下降同一些砂石一同落到炉底，通过排渣装置排出炉体。水淬冷后，分选设备将粗渣、细渣送到厂外，留下少量的中等颗粒渣和石英砂，被提升机送到炉内循环使用。 图7.流化床焚烧炉结构示意图流化床焚烧工艺特点：焚烧的物料与空气的接触面积大，燃烧效率高；可较方便地
24、掺烧煤，燃烧稳定，能提高经济效益。但流化床焚烧炉对进炉垃圾粒径有要求，通常希望进炉垃圾粒径不大于150 mm，所以需要配备大功率的破碎装置，否则就保证不了垃圾在炉内完全呈沸腾状态，大一点的物料会直接落到炉底被排出，不能完全燃烧。由于我国生活垃圾热值普遍较低，目前有部分城市的垃圾焚烧厂采用掺烧煤的流化床垃圾焚烧技术，例如绍兴市垃圾焚烧发电厂，该厂焚烧垃圾量400 t/d，混烧煤量100 t/d，每小时发电量15MWh。这种技术在我国刚刚应用，并且掺烧大量的煤，不符合垃圾焚烧的产业政策，目前还处于实验摸索阶段。 3.2.1.3炉排型垃圾焚烧炉炉排型垃圾焚烧炉的使用历史长、品种多、技术成熟，运行可靠
25、性高，而且炉子的结构比较紧凑，热效率较高。目前国内选用炉排炉的垃圾焚烧厂较多，例如：天津双港垃圾焚烧厂、北京高安屯垃圾焚烧厂、上海浦东新区垃圾焚烧厂、深圳南山垃圾焚烧厂、宁波垃圾焚烧厂等均选用的是炉排炉。一般炉排炉的燃烧可分为3个阶段：第一段为加热段，垃圾在这里被预热、气化；第二段为燃烧段，垃圾在这里进行焚烧；第三段为燃尽段，垃圾在这里被燃尽，并排出焚烧渣。这种炉排炉的特点是通过活动炉排移动，推动垃圾从上层落向下层，对垃圾起到切割、翻转和搅拌的作用，实现完全燃烧，多米体育网址它的炉排是由特殊合金制成的，耐磨、耐高温，炉膛侧壁和天井由水冷或耐火砖炉壁构成，保证垃圾在控制温度条件下燃烧、燃尽。 图8.机械式炉
26、排3.2.1.4主要3种类型焚烧炉综合性能比较 下面就主要3种类型的焚烧炉进行综合性能比较，见表2。表2.典型焚烧炉综合性能比较从表2中可以看出：回转型焚烧炉对低热值高水分的垃圾着火困难，垃圾处理量小，不适应我国垃圾焚烧发电工程。从技术上看，流化床焚烧炉用于垃圾焚烧发电是可行的，但目前该技术还处于实验摸索阶段，并未大规模推广。机械炉排焚烧炉技术完善可靠，垃圾处理量的范围大，对垃圾的适应性强，不但适应欧洲的高热值垃圾，对含水率与灰分较高而热值较低的亚洲垃圾也适用，运行维护方便，燃烧效率高，是目前垃圾焚烧发电采用最多的焚烧设备。3.2.2烟气净化及其工艺烟气净化工艺是按垃圾焚烧过程产生的废气中污染
27、物组分、浓度及需要执行的排放标准来确定。在通常情况下，烟气净化工艺主要针对酸性气体（HCl，SOx）、颗粒物及重金属等进行控制，其工艺设备主要由两部分组成：酸性气体脱除和颗粒物捕集。目前，国内外垃圾焚烧行业的烟气净化工艺主要为它们的不同组合。3.2.2.1酸性气体脱除设备酸性气体脱除设备可分为干式洗涤塔、半干式洗涤塔、湿式洗涤塔3种型式。3.2.2.1.1干式洗涤塔干式脱酸法设备简单、一次性投资较低，但对酸性气体的去除效果较差，比较适合于经济相对落后且排放标限较宽松的国家和地区。3.2.2.1.2半干式洗涤塔半干法工艺较成熟，具有良好的应用实践，其脱硫效率介于干法和湿法之间，尤其是脱氯效果较好
28、。由于垃圾焚烧烟气中含SO2少，含HCl多，因此半干法非常适用于垃圾焚烧烟气的净化，它不仅可以满足烟气SO2浓度排放要求，同时可以保证较高的脱氯效率。目前，该工艺在垃圾焚烧电厂烟气脱酸系统中的应用越来越多。3.2.2.1.3湿式洗涤塔湿式洗涤塔与其他型式的酸气去除设备相比较，其最大的优点是酸的去除效率高，但需要消耗大量的水，其工艺过程中的排水需要进一步处理，并且湿法净化后的烟 图9.湿式洗涤塔结构示意图 气温度大大降低，常需加热后从烟囱排入大气。其初投资和运行费用均较高，约为半干法系统的1.75倍。欧洲国家在水源较充足及对废水处理的排放要求相对较松的地方，大多采用此处理方式。3.2.2.2粒状
29、污染物去除设备目前，常用的除尘设备主要有静电除尘器和布袋式除尘器。这两种除尘器均可达到废气粒状污染物排放标准80 mg/m3目标，但静电除尘器效率再提高的可能性不大，如果布袋除尘器采用聚四氟乙烯薄膜滤料（PTFE），则粒状污染物可降至10mg/m3以下。布袋式除尘器对未反应的碱性吸收剂可再利用，对酸气有二次脱除的效果，提高脱酸效率，降低石灰用量，减少反应剩余物数量。布袋式除尘器对微小粒状物有良好的捕集效果。Stan-more B R和Sam-Cwan K已证实，重金属及二噁英、呋喃等一般凝结于1m的微小粒状物的表面，布袋式除尘器对这些毒性物质具有较高清除效率，而使用静电除尘器使二噁英与呋喃有再
30、合成的可能。焚烧烟气中有一定数量的重金属，特别是汞和镉，它们以气溶胶和气体状态出现，降温后凝结成微粒，这些有毒有害物质，其中一部分悬浮在烟气中，而大部分吸附在其他固体粒子上，散发到空气中去。减少微粒粉尘的排放就是减少重金属微粒的载体，最终是减少排烟中的重金属浓度。两种除尘器性能比较见表3。表3.布袋式除尘器、静电除尘器性能比较 布袋除尘器的不足之处是滤袋寿命较短、维护工作量较大，致使其日常运行费用略高于静除尘器。另外，布袋除尘器对进入烟气的温度要求比较严格，烟温过高，滤袋损坏；烟温过低，烟气中的酸气冷凝成酸滴，滤料受腐蚀而损坏。因此，其上游设备设置半干法脱酸塔比较合适，半干法脱酸塔能有效控制进
31、入布袋除尘器烟气的酸度及温度，同时需设置良好的自控装置及旁通管。 图10.布袋除尘器结构示意图 图11.静电除尘器结构示意图、实物图3.2.2.3烟气净化组合工艺比较 表4.烟气净化组合工艺比较根据烟气成分及污染排放标准，烟气统由脱酸系统与除尘设备组合而成。现行组合大致有以下4种形式：湿式洗涤除尘器；半干法脱酸塔+布袋除尘器；脱酸塔+静电除尘器；干法脱酸塔+布器。各种组合的性能比较如表4所示。由表4可以看出烟气净化组合工艺的特点。湿式洗涤塔+布袋除尘器的组合工艺的建设和运行费用较高，从经济性的角度考虑，不宜采用。干法脱酸塔+布袋除尘器的组合工艺对酸性气体的脱除效果较差，从环保的角度考虑，不宜采
32、用。半干法脱酸塔+静电除尘器的组合工艺运行过程中，存在二噁英与呋喃的再合成现象，也不宜采用。半干法脱酸塔+布袋除尘器的组合工艺不仅能满足污染物的排放标准，而且建设和运行的费用适中，比较适合发展中国家采用。4.焚烧处理技术优缺点4.1独特优点4.1.1 能够使垃圾的无害化处理更为彻底。经堆肥和焚烧。过8501100的高温焚烧过程，垃圾中除重金属以外的有害成分充分分解，大量细菌、病原体能被彻底消灭，各种恶臭气体大部分得到高温分解，尤其是对于可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒有机物几乎是唯一有效的处理方法。4.1.2 垃圾减量化效果显著。焚烧处理可以使垃圾体积减少90%左右，重量减轻80%85%。焚烧
33、产生的灰渣可以作为水泥的原材料或者用于制砖、筑路，还能从中回收少量的金属，有效遏制了垃圾堆存量的迅速增长。4.1.3 可实现垃圾的资源化利用。城市垃圾中含有大量的可燃物质，垃圾焚烧产生的热里可以回收利用，用于供热和发电，使垃圾中化学能向高品位电能转换，变废为宝，具有可观的经济效益。4.1.4 垃圾焚烧工艺简单、运行可靠，处理垃圾速度快，处理量大。余热锅炉、蒸汽动力循环、热电联产等技术成熟可靠。4.1.5 对环境的影响较小。现代垃圾焚烧技术强化了对焚烧产生的有害气体的处理，通过采用先进的焚烧技术和严格的烟气处理工艺，能够大大减少垃圾焚烧产生的有害气体的排放，垃圾渗滤液可以喷人炉内进行高温分解，不
34、会出现污染地下水的情况。垃圾渗滤液主要产生于垃圾贮坑，是垃圾在贮坑中发酵腐烂后，垃圾内在水分释放造成的。垃圾渗滤液通过喷人焚烧炉内燃烧，废水中的有机物由燃烧过程分解，能够去除有机废水。4.1.6 能够节约大量的土地。焚烧厂占地面积小，建设一座日处理1000吨生活垃圾的焚烧厂，只需占地100亩，按运行25年计算，共可处理垃圾832万吨。而且可以在靠近市区的地方建厂，缩短了垃圾的运输距离。4.2局限不足4.2.1对垃圾的热值有一定要求。不是任何垃圾都可以焚烧的,通常要求低位热值大于4 127KJ/kg,水分54%,可燃物含量22%。我国城市生活垃圾中的可燃物是厨房类垃圾、塑料、废纸等高热值垃圾的含
35、量较小,与国外相比,垃圾热值仍然较低,如:美国为1166913976KJ/kg,英国为1214213188KJ/kg,日本为11723 12560KJ/kg,我国香港为10048KJ/kg,巴黎为7752KJ/kg,德里兰为5070KJ/kg,北京为43506560KJ/kg,深圳为5066KJ/kg。由于厨房类垃圾含量及其含水量的季节性波动大,导致垃圾热值季节性的变化较大和垃圾的含水量较高,在引进国外先进技术和焚烧炉时,达不到预期目的,还需要重新设计。4.2.2焚烧处理成本较高。由于我国焚烧技术发展较晚,需要从国外引进焚烧炉或焚烧技术,一次性投资较高。从国外引进技术在国内生产制造的焚烧炉,由
36、于炉排和焚烧炉自控系统必须使用国外产品,价格居高不下,日处理每吨垃圾投资在4070万元之间,差不多是其它处理方法的510倍,是我国目前大多数城市承受不起的。如深圳市引进日本设备,处理成本为33美元/t,投资和运行成本都是很昂贵的。4.2.3二次污染问题。焚烧垃圾的过程中会产生大量的烟气和粉尘,不仅会带走近30%的热量,而且控制不好,还会产生二次污染,尤其是产生的剧毒物质二恶英最受关注。垃圾中的氮和硫在高温焚烧过程中,将形成NOX和SOX,特别是当垃圾中含有氯元素时,燃烧中产生硫化物和氯化物,这些有害气体将随烟气排入大气而污染环境。5.垃圾焚烧发电厂5.1各国垃圾焚烧发电厂概况美国生活垃圾焚烧平
37、均产生电能为520kWh/t，而垃圾填埋处理平均产生电能为20Kwh/t。2007年美国87座垃圾焚烧发电厂，每天焚烧处理量约为9.5万吨，发电能力2500MW，可以满足2300万个家庭的用电需求，垃圾焚烧发电产值100亿美元，提供了超过6000个就业岗位及超过4亿美元的年工资额。2003年1月14日，美国环保署发布的报告指出“垃圾焚烧产生的电能与其他来源产生的电能相比，其对环境影响几乎是最小的”；2009年9月2日，美国环保署发布的报告指出，2006年美国生活垃圾焚烧量为3100万吨，由于对垃圾焚烧进行热能利用，相当于减排1700万吨二氧化碳当量温室气体。日本2006年有293座生活垃圾焚烧
38、发电厂，总装机1590MW，当年共发电72亿kWh，相当于197万户居民的年用电量。2007年10月10日，欧盟环境署正式将垃圾焚烧纳入回收利用范畴。欧盟调查发现，填埋比例低、焚烧比例高则回收利用的比例高，反之则低。欧盟估计，2007年27国通过生活垃圾焚烧共获得相当于614.43万吨油当量（toe：定义为107千卡，相当于1吨原油的净热值含量），其中发电量合计139.619亿kWh。德国环境部门（UBA）2008年公布的一项报告表明，当生活垃圾不适宜回收利用时，进行焚烧处理是符合生态要求的处理手段，对生活垃圾焚烧并进行能源利用相当于替代煤、油等化石能源，德国因此每年相当于减少了975万吨CO
39、2温室气体排放（德国2007年生活垃圾焚烧量为1780万吨）。 图12.欧盟国家生活垃圾处理方式5.2我国垃圾焚烧发电厂概况与发达国家相比，我国生活垃圾焚烧处理厂整体建设运行时间不长，相应的经验还没有得到认真的总结。一些非主流或不成熟的焚烧技术设备还在不断进入市场。垃圾焚烧与填埋处理相比，具有占地小、场地选择易、处理时间短、减量化显著（减重一般达70%，减容一般达90%）、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点，在发达国家已得到广泛应用。我国许多地区人口密度高，特别是东部及南部沿海地区的许多城市，土地资源非常宝贵，焚烧处理会逐步发展 图13.垃圾焚烧发电厂 成为这一地区生活垃圾处理的重要手段
40、。目前，我国城市垃圾焚烧处理发展较快，2009年焚烧处理能力是2000年的25倍，达到7.12万吨/日。 图14. 2000-2009年我国城市垃圾焚烧处理能力变化到2010年5月底，国内已经建成的垃圾焚烧发电厂有82座，总处理能力约为7.0万吨，总装机容量超过1400MW，其中采用炉排炉和流化床炉的焚烧厂占了主要部分，但炉排炉的实际焚烧处理量要明显高于流化床炉的处理量。 表5.我国建成的生活垃圾焚烧厂技术统计分析（2010年） 5.3 建议如何建立可持续的城市垃圾焚烧系统并不仅仅是围绕“技术”问题它还会受到各种因素影响。诸如垃圾成分、垃圾分类程度、污染排放检测的科学性和透明性、法律法规体系、
41、污染排放控制管理质量、操作人员意识等。城市生活垃圾处理的当务之急不仅仅是寻找最优的处理技术更重要的是加强社会各界的环保意识，促进环境成本的内部化。无论从经济效益和环保效益看还是从垃圾焚烧及尾气净化技术角度讲城市生活垃圾焚烧技术都具有较高的可行性。针对我国当前城市生活垃圾处理现状，对我国城市生活垃圾焚烧资源化利用提出如下建议：5.3.1加大垃圾分类收集和回收利用力度日前我因经济水平不高垃圾管理体制尚不健全导致目前我同很多城市生活垃圾的发热量较低。建议在社区和小区展开垃圾分类化管理，一方面实现垃圾巾可资源化废品的回收利用，实现城市生活垃圾资源化利用。另一方面可以提高焚烧垃圾的品质，提高焚烧效率。5
42、.3.2加快焚烧技术引进吸收以及关键设备国产化进程国内垃圾焚烧设备及尾气净化装置大都依靠引进国外先进技术及装备目前对技术的消化吸收程度还较低，缺乏相对的独立自主知识产权，导致投资巨大，亟需加大研发投入，加快设备国产化进程，实现城市生活垃圾高效廉价无害化处理。虽然浙江大学热能工程研究所和中国科学院等单位开发的流化床焚烧炉已投入运行并完全实现了国产化，但由于国内垃圾焚烧技术起步较晚，还缺乏长期运行经验。而且对尾气污染物的高效治理仍以各种污染物独立脱除为主导致占地面积大、费用较高建议将垃圾焚烧处理技术、焚烧尾气多种污染物协同脱除技术纳入国家“十二五”科技发展规划，加大攻关力度。5.3.3扶持具有自主
43、知识产权的垃圾焚烧尾气净化技术日本的经验充分证明对环保产业和污染控制的大量投资不仅不会影响影响经济的发展反而会消除总量控制可能带来的负面影响，并极大地促进环保产业的发展。近年来。我国加快了对垃圾焚烧尾气净化技术的自主创新研发工作，开发出了系列适合我国国情的具有完全自主知识产权的垃圾焚烧尾气净化技术如浙江大学的电厂锅炉多种污染物协同脱除技术，为燃煤锅炉及垃圾焚烧炉提供了一项高效、可行的环保治理技术。，应从政策上对自主知识产权的垃圾焚烧尾气净化技术给予必要的扶持，同时实施垃圾焚烧尾气净化技术标准和规范，并引入市场竞争机制，限制、淘汰落后技术进入市场，引导我国垃圾焚烧尾气净化技术朝着健康的方向快速发
44、展促进我国垃圾焚烧尾气净化技术的国产化、工程化、产业化推广应用，解决垃圾焚烧过程产生的尾气污染问题，从而推动我国垃圾焚烧发电行业的发展。5.3.4提升污染物排放检测技术及检测结果透明性垃圾焚烧尾气污染物实时监控力度有待加强，需要及时透明的公布检测结果科学普及人们对城市垃圾焚烧及尾气净化技术的认识争取公众对垃圾焚烧技术形成正确的认识建立和完善听证制度。由于二噁英等物质的实时检测难度较大检测费用较高因而亟需发展快速高效低成本的检测技术。建议加大二噁英实时检测监控技术研究力度。5.3.5健全法律法规标准建设进一步规范城市生活垃圾处理标准，健全相关法律法规依法完善生活垃圾处理信息报告和污染环境防治信息
45、发布制度，加强监管，以确保城市生活垃圾处理设施按标准规划、选址、设计、建设和运行管理。6.结语垃圾焚烧发电是最有效的垃圾减量化、无害化、资源化处理手段，对解决“垃圾围城”这一难题具有积极作用，且符合我国循环经济发展要求，正逐渐成为大中型城市主要垃圾处理方式。随着垃圾分类投放、分类处理的规范化和国产化焚烧炉技术水平的提高，垃圾焚烧安全性将不断提高，焚烧发电的投资运营成本将进一步降低，焚烧发电效率也有较大提升空间，客观上为垃圾焚烧发电产业的发展奠定了坚实基础。加之国家政策的良好引导和大力支持，我国的垃圾焚烧发电产业将有更加广阔的发展空间。垃圾焚烧必须行之有效！ 参考文献：1徐旭,陈彤,严建华等光催
46、化降解垃圾焚烧炉飞灰中二噁英的实验研J.环境保护科学,2007.2郭辉东.垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究J.环境科学与技术,2011.3徐旭,严建华,岑可法.垃圾焚烧过程二噁英的生成机理及相关理论模型J.能源与环境,2004:42-45.4谷月玲,陈彤,施正展.HGGC-LRMS测定垃圾焚烧炉布袋飞灰中的二噁英物质J.5小林,康男.垃圾焚烧与二噁英C.第二届中日固体废物处理处置与资源化术研讨会论文集.北京:1999,11.6李其云,闫和钢,冷鹏.简述二噁英降解方法的研究进展J.中国环境管理干部学院学报,2009,19(3):70-73.7李润东,聂永丰,李爱民,等.垃圾焚烧飞灰熔融过程二噁英分解特性J.化工学报,2004,55(4):668-672.8洪永哲,董永生.二噁英(dioxin)污染及其处理J.环境科学与技术,1985:6-9.9邹川.典型行业PCDD/Fs排放特征及其控制研究D.广州:华南理工大学,2012.10李建新,王永川,严建华.城市垃圾焚烧飞灰资源化利用前景分析J.电站系统工程,11陆胜勇.垃圾和煤燃烧过程中二噁英的生成、排放和控制机理研究D.浙江:浙江大学,2004.12郭东辉.垃圾焚烧飞灰中二噁英削减技术研究J.环境科学与术,2011,
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