北京市固体废物处理厂商标
目前,国内外广泛采用的城市生活垃圾处理方法主要有卫生填埋、堆肥、焚烧和发酵产沼气。2008年的统计数据显示,焚烧是发达国家处理生活垃圾的主要方式,日本、新加坡、法国、比利时、德国、荷兰、瑞士、丹麦和瑞典的焚烧比例分别为79%、465、438+0%、32%、36%、35%、39%、59%和54%。
近年来,随着土地资源的日益短缺和垃圾热值的不断增加,我国焚烧方式的比重呈上升趋势,堆肥处理在缩小,卫生填埋场的数量和处理能力在增加。据中国住房和城乡建设部近期统计,截至2010年9月,全国城市、县城和部分城镇已建成生活垃圾无害化处理设施849个,其中卫生填埋场676个,堆肥厂90个,焚烧厂90个,综合处理厂76个。无害化处理能力399702吨/日,其中卫生填埋281.927吨/日,堆肥1.950吨/日,焚烧68865吨/日,综合处理46960吨/日。卫生填埋、焚烧和堆肥处理能力比例分别约为70.5%和65438。
1.1卫生填埋法
卫生填埋是国内外广泛采用的垃圾处理技术,也是不可或缺的垃圾最终处理技术(王伟,2008)。由于土地面积大,填埋的成本比美国焚烧低,填埋主要用于处理垃圾,占垃圾处理量的50%;英国土壤结构中有20 ~ 30m的天然土层,抗渗能力好,适合填埋,所以填埋技术应用广泛,占55%。我国填埋比例为81%。
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1.1.1填埋法的技术状况
填埋处理将垃圾埋入地下,通过微生物的长期分解,将其分解为无害的化合物。该处理技术成熟,操作管理简单,处理量大,运行费用低。它可以处理和处置各种废物,可以利用填埋气发电,为城市提供电力或热能。
目前,国外大多数现代化大型生活垃圾卫生填埋场采用单元填埋方式,垃圾分层压实,每日覆盖。垃圾填埋场防渗处理以合成材料为基质,填埋沼气通过收集管排放,直接安全燃烧,或通过管网系统收集,再演变为能源回收利用。我国生活垃圾填埋场可分为三类:简易填埋场;受控填埋;卫生填埋场,严格按照标准建设运营的卫生填埋场数量少。我国大部分地区采用厌氧填埋法。1.1.2填埋法存在的问题
在城市化快速发展的今天,垃圾填埋场的选址越来越困难。卫生填埋占用大量土地资源,填埋占用时间长,不利于土地资源的再利用。而且填埋过程中会产生大量的渗滤液、填埋气体和垃圾粉尘,对环境造成污染。
1.2焚烧法
焚烧具有处理量大、速度快、占地面积小等优点,是生活垃圾减量化、无害化和资源化的有效途径。目前,日本、瑞士、比利时、丹麦、法国、卢森堡、瑞典、新加坡等国家的焚烧比例已经接近或超过填埋。垃圾焚烧也成为我国垃圾处理的一个重要方向。然而,由于我国生活垃圾成分复杂,缺乏有效的分类收集,热值较低,虽然近年来垃圾焚烧发电发展迅速,但总量占比仍然较低,主要集中在东部沿海发达地区。1.2.1焚烧法的技术状况
焚烧是对城市固体废物进行高温热化学处理,使其变成无机灰的过程。在800 ~ 1000℃左右的高温下,城市生活垃圾中的可燃成分与空气中的氧气发生剧烈反应,并在此过程中释放能量,产生高温燃烧气体和少量性质稳定的固体残渣。垃圾焚烧产生的高温气体可作为热能回收利用,焚烧得到的性质稳定的残渣可直接填埋。这种方法减量化效果明显,焚烧后体积一般可减少80% ~ 90%。占地面积小,选址灵活,可建在市区,节省垃圾运输费用。
国外焚烧技术发展比较成熟,机械炉排焚烧炉的类型也比较成熟。目前,美国、德国、日本等发达国家相继开展了生活垃圾气化熔融技术的研究。我国垃圾焚烧技术主要有炉排炉技术和流化床技术,其中炉排炉技术占很大比重且主要引进国外技术,流化床技术主要以国内技术为主。1.2.2焚烧法存在的问题
垃圾焚烧面临的主要问题是垃圾焚烧尾气的产生,尾气中含有颗粒物、SO2、SO3、NOX、HCl、HF、重金属和二噁英等多种污染物,其中二噁英是最受关注和争议的。尤其在我国,生活垃圾水分和灰分高,热值低,需要更多的辅助燃料。除少数经济发达城市外,其他城市的混合垃圾热值低,炉渣含量高,但焚烧飞灰尚未得到安全处置(赵树青等,2011)。
因此,近年来,生活垃圾焚烧厂的建设备受质疑。
1.3堆肥法
目前,国内外堆肥处理率在逐渐降低。虽然我国传统堆肥技术历史悠久,但由于我国垃圾分类实施不力,堆肥处理率不高。1.3.1堆肥法技术状况
堆肥法是利用自然界中的微生物降解垃圾中的有机物,将其转化为稳定的腐殖质,可以用作肥料。目前国外发展较快的堆肥方法有庭院垃圾堆肥和有机复合肥制造技术。我国常见的生活垃圾堆肥技术有简易高温堆肥技术和机械化高温堆肥技术。
1.3.2堆肥法存在的问题
堆肥设备技术水平低,发酵过程中易产生臭味,工艺条件难以控制,难以保证堆肥设施长期、连续、稳定运行,堆肥效率低。同时,垃圾中的有害成分对大气、土壤和水源造成了严重污染,不仅破坏了生态环境,也严重危害了人类健康。
1.4厌氧发酵技术
厌氧发酵技术可以更好地实现生活垃圾的资源化、无害化和减量化。2006年,欧洲运营和建造的厌氧发酵工厂总数达到124 (Kelleher,2007)。目前,厌氧发酵技术在我国逐渐发展,厌氧发酵处理厂也逐渐建成。1.4.1厌氧发酵处理技术状况
厌氧发酵是指微生物在特定的厌氧条件下分解有机废物,其中的碳、氢、氧转化为甲烷和二氧化碳,而氮、磷、钾等元素则留在残渣中,并转化为易于被动植物吸收利用的形式。国外厌氧发酵技术主要有高温和中温厌氧发酵;干发酵和湿厌氧发酵;单级和多级厌氧发酵。1.4.2发酵生产沼气中的问题
生活垃圾直接厌氧发酵产沼气难度大,工程应用不成熟,而且不是所有的生活垃圾都适合厌氧发酵产沼气。因此,要达到理想的处置效果,首先要对垃圾进行分类,然后严格控制生产过程。
2国内外生活垃圾处理技术的发展趋势
填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法,尽管填埋处理率有下降趋势,但仍占据重要地位,尤其是在不发达国家。垃圾焚烧也成为我国垃圾处理的一个重要方向。随着我国城市垃圾焚烧技术的不断提高,焚烧余热的利用,尤其是余热发电,已经进入加速起步阶段。与此同时,国外焚烧发电和厌氧发酵生产沼气的技术仍在稳步发展。厌氧发酵工厂已在中国逐步建立。
但是,由于生活垃圾成分复杂,单一的垃圾处理技术存在一定的弊端,造成二次污染或资源浪费。从节能减排和循环经济的角度,垃圾分类回收,垃圾综合
联合治疗是未来的发展趋势。2.1垃圾分类回收发展
生活垃圾分类收集和回收是垃圾的预处理,是根除生活垃圾污染的根本途径,是发展循环经济的前提。通过分类收集,不仅可以循环利用资源,还可以减少垃圾体积,降低运费成本,降低垃圾处理难度,最终降低垃圾处理成本。同时,垃圾分类收集可以简化垃圾处理工艺,提高垃圾处理效率。垃圾分类收集后,里面的可燃成分可以燃烧发电,提高了热效率;易降解的有机物可以挑选出来进行堆肥,提高堆肥的质量;它可以降低填埋场中湿垃圾和有毒垃圾的含量,减少环境污染。
目前国外先进国家对居住技术分类监管严格。在日本,垃圾分类已经成为市民的生活习惯和社会的普遍要求。在我国,目前大部分城市的生活垃圾仍采用混合收集,干电池、废灯等大量有害物质未经分类直接进入填埋场,不仅增加了垃圾的运输和填埋量,也增加了垃圾无害化处理的难度。到目前为止,中国还没有一个城市全面实施垃圾分类收集。
因此,中国应该向国外发达国家学习,实现垃圾分类。第一,提高居民的环保意识,让垃圾分类收集深入人心。借鉴国外经验,提倡使用垃圾袋(筒)系统;构建垃圾资源化产业链;完善法律法规、政策引导和政府监管。
2.2垃圾焚烧发电技术
城市生活垃圾焚烧发电是指利用焚烧炉焚烧城市生活垃圾中的可燃物质,通过高温焚烧,消除垃圾中的大量有害物质,达到无害化、减量化的目的,同时将回收的热能用于供热、供电,实现资源化利用。垃圾焚烧后产生的惰性残渣可填埋或作为二次建材,燃烧2吨垃圾产生的热量约相当于1吨煤。
垃圾发电在发达国家是一个成熟的产业,已经进入产业化和市场化的成熟阶段。发达国家对垃圾焚烧发电技术的环境友好性进行了考察,焚烧发电技术在发达国家已经得到广泛应用。
我国于1985年开始首次引进垃圾焚烧发电技术。2007年6月发布的《节能减排综合工作方案》和《中国应对气候变化国家方案》均鼓励发展垃圾焚烧发电,作为减少二氧化碳排放的垃圾处理方式。2009年全国垃圾发电厂140余座,但主要分布在北京、天津、上海、重庆、广东、浙江、江苏等经济发达的城市和地区。2010年8月,北京高安屯垃圾焚烧厂正式通过环保部竣工环保验收现场检查。是北京市第一座现代化大型垃圾焚烧厂,采用先进的机械炉排炉技术,可确保垃圾焚烧产生的大气污染排放指标严格控制在国家标准和北京市地方标准。预计“十二五”期间,我国将新增8万~ 65438+万t/d生活垃圾焚烧发电厂,70 ~ 80座生活垃圾焚烧发电厂。
2.3水泥窑和垃圾焚烧厂的联合处理
发达国家寻求新的生活垃圾处理技术与工业合作。
垃圾管理技术逐渐成为处理生活垃圾的新视角。现有的固体废物工业处理不仅可以消除废物对环境的污染,而且可以为现有工业提供原料和燃料。国外已经开发了多种水泥工业和生活垃圾共处置技术,并取得了明显的效果。例如,日本的水泥厂使用垃圾焚烧厂焚烧生活垃圾时产生的灰烬和飞灰等废物作为水泥生产的替代原料。
由于我国垃圾的特殊性,发达国家的处理技术只能借鉴。因此,有必要开发适合我国垃圾成分和特点的水泥工业生活垃圾处理技术。目前,我国已经成功开发了水泥窑与垃圾焚烧炉联合技术,即在水泥回转窑旁边设置一座垃圾焚烧炉,水泥窑与焚烧炉联合处理生活垃圾。该技术能充分利用垃圾的热能和灰渣,污染物排放少,无需二次处理,投资少,成本低。该处理技术不需要额外的燃料,垃圾焚烧温度可达900℃,满足垃圾焚烧的温度控制要求,850℃以上烟气停留时间超过2s,防止二噁英的产生。垃圾焚烧起到替代燃料的作用,可以实现垃圾的无害化、资源化、无残渣化处理。
2.4水泥窑焚烧-厌氧消化工艺组合
利用水泥窑综合处理生活垃圾,如水泥窑-厌氧消化技术,是我国生活垃圾多元化处理的新模式。
垃圾分类后,可燃成分可用于水泥窑或焚烧厂焚烧,而有机易腐垃圾采用厌氧消化技术,特别适用于含水率高、易降解有机物的处理。在厌氧消化过程中,有机物中的大部分碳以沼气和部分二氧化碳的形式释放出来进行处理。沼气经净化处理后可用于发电,发电后的热尾气可作为替代燃料的干燥热源。
水泥窑内的高温可以保证有机物的完全燃烧;物料和气体在窑内停留时间长,有足够的焚烧时间;水泥窑容积大,热稳定性好,能提供连续稳定的焚烧环境;水泥窑是碱性的,便于废气的净化,重金属也会溶解在相关矿物的晶格中,不会造成二次污染。
3结论
目前,国内外的垃圾处理技术有填埋、堆肥、焚烧和发酵,但单一的垃圾处理技术都存在一些缺点。随着各国对节能减排、发展循环经济和进一步改善环境的要求,垃圾分类、资源化、焚烧发电技术和垃圾综合处理技术逐渐成为垃圾处理的发展趋势。