安徽省攻关计划项目申报书

领域方向及编号安徽省科技计划项目申报书项目名称：小城市垃圾气化焚烧综合利用成套技术与设备研发申报单位（公章）：主管部门：通讯地址：联系人、电话：申报日期：2安徽省科学技术厅制二○一○年编写说明1、本申报书适用于申报安徽省科技厅科技计划项目时使用，经主管部门审查签署意见并加盖公章后报送。2、申报单位指项目第一承担单位。3、主管部门指申报单位的所在市科技局或归口管理部门。4、文本规格为A4开，封面格式不变，正文一律用小4号宋体字打印，标题用小4号黑体字打印。一式四份。3项目申报书编写提纲一、项目概述随着经济的高速发展，人民生活水平的迅速提高，城市化进程的不断加快，城市生活垃圾产生量逐年增加。目前我国城市人均生活垃圾产生量已达350公斤/年左右。全国城市生活垃圾存量约为60多亿吨，并仍在逐年增加，占地面积已超过5亿立方米，全国垃圾围城现象普遍存在，城市生活垃圾已成为我国城市最严重的污染之一。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确提出，对固体废物污染防治实行无害化、减量化、资源化的原则。城市生活垃圾的无害化、资源化、减量化处理，是关系到保护和改善国民生活、生态环境、防治污染、改善传统发展模式，使国民经济发展与环境保护相协调，实现可持续发展的重要内容之一。目前，我国大中型城市生活垃圾焚烧发电技术已经成熟，截至到2010年3月份，全国已建和在建的垃圾焚烧发电项目共178个，其中已经建成投产项目80个，在建项目98个。但垃圾焚烧发电项目投资大，投资强度为50万/吨、天，且对垃圾处理量有一定规模要求，一般每天垃圾量低于600吨的不适宜于建设垃圾焚烧发电项目。按照4我国城市生活垃圾人均产生平均标准，每天600吨垃圾，相等于城市人口60万左右。同时垃圾焚烧发电要求地方政府垃圾补助费每吨不低于70元，给大多数不发达城市财政带来困难。因此，广大中小城市不适合采用先进的垃圾焚烧发电技术，除了卫生填埋技术之外，中小城市生活垃圾缺乏合适的无害化处理技术。按照2010年国家统计资料，全国664个设市城市中，人口在50万以下中小城市有578座，占城市总数的87%以上，这些城市每天垃圾产生量低于500吨，另外全国有1561个县城，人口规模在10万人以下，每天产生垃圾量在100吨以下，在经济发达地区还有众多的小集镇，人口5万人以下，每天产生垃圾量在50吨以下，粗略估计，全国需要50吨～500吨小型垃圾处理设施至少超过3000个，涉及投资近千亿元。本研究课题正是针对中小城市生活垃圾处理市场，研究一套经济、适用、无害化、减量化、资源化垃圾处理技术及成套设备，目标是使每天垃圾产生量在50吨～500吨之间的中小城市、县城、较大的集镇都能采用先进的垃圾处理技术处理生活垃圾，弥补除了卫生填埋没有技术的困境，让垃圾无害化处理率更高，垃圾处理过程更环保。二、国内外研究现状和发展趋势5目前国内外生活垃圾主要采用的处理方法有四种:卫生填埋法、堆肥处理法、焚烧法、综合处理。1、卫生填埋法将运送到填埋场的生活垃圾摊铺-压实-再摊铺-再压实,依次循环操作,当天填埋作业结束后及时覆土,在压实过程中根据实际情况进行消毒,以抑制蚊蝇鼠害的繁衍。同时对垃圾填埋场在水平方向和垂直方向分别进行防渗处理,并将垃圾渗滤液及填埋场产生的气体进行收集后集中处理。此方法处理城市生活垃圾技术成熟,所需设备简单,一次性投资相对较低,作为垃圾大规模处理技术在国内外一直占据很大比例。垃圾卫生填埋只是延长了垃圾处理时间，并未真正使垃圾得到彻底处理，几十年后仍然需要对填埋垃圾进行再处理，而且填埋场占地面积较大，对填埋场周边污染严重，随着各地经济不断发展，土地越来越紧张，垃圾填埋比重会逐渐降低，作为一种过渡技术，随着新的无害化技术发展起来后，垃圾卫生填埋会逐步退出舞台。2堆肥法堆肥是对垃圾进行资源化利用的有效方式。在人工控制的厌氧、好氧条件下,利用自然界中的各种微生物,对垃圾中的各种动、植物6性有机物质进行分解,形成稳定的腐殖质,同时杀灭垃圾中的多种致病微生物,达到资源化和无害化的目的。堆肥处理垃圾在工艺上分为好氧法和厌氧法两种,其区别在于微生物的种类和降解时所处的状态。好氧堆肥法是利用好氧微生物在有氧状态下对垃圾的有机成分进行分解达到稳定状态,并利用微生物降解过程中放出的热量杀灭垃圾中的寄生虫及致病微生物。好氧堆肥法发酵周期短、灭菌彻底,是目前垃圾堆肥的主要方式。厌氧堆肥由于其发酵周期长、堆温低等缺点较少采用。堆肥法处理城市生活垃圾通过前期分选对垃圾中的有用成分进行有效回收利用,其堆肥可以作为土壤改良剂施用于农田,也可以进一步加工成高效复合肥。但垃圾堆肥要求垃圾中有机物含量较高,一般以不低于40%为宜，而且投资相对较大，投资强度在20～25万元/吨、天，另外堆肥产品控制不严会产生重金属污染和白色污染，堆肥过程会产生恶臭污染周边环境等。由于存在这些问题，垃圾堆肥技术正在逐步退出垃圾处理市场。3焚烧法利用高温使垃圾中的碳水化合物转化成二氧化碳和水,同时在高温下杀灭垃圾中的细菌、病毒,并对垃圾焚烧过程中产生的热能进行合理的利用,对焚烧产生的烟气要进行严格的处理,以防止烟气中7的二恶英等多氯苯物质对大气造成二次污染。垃圾焚烧处理对垃圾的热值要求很高,要求每千克垃圾热值不宜低于4000千卡。焚烧法具有减量化大、无害化程度高、资源化利用程度好等优势，正在成为大中城市垃圾处理主流技术。垃圾焚烧主要缺点是投资大，运行成本高，目前投资强度在50万元/吨、天，运行成本在150元/吨左右，要求有一定的处理规模，一般日垃圾处理量小于600吨不能建设垃圾焚烧发电项目。4、综合处理：为了解决单一处理方式的不足，国内外发展了一种生活垃圾的综合处理方式。所谓综合处理，就是将多种生活垃圾处理处置技术以适当的方式有机地结合在一起，形成完整的处理系统，每种处理技术或设施仅处理适宜的生活垃圾组分，从而改善生活垃圾处理的效果，降低生活垃圾处理的费用，在生活垃圾无害化的基础上，实现生活垃圾的资源化。综合处理可以有效的回收垃圾中可以利用的资源，并且根据垃圾不同组分特点，采用相应处理技术，是一种节约化垃圾处理技术，目前垃圾综合处理技术越来越受到业界关注。但是国内外已经发展的综合处理主要都是以生物处理为技术核心的技术工艺路线，有的采用好氧堆肥，有的采用厌氧发酵产沼气，包括湿式和干式厌氧发酵，问题主要有：①新鲜垃圾含水率大，粘滞8性强，给机械分选带来困难；②无论是好氧堆肥还是厌氧产沼气，垃圾减量化小，处理后的垃圾肥料常常存在重金属超标，有造成环境二次污染的风险；③投资较大，环境污染控制难度大。下表列出了几种垃圾处理技术的优缺点及应用条件。垃圾处理技术对比表：项目卫生填埋焚烧堆肥综合处理方法简介卫生填埋是一种从传统的堆放和填地处理发展起来的一种城市生活垃圾无害化最终处置方式。生活垃圾中可燃物在高温条件（800～1000℃）经过燃烧反应，可燃成分充分氧化，最终成为无害稳定灰渣的过程。是利用微生物人为地促进生活垃圾中可生物降解的有机物向腐殖质转化的生物化学过程，处理后的产品为堆肥。对生活垃圾先分类，将垃圾分成可资源回收部分、可以生物处理部分、惰性部分，再分别采用合适的方法进行处理。优点处理能力大，不需要对垃圾进行分类收集或集中处理，当垃圾填埋厚度足够大时可以收集沼气进行发电，投资及运行费用较低。减量化程度高，无害化效果好，热能可用来发电或产热，达到资源化利用的效果，占地面积小，全封闭的模式，可以不受自然条件的影响。能充分利用垃圾中有机物，堆肥产品可用于肥料，二次污染较小，容易控制。一次性投资和运行费用相对较低。最大限度地实现了垃圾无害化，资源化。沼气可用来发电，肥料如果达标可以农用，投资、运行费用适中、占地面积较垃圾焚烧发电小。缺点填埋场对厂址要求高，难度大，占用土地资源，容易造成二次污染，如垃圾渗滤液，填埋气体，飞尘与漂浮物等。对周边地区的土壤水体和大气造成较大影响，对附近地区的社会影响很大。同时造成大量资源浪费。一次性投资和运行费用高，运行管理难度较大，容易产生二次污染，难以控制，尾气中存在二恶英污染，尾灰中有重金属污染，浪费部分可回收资源。要达标排放，高标准废气处理设备投资高。垃圾的减容率低，还有30-40%的残渣需要填埋处理，堆肥过程中易产生恶臭，对周边环境产生污染，对周边的环境要求高，占地面积相对较大，由于堆肥的杂质含量高，肥效低，肥料销路普遍不好。新鲜垃圾分选困难，垃圾肥料存在重金属超标风险，投资较大，环境污染控制较难，有的工艺有废水排放，需要增设废水和臭气处理设施投资，工艺较复杂。适用条件土地资源充足，填埋场所容易落实，当地经济水平相对落后。垃圾低位热值高，含水率低，经济发达地区。垃圾中可生物降解有机物成分高。地区经济条件不高，处理量比较低。适合处理城市生活垃圾，适应范围比较大，选址对用地周边环境要求不高。应用情况国内绝大部分垃圾是采用填埋法，但其中少部分是采用卫生填埋，大部分都是采用简易堆放。国外如美国应用也很多。目前国外发达国家使用比较多，近年来有所下降，中国近年来发展很快，但技术还有待提高。未能达到排放标准。欧洲应用较多，国内“七五”“八五”期间发展较快，但成功范例不多，肥料销路差，难以维持运营。大部分为简易堆肥，近几年，国外发展较快，欧洲发展较多，日本、韩国也有应用，处于上升发展阶段，在中国还没有应用的示例。9二次污染大。目前垃圾处理技术发展有两种趋势：大中城市垃圾处理以焚烧发电为主，主流焚烧技术逐渐从流化床技术转向活动炉排技术，技术发展方向围绕提高单位垃圾焚烧发电效率和降低尾气排放展开；小城市垃圾处理逐步发展综合处理技术，在传统的生物处理技术基础上，发展起来一些气化和热解技术将成为综合处理的技术发展方向。三、立项的背景和意义（含科技发展、应用或产业化前景）我国中小城市及小城镇人口超过2亿，年垃圾产量达到7500万吨。中小城市由于经济实力有限，垃圾无害化处理程度较低，超过60%的垃圾为简单堆放或根本未加处理，垃圾无害化处理率不到40%。许多实力较弱的中小城市普遍采用市郊露天堆放或简单填埋，许多城市边缘、郊区往往是垃圾遍布、污水横流，有机物分解产生的恶臭对大气、土壤、水体环境造成了严重污染。生活垃圾已严重威胁到城市及周边地区的生态环境，城市生活垃圾的处理问题已成为刻不容缓、非解决不可的大问题。但是中小城市由于垃圾数量规模不大，地方财政财力有限，难以采用先进的垃圾焚烧发电技术，市场亟需一种适合中小城市需要的生活垃圾无害化处理技术。本课题就是在这一背景下，发展起来的一种全新的综合处理技术，该技术工艺设计不同于传统的以生物处理技术为核心的综合处理工艺，采用自主研发的具10有核心竞争力的垃圾气化焚烧技术为核心，整合垃圾分选技术、生物滤池气体处理技术，形成完整的小型生活垃圾无害化、减量化、资源化处理成套工艺技术及装备，全套工艺设计合理、环境友好、投资小、运行成本低、占地面积小，污染排放达到国家标准，是目前国内外最适合我国中小城市和小城镇实际情况的生活垃圾处理工艺技术及设备。本课题研究主要是建立完整的小型生活垃圾处理成套设备生产线，包括核心设备垃圾气化焚烧炉及辅助机械设备，烟气净化处理设备，垃圾人工分选平台，生物滤池气体除臭系统，回收物质清洗系统等。以每天处理100吨垃圾综合处理生产线为例，全套系统投资500万元，以全国3000多个中小城市及小城镇市场空间计算，全国市场规模近千亿元，假设我们的产品能占有市场0.5%，可以实现销售100套垃圾生产线（100吨/条），销售规模可以达到5亿元，同时产业发展还可以拉动钢材、电机、土建、安装等相关产业增长，并实现新增就业岗位2000个，具有广阔的市场前景和巨大的社会及企业效益。四、研究内容（主要包括研究重点与开发内容，含研究方案、技术路线、组织方式。）本课题研究开发的中小城市垃圾综合处理技术，主要开发每天垃圾处理量50吨～150吨小型生活垃圾处理生产线成套技术及设备。11根据我国小城市生活垃圾组成成份特点，综合处理工艺设计以资源利用为主线，通过分选将生活垃圾分成二个部分，一是可以回收的部分，包括塑料、废纸、