垃圾处理工艺的选择

第1章垃圾处理工艺方案选择1.1常用垃圾处理工艺比较常用垃圾处理有卫生填埋，焚烧及堆肥三种处理方式，这三种处理方式的比较见下表3-1：表3-1垃圾处理工艺比较表比较项目卫生填埋焚烧堆肥技术可靠性可靠，属传统处理方法较可靠，国外成熟技术可靠，我国有实践经验工程规模取决于作业场地XX使用年限，一般库容量均较大单炉常用1.5×105～5.0kg/d一般安装2～4台动态间歇式每条线1×105-2×105kg/d动态连续式100～200t/d，一般安装2～5台选址难易度较困难有一定难度有一定难度占地面积150～500m2/1000kg60～100m2/1000kg100～150m2/1000kg建设工期9～12个月30～36个月12～18个月适用条件对垃圾成分无严格要求，但含水率高不适用要求低热值大于3767kj/kg要求可生物降解有机物含量大于40%操作安全性较好，沼气导排通畅较好，严格按规范操作较好管理水平一般很高较高产品市场填埋气体可用作发电热能或电能可为社会使用，需有政策支持落实堆肥市场有一定困难，需采取多种措施能源化意义沼气收集后用于发电焚烧余热可发电采用厌氧发酵工艺资源利用封场后恢复土地利用或再生土地资源垃圾分选回收部分物质，焚烧残渣综合利用堆肥用于农业种植XX园林绿化稳定化时间5～10年2小时左右30～60天最终处置本身就是最终处置残渣需处置，占垃圾量10～15%不可堆肥物占30～40%地表水污染应有完善的水处理设备，但不易达标残渣填埋与垃圾填埋方法相仿，含水量较小可能性较小，污水经处理后排入城市管网地下水污染需有防渗，但仍可能渗漏，人工衬底投资大可能性较小可能性较小大气污染有轻微污染，可控制应加强对酸性气体XX二恶英的控制XX治理，防治较难有轻微气味，应设除臭装置XX隔离带土壤污染限于填埋场区域无须控制重金属含量/PH值比较项目卫生填埋焚烧堆肥主要环保措施场底防渗，每天覆盖，填埋气导排，渗沥液处理烟气治理，噪声控制，残渣处置，恶臭控制恶臭防治，飞尘控制，污染处理，残渣处置投资(万元/t)(不计征地)18～27，单层合成衬地，压实机50～70，余热发电上网，国产率50%23～32，制有机复合肥，国产化率60～100%处理成本(元/1000kg)不计折旧18～3530～15025～45处理成本（元/吨）计折旧35～7580～25050～95技术特点操作简便，工程投资及运行成本均较低占地面积小，运行稳定可靠，减量效果好技术成熟，减量化资源效果好主要风险沼气聚集引起爆炸，场底渗漏或水污染垃圾燃烧不稳定，烟气治理不达标因生产成本过高或堆肥质量不佳而影响产品销售1.2国外垃圾处理技术概况目前国外发达国家的城市垃圾从收集、运输XX处理管理与技术经过几十年的发展，已经走向了一个成熟的阶段，并且积累了许多先进的经验。在收集方面大多数国家采用了分类收集；在运输方面，都基本实现了密闭压缩运输；在处理方面广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥XX综合利用（再生循环利用）四种处理方式，下表3-2世界主要工业国家城市垃圾处理方式的比例。表3-2世界主要工业发达国家城市垃圾处理方式比例(%)国家八十年代九十年代填埋焚烧填埋焚烧堆肥瑞士13492080日本2867157411丹麦6432187012瑞典5238355510法国3332484210德国83960355比利时582562299奥地利5719602416国家八十年代九十年代填埋焚烧填埋焚烧堆肥英国80688111荷兰45514澳大利亚622414美国721711加拿大94682711西班牙81575718意大利38209064近十几年来，发达国家在城市生活垃圾的处理方式上经历了一场变革，其核心就是生活垃圾的综合管理思想的形成XX实施，体现在一系列政策体系XX管理体系上，最直接的表现就是分类收集的广泛推广XX垃圾排放收费的普遍实行。在过去的十五年里，发达国家的垃圾产生量无论是在绝对量还是单位产值产量上，都在急剧的增长，在这种情况下，发达国家的垃圾处理政策也发生了变化。经过不断探索XX发展，欧洲国家在城市垃圾污染防治方面开创了一条新的思想，就是坚持可持续发展的原则。现在许多发达国家治理垃圾的战略目标是通过选择合理的垃圾处置技术，达到垃圾处理可持续发展的目的。首先，最优先的方案是避免产生垃圾；如果必须产生，产出量要求最小。其次是按照实际情况最大可能地进行回收利用。然后，处理的目标是能源回收XX减少最终处置量。1.3国外垃圾处理技术1.堆肥整体上来看，无论是发展中国家还是发达国家，堆肥技术原理都是基本相同的，不同之处在于堆肥的原料。堆肥作为城市生活垃圾处理手段之一，就是把生活垃圾中可生物降解的有机物部分进行生物降解，并使之稳定化、无害化XX可安全使用于土地。城市生活垃圾中可堆肥物主要是厨余垃圾以及落叶等植物类有机物垃圾，国外用于堆肥的垃圾主要是分类后的有机垃圾、庭院园林垃圾等可易腐物质，只有很少数国家用混合垃圾进行堆肥。用于处理城市生活垃圾的堆肥系统有许多种，按生物发酵的方式可分为厌氧堆肥XX好氧堆肥；按照垃圾所处的状态可分为静态堆肥XX动态堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥XX敞开式堆肥；按垃圾物料流动形式可分为间歇式堆肥XX连续式堆肥。堆肥是实现垃圾处置资源化最好的途径。现代堆肥技术是从30年代开始发展的，已经形成了各种完善的工艺系统XX成套设备。但是由于堆肥产品的市场等原因，垃圾堆肥处理特别是城市生活垃圾的堆肥处理在发达国家曾一度处于停滞甚至萎缩状态，到进入90年代后，堆肥处理又呈上升趋势。这主要是因为垃圾分类收集的普遍实施、垃圾的再生利用得到了广泛的重视；各国颁布的一系列法令有利于堆肥处理的发展，比如：由于欧洲推行“填埋税”，使得垃圾填埋处置费用显著提高，以及限制进入填埋场的有机物含量的填埋标准将在欧盟实施等，使得欧洲的大型垃圾堆肥场从1990年87座增加到1996年的684座。由于从资源利用的角度来看，有机垃圾更适合用厌氧消化的方式来处理。近年来，欧洲许多国家针对有机垃圾进行了垃圾厌氧消化系统的研究XX探索，并已得到了广泛的应用，这种方式特别适合于经过预处理的有机垃圾，不仅可以生产大量可供利用的沼气，而且可以生产优质的有机肥料。在国外，这种处理方式已有较成熟的技术。另外，垃圾分类收集的普遍推行已经为垃圾的再生利用也包括堆肥处理提供了良好的基础条件。2.焚烧垃圾焚烧处理在国外已有一百多年的历史，但是完善的垃圾处理系统（主要包括烟气处理、余热利用等）只是近几十年的事情。它与填埋处理相比，具有占地小、厂址的选择余地大，处理时间短、减量化显著（减重一般达70%，减容一般能达到90%），无害化较彻底以及其余热有很可观的利用价值等优点，所以焚烧技术在发达国家得到越来越广泛的利用。在70年代后期XX80年代早期，由于垃圾焚烧所产生的烟气污染（主要是二恶英的危害）逐渐引起了公众的重视，新建的垃圾焚烧场呈现一定下降趋势，但是随着焚烧处理技术的不断完善XX进步，余热利用、焚烧发电XX尾气的烟气处理技术都趋于成熟化，在此基础上，用焚烧技术来处理垃圾在一些发达国家又取得了新的发展，其在垃圾处理方式中的比例不断得到提高。目前，垃圾焚烧处理美国占16%，日本占75%，德国XX法国占40~50%，英国占9~10%，加拿大占5~6%。现在，国外主要的垃圾处理系统包括全量焚烧系统（Massburnsystem）、垃圾衍生燃料（RDF）系统、组合式焚烧系统（Modularsystem）XX其它类型的燃烧系统（如流化床、热解等）。工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张，焚烧成为目前各发达国家广泛采用的城市垃圾处理技术，大型的配备有热能回收与利用装置的垃圾焚烧处理系统，由于顺应了回收能源的要求，正逐渐上升为焚烧处理的主流。国外工业发达国家，特别是日本XX西欧，普遍致力于推进垃圾焚烧技术的应用。国外焚烧技术的广泛应用，除得益于经济发达、投资力强、垃圾热值高外，主要在于焚烧工艺XX设备的成熟、先进。世界上许多著名公司投入力量开发焚烧技术与设备，且主要设备与附属装置定型配套。目前国外工业发达国家主要致力于改进原有的各种焚烧装置及开发新型焚烧炉，使之朝着高效、节能、低造价、低污染的方向发展，自动化程度也越来越高。3.卫生填埋从大的方面来讲，在国外所谓的卫生填埋就是能对渗沥液XX填埋气体进行控制的方式，早期的垃圾填埋在国外发达国家也是没有进行环境控制的，结果造成了重大的污染。直到本世纪30年代，在美国的加利福尼亚才首次提出“卫生填埋”的概念。填埋处理技术发展至今，作为垃圾最终的处置手段一直占有重要的地位，目前仍然是大多数国家主要的处理方式。美国、英国等国家尽管现在都在一定的程度上发展焚烧，但是填埋处理所占比例仍在80%以上。垃圾填埋处理具有操作设备简单、适应性XX灵活性强等特点，但是其自身的不足也不容忽视：理想的垃圾填埋场地越来越少，运行过程中容易给周围生态环境造成不同程度的污染。特别是对于经济发达国家来讲，由于这些具体的原因，填埋处理所占的比例进入80年代后呈下降趋势。据美国环保署（EPA）预测，美国2010年为1200座。总的来说，导致填埋场数量下降的原因主要有三条：旧的填埋场逐渐达到饱XX状态；新的填埋场选址困难，被迫用其他处理方式代替填埋处置；由于环境保护标准不断提高，一些不符合环保要求的垃圾填埋场被迫关闭。当前，由于填埋的卫生技术标准不断提高，填埋场投资费用XX运行成本也随着提高，因而新的垃圾填埋场有向大型化XX综合化处理的发展趋势；另外由于采用了先进的防渗、填埋气体输导利用及渗沥液达标排放技术，垃圾卫生填埋场的污染控制总体上得到了显著的加强。由于垃圾给环境造成的污染能够通过先进的技术进行控制从而降至最低水平，同时考虑到填埋处理的相对经济性XX其他垃圾的处理方式所产生的最终物质必须通过填埋的方式进行消纳，故在未来的几十年里，用卫生填埋的方法处置垃圾仍然是国外城市垃圾的主要手段之一。4.综合处理由于经济发达国家垃圾填埋场标准XX焚烧处理的排放标准都有不同程度修订并进一步的增加，焚烧处理XX填埋处置的单位成本也随之提高，另外不是所有的垃圾都适合用堆肥处理，所以单纯的采用某一种处置方式对垃圾进行处理已经变得很不经济。基于此，也为了将三种处理方式的优点相结合，使优点更加显著，缺点相互抵消。其特点就是生活垃圾经过堆肥处理过程，可分选出有回收价值的金属、塑料、玻璃、纸类等物质，另外对垃圾中的主要成分有机物进行降解，再添加除臭剂、发酵剂以及微生物菌种，生产出安全、稳定、无害的高效有机复混肥料；焚烧可燃的垃圾成分高效减容，可以克服单一的焚烧处理必须处理所有的垃圾成分的缺点；填埋主要是处理堆肥XX焚烧过程中的剩余物质。采用综合处理最大的优点就是可以达到垃圾无害化、减量化XX资源化的统一。1.4国内垃圾处理技术1.4.1单体处理模式在我国，对生活垃圾进行处理的模式一般有三种，即堆肥、焚烧XX卫生填埋，所谓的单体处理模式就是采取三种中的一种对城市生活垃圾进行处置。(1)堆肥处理堆肥处理在我国垃圾早期处理中，占主流，但是现在状况不容乐观。十多年以前，我国城市生活垃圾中主要成分为煤灰XX厨房类有机物，而包装物如塑料、废纸等含量较低，垃圾适宜于堆肥处理。1987年颁布的《城镇垃圾农用控制标准》（GB8172—1987）XX《粪便无害化卫生标准》（GB7959—1987）是指导城市生活垃圾堆肥处理的技术标准，也是我国最先制订的有关城市垃圾处理的技术标准。到目前为止，堆肥处理主要采用低成本堆肥系统。大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。“七五”XX“八五”期间，我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究XX开发，并取得了积极成果。但限于现实的经济XX社会条件，机械化高温堆肥由于处理成本较高而难以推广应用。静态堆肥特别是敞开式静态堆肥，虽然处理成本低，但由于其堆肥过程无法控制，如受天气等因素影响较大；特别是对周围环境影响较大，如臭味、蚊蝇难以控制等因素，其应用也受到一定限制。根据1997年对140座城市的调查显示(19