生活垃圾处理处置项目建议书.doc

市生活垃圾处理处置工程项目建议书1 项目建设的必要性随着社会发展城市化进程加快，我国城市面临着日益严重的环境问题，尤其是生活垃圾污染问题。城市生活垃圾不仅影响了城市环境，还危害到居民的身心健康，成为当今社会最严重的公害之一。处理不好影响社会的发展，当前，如何有效地解决城市生活垃圾污染问题，再现一个清洁、健康的城市生存环境，已是摆在我们面前的一个重要课题所有生活活动在城区的人们在维系自身生存的过程中制造和排放出来的废弃物，它与人同在。随着经济的发展，人民生活水平的提高，城市化进程加快，城市垃圾也在迅速增加。我国城市居民每人每日平均产生垃圾1.2kg左右，自1979年以来，我国城市生活垃圾平均以每年8.98%的速度增长，2005年城市生活垃圾产生量已达1.52亿吨，预计到2010年将达到3.1亿吨。如果不及时有效地处理，任意堆积，天长日久，势必会对人类赖以生存的环境和社会经济的发展带来难以估计的重大影响。该城市人口为25万人，按照城市规划，2015年城市人口将达到30万人。按照中国城市环境卫生协会提供的数据显示，目前我国人均生活垃圾年产生量为440 kg（2007年）。现在和2015年的年垃圾产生量分别为1.1亿吨和1.32亿吨。按照生活垃圾的密度去填埋场中经过自然压缩的垃圾密度计算得到垃圾的产生的体积量为3.67亿和4.4亿，如果不得到合理的处理处置而是进行简单的堆放处理，按照城市人口线性增加模型。那么自今年至2015年年末垃圾的累计堆放量会达到7.26亿吨计24.2亿，占地会达到数亿平方米，造成可怕的垃圾围城。生活垃圾任意堆放主要危害如下：1、 生活垃圾的简单堆放占用大量土地，形成垃圾围城的态势，对城市的进一步发展产生严重的制约，同时造成资源的重复浪费，而且会散发恶臭，影响城市景观。2、 严重影响城区环境和居民健康。简单堆放致使垃圾满天飞，蚊蝇大量孳生严重威胁附近居民的身心健康。3、 对地表水、土壤、地下水构成潜在威胁。如果垃圾堆放点不进行防渗处理，会使垃圾渗滤液向周围河道流淌，向地层深处渗透，严重地污染地下水、地表水和土壤。4、 造成严重污染大气，甚至会导致垃圾火灾的发生。垃圾堆放产生的臭气和有毒气体严重污染大气，并且随着垃圾堆放时间的增加，产生沼气，发生火灾或者爆炸事故，进一步污染大气。综上可知，城市生活垃圾如果得不到不及时有效地处理，任意堆积，天长日久，势必会对人类赖以生存的环境和社会经济的发展带来难以估计的重大影响，因此采取什么方法和技术及时有效地处理好城市垃圾，是所有城市管理者和广大市民极为关注和亟待解决的重大环保问题。为了保障环境质量，推进城市的可持续的发展，必须对城市的生活垃圾进行有效处理，迫在眉睫，刻不容缓。2 工程规模的确定2.1 城市人口预测该城市现有人口25万，根据规划到2015年人口达到30万。人口基数较小，可将其视为新兴城市，故采用几何增长模型进行预测。式中：n年后人口数，万人；当前人口数，万人；n推测年数，年；t年前的人口数，万人；t过去的年数。k几何增长常数。1于是，。进而得到该城市人口增长预测公式：2.2 垃圾产生量预测假设该城市目前人均日产垃圾量为1.2kg/人天，并且考虑到当地经济的发展及人们消费水平的提高，垃圾人均日产量以年增长率2%的增长速度进行估算。同时，当垃圾产量达到1.6kg/人天时，垃圾人均产量将视为保持不变。根据以上的分析，可对该城市在未来20年内的垃圾产生量做出预测如表1所示：表1 该城市每日垃圾产生量预测年度人口值 （万人）垃圾产率（kg/人d）总产量(t/d)年度人口值（万人）垃圾产率（kg/人d）总产量(t/d)2010251.2300202035.81.46524201125.91.22317202137.11.49554201226.91.25335202238.51.52586201327.91.27355202339.91.55620201428.91.30375202441.41.58655201529.91.32397202542.91.60686201631.01.35419202644.51.60712201732.21.38443202746.11.60738201833.31.41469202847.81.60765201934.61.43496202949.51.60793根据上表可以得到该市垃圾产生总量随时间变化的图线图1 垃圾产生量走势图由图中可以看出，随着时间延续，垃圾的产生量翻番，也一定程度上说明进行垃圾处理的重要紧迫性。2.3 对垃圾组分进行分析城市生活垃圾的物理组成成分与城市化程度相关，越是经济发达的城市，城市垃圾中可燃物以及可堆腐物所占比例越高。对于生活垃圾中可燃物含量，发达城市通常高于3%，而发展中城市却不到2%；生活垃圾中的可堆腐物发达城市与发展中城市之间差值更大，发达城市高于30%，发展中城市不到20%；发展中城市生活垃圾中无机物含量偏高，发达城市无机物只有50%左右。根据我国国情，对于发展中的城镇，居民住宅不能完全实现“双气”（煤气、暖气），致使生活垃圾中煤渣含量很高，甚至有些地区达50%，垃圾热值较低，再利用可能性小，利用价值不高。2由于该城市设计的处理设施应该满足未来几十年的处理需求和形势，因此应该采用发展的眼光看待这个城市未来垃圾的组分走向。故应该和大型城市进行垃圾成分比较。城市生活垃圾的处理方法与垃圾成分有很大关系，而垃圾的成分则与燃料结构、消费水平、收集方式、地域和季节等多种因素有关。随着我国城市建设的发展和社会的进步，城市生活垃圾的构成已发生了质的变化，垃圾组成正由“多灰、多水、低热值”向“较少灰、较高热值”的方向发展。和一个城市发展水平和消费结构相适应的两个量为人均垃圾产生量和生活垃圾组分。因此参考有记录的大城市的垃圾产生数据可以确定与该市相近的垃圾组分组成。表2上海市生活垃圾成分分析3年份人均生活垃圾产生量（湿基，kg/(人每天)）组分（湿基，%）厨余垃圾塑料纸类布类竹木玻璃金属灰渣19951.1171.6511.216.52.171.473.810.912.2819961.2370.3011.846.682.261.964.060.682.2219971.3270.0911.788.052.241.444.010.581.8119981.3567.3313.488.771.901.275.150.731.3719991.4165.2114.469.232.211.185.360.841.5120001.4667.5013.938.032.821.434.160.861.27该城市现在的垃圾人均日产生量在1.2kg，可见和上海市1996年的水平相当，相应的垃圾组分和当年的有一定的相关度。参考生活水平的差异，选择1998年-2000年各个组分现对稳定的时期作为该城市的垃圾组分。 表3 该市垃圾成分分析（湿基）组分易腐/厨余垃圾塑料纸类布类竹木玻璃金属灰渣百分含量66.6813.968.682.311.294.890.811.38日绝对产量/t（2010年）200.0441.8726.066.933.8814.672.434.15表4 典型废物组分的热值1 成分单位热值/(kcal/kg)成分单位热值/(kcal/kg)废品食物1100庭院修剪物1600纸张4000木材4500纸板3900玻璃40塑料7800金属罐头200纺织品4200非铁金属-橡胶5600铁金属-皮革4200泥土、灰烬、砖-由量热计测量法得到该市生活垃圾的低位热值HL其中为组分的百分含量为组分的单位热值由于该垃圾中的厨余垃圾含量比较大，因此假设含水率在50%比较合理，且水分主要集中在废品食物中，得到的生活垃圾的高位热值为：1953 ，即8163 ，求出垃圾的低位热值为1680 ，即7020 为能量相对比较高的固体垃圾。尽管如此，该城市由于规模远远小于同时期的上海，如高低位热值会远小于估计值。3 垃圾处理工艺方法比选3.1城市生活垃圾处理常用方式概述目前，城市生活垃圾处理方法主要有：简单堆放法、围海造地法、堆肥处置法、焚烧处置法、卫生填埋法、垃圾生物处理产生有机复合肥及综合利用法。另外，还有利用垃圾饲养蚯蚓、制砖、制石油、制糖、制纤维等，但这类方法处理规模较小，不常采用。根据城市生活垃圾无害化、资源化、减量化的处理原则，结合该市的城市规模，拟选择垃圾卫生填埋法，堆肥化处理技术，焚烧处置法等进行技术经济比较。3.1.1 堆肥化处理技术堆肥化是利用自然界广泛存在的微生物，有控制地促进固体废物中可降解有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥化制得的产品称为堆肥。能用堆肥化为技术进行处理的废物包括庭院垃圾、有机生活垃圾、有机剩余污泥和农业废物等。堆肥化处理是垃圾无害化较为有效的方法。无论从环境保护，还是从资源循环利用角度，厨余类有机物处理的最佳方式就是使其转化为稳定的有机肥料，实现碳物质的自然循环。从这个意义上说，堆肥处理有很大的发展潜力。而目前我国城市垃圾大都采用混合收集的方式，这种方式难以实现堆肥(特别是无预处理的静态堆肥)处理。理论上可以通过预分选处理将厨余类有机物分选出来，但一方面增加运行成本，另一方面难以保证堆肥产品的质量，此外单纯的厨余类有机物由于水分高，需要添加骨料才适宜进行堆肥，这也是目前我国城市垃圾堆肥处理发展面临困境的原因之一。堆肥处理的难点还在于环境因素(水、气、声和尘等)的控制，尤其是对有害气体 (如氨气、硫化氢等)及臭气的控制。此外，必须定期测定垃圾成分和堆肥腐熟度，以确保堆肥产品质量。 3.1.2 卫生填埋处置技术卫生填埋法是采取防渗、铺平、压实、覆盖和导气对城市生活垃圾进行填埋，以及对填埋气体、渗滤液等进行治理并达标排放的处理方法，它是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法。在填埋过程中垃圾发生生物、物理、化学变化，使有机物得到彻底分解，达到无害化目的。填埋处理法相对于其他垃圾处理方法有以下优点：1) 设备和管理费用较少；2) 处理量较具有弹性，对于突然的废物量增加，只须增加少数的作业员与工具设备或延长操作时间；3) 操作容易，维持费用较低，在装备和土地上不会有很大的损失；4) 比露天弃置所需土地量少；5) 能够处理不同类型的垃圾，不必进行收集时的分类；6) 施工周期较短；7) 填埋后的土地具有更大的经济价值。正是由于上述原因，卫生填埋一直是我国城市生活垃圾处理的最主要的方式。但是卫生填埋也有其缺陷：1) 需要大量的土地公填埋废物用，不适建在高度工业化地区或人口稠密的大都市；2) 填埋场的渗滤液处理费极高；3) 填埋地在城市以外或郊区，则受到行政辖区因素限制，故运输费用较高；4) 冬天或不良气候，特别是雨季操作较困难；5) 需每日覆土，若覆土不当易造成污染；6) 良质覆土材料不易取得。3.1.3 生活垃圾焚烧处理技术固体废物的焚烧是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害物质在高温下氧化、热解而被破坏，是一种可同时实现废物无害化、减量化、资源化的处理技术。焚烧技术的最大优点在于大大减少了需最终处置的废物量，具有减容作用、去毒作用、能量回收作用；另外，还具有副产品、化学物质回收及资源回收等优点。焚烧技术的缺点主要有费用昂贵、操作复杂、严格；要求工作人员技术水平高、产生二次污染物如SOx、NOx、HCl、二恶英和焚烧飞灰等。另外，还有技术风险问题。我国的城市垃圾处理处置，长期以来主要采用简易填埋或卫生填埋的方法进行消纳。近年来，随着人口的增加和城市规模的扩大，许多大中城市的填埋用地越来越紧张，各地市政部门也开始把目光转向减量化程度较大的焚烧后填埋方式上来。表5 城市生活垃圾三种常见处理方法对比序号种类项目卫生填埋法焚烧法高温堆肥法1技术可靠性可靠可靠可靠、有一定经验2操作安全性软安全，注意防火防爆安全安全3选址要求严格，要考虑地理条件，一般远离市区较严格，可靠近市区，位于市区主导风向的下风向要求不高，应避开住宅区，气味影响半径小于200米4占地面积大500-900 小60-100 较大110-150 5适用范围无腐蚀性、放射性，非易燃易爆的固体生活垃圾适用于土地资源紧张且经济条件较好的城市。垃圾热值大于5000kJ/kg垃圾粒度较小，无腐蚀性、放射性，非易燃易爆的可降解有机物含量大于40%的垃圾6工程投资较大大小7运行费用低高较低8经济效益低较高较低9资源利用可回收早期，使用期满后可恢复利用土地资源利用热能发电可作有机肥，但肥效太低10最终处置填埋本身就是一种最终处置方式焚烧炉渣需作处置，约占进炉垃圾量的10%-15%不可堆肥物需作处置，约占进垃圾量的30%-40%11环境污染及主要环保措施可能对水体造成污染，场底应采取防渗措施，垃圾每天覆盖，沼气导排，垃圾渗滤液处理等可能对大旗造成污染，应对烟气进行处理、噪声控制、灰渣处理、恶臭防治等可能对土壤造成污染，应控制堆肥有害物含量，恶臭防治，污水处理。3.1.4 其他垃圾处理方式厌氧消化是指在厌氧微生物的作用下，有控制地使废物中可生物降解的有机物转化成CH4、CO2和稳定物质的生物化学过程。厌氧消化技术主要有如下特点：1) 可以将潜在于废弃有机物中的低品位生物能转化为可直接利用的高品位沼气；2) 与好氧处理相比，厌氧消化不需要通风动力，设施简单，运行成本低，属于节能型处理方法；3) 适于处理高浓度有机废水和废物；4) 经厌氧消化后的废物基本得到稳定，可以用作农肥、饲料或堆肥化原料；5) 厌氧微生物的生长速度慢，常规方法的处理效率低，设备体积大；6) 厌氧过程会产生H2S等恶臭气体；热解是物料在氧气不足的气氛中燃烧，并由此产生热作用而引起的化学分解过程。通常产物为小分子量的燃料气体、液体（油、油脂）等，因而可以从废物中回收可以储存、输送的能源物质。但是废物的热解因废物种类多、变化大、成分复杂，要稳定连续的热分解，在技术和运转操作上要求都比较严格。因此热分解系统的设备费用和处理成本较高。3.2 处理方案选择综合考虑上述几种生活垃圾处理技术并结合该城市自身的特点，建议在短期（20年内）选择卫生填埋的方法处理生活垃圾。1、这是因为我国城市垃圾成分复杂且变动性较大，若采用焚烧或堆肥等处理方式，需要有完善的垃圾收运及分选系统作为保障，这将无疑会加大项目前期投资并且很难在短时间内取得效果。而卫生填埋却具有能够处理各种不同类型的垃圾的特点，这就减少了垃圾收运时分类的需要性。2、由于原生垃圾热值太低，焚烧效果不理想，其焚烧后的残渣人需要进行填埋处理，而且成本太高，难以保障正常运行；若采取堆肥工艺由于原生垃圾的有机质含量低仍需进行分选处理，不适宜堆肥的垃圾需要填埋。可见，建设垃圾填埋场是必不可少的。3、与其他处理方式相比，垃圾填埋只需较少的设备与管理费，如推土机、压实机、填土机等，而焚烧与堆肥则需庞大的设备费及维持费。4、尽管由以上分析可以得到未来城市固体垃圾的组分会有较大的改善，同时城市经济发展水平也会有很大提高。但是现阶段在这样一个小城市采取焚烧处理方法是不合理也是不经济的做法。故针对该市的客观实际，生活垃圾处理工艺宜采用卫生填埋工艺。4 卫生垃圾填埋工艺4.1 卫生填埋场地选择4.1.1 选址原则顺序填埋场选址应在遵循环境保护原则、经济原则、法律及社会支持原则和工程学及安全生产原则，并综合考虑社会、环境、工程、经济等因素的前提下进行。最终达到符合区域性环境规划、环境卫生设施建设规划和当地的城市规划的目的。填埋场地选择填埋场选址应按下列顺序进行1、 场址候选在全面调查与分析的基础上初定个或个以上候选场址2、 场址预选通过对候选场址进行踏勘对场地的地形地貌植被地质水文气象供电给排水覆盖土源交通运输及场址周围人群居住情况等进行对比分析推荐个或个以上预选场址。3、 场址确定对预选场址方案进行技术经济社会及环境比较推荐拟定场址对拟定场址进行地形测量初步勘察和初步工艺方案设计完成选址报告或可行性研究报告通过审查确定场址。4.1.2 建设内容生活垃圾卫生填埋场建设包括场内工程和场外工程两部分场内工程包括综合管理区、填埋区、污水处理区三部分综合管理区包括：办公用房、附属用房、地磅房、门卫、深井潜水泵、洗车台、消防水池等填埋区包括：填埋作业、防渗系统、填埋气导排系统、环境监测系统、集水井、排水沟、填埋场的封场方案和利用途径，对所涉及的设施进行选型。污水处理区包括：污水处理间、渗滤液调节池及其它构筑物。场外工程主要包括：场外道路、绿化、场外排水、场外供电及通讯等。4.2 填埋场填埋区库容和规模的确定城市生活垃圾填埋场的一般使用年限为8-20年（本场的设计使用年限为20年）。按照下式估算填埋场所需的总库容：式中：Vt为填埋总容量，m3；Vn为第n年垃圾填埋容量，m3/a；N为规划填埋场使用年数，a；f为体积减少率，此处取值为0.2；W为每日计划填埋废物量，kg/d；为垃圾经压实后的平均密度，此处取值为850kg/ m3；为填埋时覆土体积占垃圾的比率，此处取值为0.2。由上式并根据表1中数据可算得Vt=4.6106m3，填埋场最大填埋深度以H=25m计，则填埋场规模为A=1.1Vt/H=20hm2。4.3 填埋场防渗系统 为防止渗滤液对场区土壤和下游地区地表水及地下水的污染，垃圾填埋库区必须采取严格的防渗措施。具体要求应参照生活垃圾填埋场污染控制标准（GB 16889-2008）。本方案中采用以水平防渗为主的人工合成材料衬垫防渗系统。即以极低渗水性的化学合成材料HDPE膜为核心，组成全封闭的非透水隔离层。在隔离防渗层的上面进行垃圾渗滤液收集和排放，在隔离层之下进行地下水的排导。即实现清污分流，避免地下水位上升而造成隔离层的失效。库底和垃圾坝内侧采用厚度为1.5mm的GH-2型高密度聚乙烯土工膜（HDPE膜）作为主要衬里，采用400g/m2的长丝土工布作为衬里下垫层，采用300g/m2的长丝土工布作为衬里上垫层，HDPE膜与土工布上垫层之间填充0.3m厚的砂、石渗滤液收集层。在库底的上层土工布之上及下层土工布之下铺设600mm的黄黏土作为保护层。土工膜采用双焊缝搭接，横向焊缝间错位10mm，焊缝采用充气法检验。在坝顶处设置长、宽、高都为500mm的锚固沟，固定防渗膜。在铺设黏土保护层时，为避免重型机械破坏已经铺设好的土工膜和土工布，选用前轮驱动的小翻斗车作为运输工具，采用人工铺平压实的方式，有效地保护土工膜和土工布。4.4 地表水和地下水控制系统地表水导排系统主要由设置在填埋场四周的排水沟组成，其作用是收集填埋场上游流域的降水或洪水，并将其导排至洪水调节池中，防止其进入填埋场区域，从而达到减少渗滤液产生量的目的。在最终封场后往往还需要加建填埋场表面的排水系统。为避免由于场地地下水位较高的原因，而使得地下水侵入垃圾堆体和对防渗层产生不良的顶托压力，在对场底进行防渗处理前，依据地势，应在场底铺设地下水导排管网，减少地下水对防渗层的顶托压力。地下水主盲沟应呈根据实际情况采取合适的走向，使得地下水通过垃圾坝坝底的管道，流入集水井，进入截洪沟。为便于导流，可以考虑在地下水导排盲沟内铺设穿孔 HDPE管，外包长丝土工布防淤堵。4.5 填埋气体收集（处理）系统填埋气体收集（处理）系统的作用是控制填埋气体在无控制状态下的迁移和释放，以减少气体向大气的排放量和相地层的迁移，并未填埋气体的回收利用做准备。本垃圾填埋场作为日平均处理量600吨左右的大型垃圾填埋场应当采用主动集气方式。主动集气系统需要配备抽气动力系统，包括填埋气体内部收集系统和控制填埋气体横向迁移的边缘收集系统。填埋气体内部收集系统由抽气井、集气输送管道、抽风机、冷凝液收集装置、气体净化设备及发电机组组成，常用来回收利用填埋气体，控制臭味和填埋气体的无序排放。填埋气体边缘收集系统由周边抽气井和沟渠组成，其功能是回收填埋气体，并控制填埋气体的横向迁移。由于填埋场标远的填埋气体质量较差，有时需与内部收集系统收据的填埋气体混合后才能回收利用，如果填埋气体没有足够的数量和较好的质量，则需要补充燃料以便燃烧处理填埋气体。4.6 渗滤液导排及处理系统在库底渗滤液收集层中设置盲沟，收集、导排渗滤液。主盲沟位于库底中央，沿地势走向。在主盲沟两侧，间隔60m设置副盲沟，副盲沟与主盲沟成一定夹角，整个渗滤液导排管网呈叶脉状。渗滤液汇集到主盲沟后，通过预埋在垃圾坝坝底的UPVC管道，进入填埋区的渗滤液泵房，由耐腐潜污泵打入调节池。渗滤液盲沟的设计与地下水盲沟的设计相似，盲沟内铺设穿孔HDPE管，外包长丝土工布防淤堵。 5 投资估算与资金来源本项目投资范围包括：垃圾处理厂内设备、建构筑物、场外工程、工程建设其他费用、基本预备费等。常用的办法是以平均每吨垃圾所需的成本计算（元/t）。相关统计表明，垃圾填埋场每吨垃圾的单位成本在80-800元不等，单位成本的差异主要取决于所采用的防渗层材料、防渗层的设计及渗滤液处理工艺而定。如采用单层衬底和压实机进口的卫生填埋场吨投资成本约为1827元，吨运营成本约为35-55元，于是这种填埋方式的单位成本为50-80元/吨，与本填埋场的工艺技术比较类似，故单位投资成本以80元/吨计算。根据前面的预测，该城市20年内的垃圾总产量为375万吨，则总投资成本应该为3亿人民币（其中固定投资成本8000万元，垃圾处理成本2.2亿元）。垃圾处理工程属市政公用工程项目，是城市基础设施的主要组成部分，其投资和运行需要一定的资金投入。本着保本微利原则，按现行垃圾处理收费标准，每吨垃圾处理费用为60元，则每年每吨需要补贴20元方能正常运转，即前期投资8000万元即可保证后续垃圾填埋场的日常运营。6 效益评价6.1 社会效益随着该市经济的发展，城市人口的增长及生活水平的提高，城市生话垃圾必然会不断增多。大量生活垃圾的随意堆积，不仅会严重影响市民的生活和城市的市容、市貌，侵占大量土地，而且会随降雨产生大量的污水，对区域地表水、地下水环境质量造成严重的危害，对区域内的人体健康构成极大的威胁。本