垃圾处理工艺的选择

1、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 X1055.0kg/d 一般安装24台动态间歇式每条线1 X105-2 >105kg /d动态连续式100200t/d，一般安装25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 100 m2/1000kg100 150 m2/

2、1000kg建设工期912个月3036个月1218个月适用条件对垃圾成分无严格要 求，但含水率咼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米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510年2小时左右3060天最终处置本身就是最终处置残渣需处置，占垃圾量10

3、 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（力兀/t）（不计征地）1827,单层合

4、成衬 地，压实机5070,余热发电上网，国产率50%2332,制有机复合肥,国产化率60100%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

5、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4551

6、4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

7、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

8、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

9、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

10、 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

11、， 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 4050%，英国占 910%，加拿大占 56%。现在，国外主要的垃圾处理系统包括全量焚烧系统（ Mass burn system）、 垃圾衍生燃料（RDF）系统、组合式焚烧系统（Modular system） 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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、，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

17、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(GB81721987) XX粪便无害化卫生标准(GB79591987) 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

18、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（1996年全国共计666座城市，所调查 的140座城市1996年的垃圾清运量约占全国城市垃圾清运量的 45%，而垃圾处 理量约占全国城市垃圾处理量的 62%）说明尽管堆肥的处理量得到增加，但是堆 肥在垃圾处理中所占的比例却呈一定的下降趋势。1991年共有垃圾堆肥场26座, 处理能力为3713

19、吨/ 日，1996年共有垃圾堆肥场32座，处理能力为5853吨/ 日， 1997年-2000年规划建设垃圾堆肥场43座，处理能力约为12110吨/日。尽管垃 圾堆肥场数量XX总处理能力都在不断增长，但相对于城市垃圾处理的发展速 度，堆肥处理所占的比例还处于下降趋势。表3-3 140座城市垃圾堆肥场现状及发展规划调查表年份199119961997-2000规划建设堆肥场数量（座）263243处理规模（吨/日）3714585312110图3-1140座城市生活垃圾堆肥处理比例变化统计图但是近年来，随着城市经济发展，居民生活水平的提高XX居民燃料结构的 改变，城市生活垃圾中的煤灰含量逐步降低， 而包

20、装物如塑料、废纸等含量逐步 增多，这些混合收集的生活垃圾就难以用堆肥特别是无预处理的静态堆肥来处 理。现在堆肥面临的主要问题是一方面大量的堆肥筛上物需要进行焚烧 XX 填埋 处理，另一方面堆肥的质量不高，肥效较低，特别是销路不畅，这些都严重制约 着堆肥处理技术的发展。 有必要在实行分类收集的前提下，在堆肥前建设预分 选系统，堆肥的产品质量才能得到提高。在我国经济较发达的城市， 随着居民气化率的提高 (北方地区集中供热普及 率的提高也会显著减低垃圾中的灰渣含量) ，垃圾灰渣含量显著降低，厨余类有 机物逐渐成为垃圾中最主要的成分。 无论从环境保护，还是从资源循环利用角度， 最佳方式处理厨余类有机物

21、的就是使其转化为稳定的有机质， 使其来源于自然再 回归于自然。从这个意义上说，如果把源头的分类收集、过程中的预分选做好， 我国城市生活垃圾堆肥处理有很大的发展需求 XX 潜力，也正是鉴于此， 现在国 内出现了很多堆肥新技术新工艺。从实际上看， 虽然堆肥不是最好的达到垃圾处理减量化的垃圾处置方式， 但 是它确是实现资源化最有效的途径， 并且能实现一定的经济效益， 所以，对于我 国来讲，只有将其 XX 其它的垃圾处理方法相结合起来， 堆肥才会有更好的发展 前景。(2) 焚烧处理 总体上讲，焚烧的处理方法只适合于经济发达的地区或城市， 但是焚烧处理 必须以填埋处理作为依托。焚烧处理作为生活垃圾一种处

22、置方法，虽然能够达到理想的减量化的目的， 但是其投资高大， 运行费用高。 在我国目前还没有广泛的开展。 由于其不仅受燃 气普及率与集中供热普及率、季节差异、是否进行分区收集 XX 分类收集、垃圾 热值高低的影响， 同时更受经济发展水平的制约， 所以采用焚烧技术处理生活垃 圾的在我国目前只有经济发达的地区才是可行的。国内最早的是深圳，深圳市于 1985 年从日本三菱重工业公司成套引进两台 日处理能力为 150 吨/日的垃圾焚烧炉， 并于 1988年 6 月建成我国第一座现代化 垃圾焚烧发电厂，在 1994 年底开始扩建三号炉，结合国家 “八五”公关计划，完 成了 3号炉的国产化工程， 设备国产化

23、水平达到 80%以上，在技术性能方面， 较 原有的有了更大程度的提高， 这为我国大型焚烧设备的国产化打下了基础， 也为 其它地区的垃圾焚烧项目的建设作了示范。 近几年来，我国的垃圾焚烧已经得到 了很大程度的发展，许多城市已经开始用焚烧来处理垃圾，目前上海、厦门、宁 波等城市的垃圾焚烧发电厂或投入运行， 或已经正在建设之中， 焚烧这种处理方 式对于经济条件较发达的城市 XX 地区比较适合。垃圾焚烧处理与填埋处理相比，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， 在发达国家得到越来越广泛的应用。 但目前在我

24、国， 有三个因 素制约着城市生活垃圾焚烧处理的发展：1) 资金短缺，包括建设投资与运行费用 制约垃圾焚烧发展的重要原因还在于垃圾焚烧厂的一次性投资太大， 以及建 成后的运行成本太高。 如目前我国引进焚烧设备 (关键部分引进) 单位处理投资 为40-70万元/(t?d),如果按综合折旧年限15年计算，其折旧成本就达88.9-155.6 元/t。可见垃圾处理建设投资成本需求缺口很大。2) 缺乏可靠、实用的国产化焚烧处理技术 目前，我国引进焚烧处理设备由于投资大，超过大多数城市的经济承受力。仅深圳 1985 年从日本三菱重工业公司成套引进 2 台日处理能力为 150t/d 的垃圾 焚烧炉，运转正常，

25、并在 1994 年完成了对 3 号炉的国产化改造工作。而垃圾焚 烧处理要进一步发展，需要立足于国内，开发利用国内的技术 XX 设备，降低单 位处理投资。首先需要重点开发单台处理能力在 100t/d以上的垃圾焚烧系统以及 配套简单、实用的余热利用 XX 烟气处理设备，使单位投资降到 10-25万元/ t?d)。 但从目前来看，垃圾焚烧设备的国产化进展缓慢。3) 未有效实行分离收集，焚烧的热值不够，垃圾不利于焚烧。4) 由于焚烧要产生残渣等物质，根据国家相关规范 XX 标准，要对其残渣 进行单独无害化处置，然后进行填埋，显而易见，焚烧作为一种处理工艺，必须 要以填埋作为依托。由于城市中大部分垃圾还

26、是混合收集，垃圾中有机物含量、含水率都较高， 导致垃圾热值降低，不利于焚烧。(3) 填埋处理填埋处理是我国目前必不可少的处理方式， 不论采取何种处理方式， 都必须 以卫生填埋方式作为依托。垃圾填埋是国内外普遍采用的垃圾处理方法之一，也是垃圾的最终处理手 段，与其他处理方法相比， 一直都占有较大的比例。 它是任何一种垃圾处理工艺 中不可或缺的一种处理方式， 但是随着环保标准的日益严格， 对垃圾填埋场的支 持要求越来越高。我国城市垃圾无害化处理起步比较晚，据 1997 年统计，全国垃圾清运量已 经达到 10981 万吨，而垃圾无害化处理能力却相对较低。 随着国家 XX 各级政府 对垃圾污染问题的逐

27、渐重视， 近若干年来垃圾无害化处理特别是在卫生填埋方面 呈加速发展趋势。各地根据实际情况，从对策 XX 规划着手，对城市垃圾填埋处 理技术进行了有益的探索 XX 实践。其中北京、 杭州、广州、苏州、深圳、青岛、 中山等城市根据本市的实际已经建成了不同类型的卫生填埋场或综合处理场， 并 在运行实践中不断提高管理水平 XX 填埋作业水平。由于填埋处理垃圾消纳的量大， 单位投资相对较低， 比较适应我国目前大部 分城市的经济承受能力， 且是其他垃圾处置方式不可避免的， 因此，卫生填埋仍 然是我国城市现在乃至以后很多年垃圾处理最主要的方式，但是其占地面积大， 虽能实现完全的无害化、 一定程度的资源化，

28、但是不能达到显著的减量化， 所以 在许多大城市填埋更多的是作为城市生活垃圾综合处理厂的一部分， 用其它的处 理方法来尽量减少需进行的填埋的垃圾量， 延长填埋场的使用年限。 现在我国在 经济技术发达的地区，已经出现了以填埋为依托采取综合化处理的一种发展趋 势。数据分析2001 年中国城市建设统计年报的数据表明，全国 662 座城市的垃圾清 运量为 12333万吨，共有无害化处理厂 709 座，垃圾无害化处理能力 220528吨/ 日，无害化处理量 7624.29 万吨。无害化处理率 （实际上是非严格意义上的生活垃 圾无害化处理率 ）为 58.2%。2003 年 2月，建设部城建司市容处向全国 662 座城市发放了垃圾处理厂调 查表。截至 2003年 5月9日，共收到来自 22个省（自治区、直辖市） 251个城 市（县）共 346 座垃圾处理厂的上报材料。 为便于以统一的标准对各处理厂运行 状况作出分析，仅以2002年底以前投入运行的处理厂作为研究样本，共包括 22 个省、235个城市（县）共324座垃圾处理厂，垃圾总处理量为 101849.5吨/日。表3-4上报垃圾处理厂处理方式统计项目填埋场堆肥厂焚烧厂总计数量（个）292356324数量比例90.12%10.80%1.85%处理量（吨/日）93481.