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 法较口靠，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5山1.5 10 5.0kg/d >安装24台动态间歇式每条线551 X10-2 ¥0 kg /d 动态连续式100200t/d, 一«装25台选址难易度较困难有，难度有，难度占地面积_ 2150 500m /1000kg260 100 m /1

2、000kg, _2100150 m /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，但含水平图小适 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 作较好管理水平很高较局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

3、处置本身就是最终处置残渣需处置，占垃圾量1015%不可堆肥物占3040%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后防渗，但仍可能 渗漏，人工衬底投资可能性较小可能性较小比较项目卫生填埋焚烧堆肥大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 值主要划、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

4、资（力兀/t）（不计征地）1827,单层合成衬 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183530 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

5、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（）国豕八十年代九十年代填埋焚烧填埋焚烧堆肥瑞士13492080日本28671574116432187012国家八十年代九十年代填埋焚烧填埋焚烧堆肥瑞典5238355510法国3332484210德国83960355比利时582562299奥地利5719

6、602416英国80688111荷兰45514澳大利亚622414美国721711加拿大94682711西班牙8157571838209064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。

7、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

8、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

9、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

10、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

11、 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

12、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

13、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

14、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

15、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

16、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（GB81

17、721987） 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

18、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。0

19、.0%16.0%14.0%12.0%10.0%8.0%6.0%4.0%2.0%19911996年份表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 3-1 140 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

20、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

21、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

22、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

23、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

24、就达1.9- -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，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

25、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，

26、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

27、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，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。1.4.2 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 /

28、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）93481.569781715101849.5处理量比例91.78%6.85%1.68%从