发布时间:2024-02-04 14:53:35
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2013年8月中旬,国务院印发了《关于加快发展节能环保产业的意见》(以下简称“《意见》”),全面肯定了垃圾焚烧发电,提出到2015年中国城镇生活垃圾无害化处理能力要达到每日87万吨以上,生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上。
受国家政策春风的激励,垃圾焚烧发电项目在全国各地密集上马。业界测算,这意味着“十二五”期间垃圾焚烧发电项目的投资总额将超过1 000亿元。
“旱涝保收”争补贴
目前,中国各地垃圾焚烧项目的上马速度正明显加快。但与过去不同,这一轮密集上马垃圾焚烧项目的地区已不仅限于北上广等大都市,许多二三线城市也在加大垃圾焚烧项目的审批和建设。
南宁市投资10.8亿余元建设生活垃圾焚烧发电厂项目公开招标工作顺利完成;总投资8.13亿元的北京南宫生活垃圾焚烧厂项目在大兴区开建;广东四大垃圾焚烧电厂的环评、建设工作也在积极推进。
出现垃圾焚烧项目集中上马主要有两方面原因,一是城市垃圾数量快速增长,从长远看,垃圾处理的市场空间较大;另一个原因则是垃圾焚烧属于环保产业的一部分,地方政府想以此来拉动经济增长。一方面,大小城镇面临“垃圾围城”困境;另一方面,新型城镇化建设也对城市垃圾处理等基础设施项目投资提出了新的要求。业内有关专家还指出,垃圾焚烧项目上马快,是因为可以从国家拿到补贴,而且企业投资垃圾焚烧项目的利润稳定。
2012年4月,国家发展与改革委员会颁布《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》,规定:“以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,执行全国统一的每千瓦时0.65元上网电价。”
除了享受电价补贴之外,垃圾焚烧发电厂还能享受到垃圾处理费、优惠信贷等多重政策。据悉,大多数垃圾焚烧厂难以达到满负荷运作,但是,政策补贴还是会按合同发放到位。可以说,垃圾焚烧厂的盈利模式就是靠这些补贴,实现“旱涝保收”的。
然而,在巨大的投资冲动面前,垃圾焚烧产业的突破口关键还在于技术提升。
《意见》指出,在垃圾处理方面,要大力推广先进的技术和装备,重点发展大型垃圾焚烧设施炉排及其传动系统、循环流化床预处理工艺技术、焚烧烟气净化技术和垃圾渗滤液处理技术等,重点推广每日300吨以上的生活垃圾焚烧炉及烟气净化成套装备。
配套法规有局限
由于一系列政策的激励作用,中国的垃圾焚烧工程正提速扩展。
广州是一座被“垃圾围城”困扰的城市,番禺垃圾焚烧厂却曾遭遇争议。2009年,由附近居民发起的反垃圾焚烧运动持续了近3个月之久,项目因此一度搁置。
不过,广州并没有放弃对垃圾焚烧的研究。争议渐渐归于平静后,垃圾焚烧发电项目再次被提上议事日程。日前,广州市城管委组织专家、媒体赴台湾考察垃圾焚烧项目。在考察报告中,广州市城建委认为:广州建7座焚烧厂不会过量。报告还分析认为,以台北市为例,全市12个区456里9 545邻,人口约262万,建有3个垃圾焚化厂,日处理能力4 200吨;推行垃圾分类10多年,成效显著,但每天仍有约1 800吨垃圾需无害化焚化处理,也就是说每天人均约有0.7公斤垃圾需要焚化处理。报告根据广州目前约1 800万人口进行推算,认为广州在若干年后若和台北一样,能实现人均每天只产生0.7公斤的生活垃圾,至少需要建设日处理能力为12 600吨的焚烧发电处理设施。广州规划至2015年建设7座资源热力电厂,日处理能力为15 000吨,完全符合城市发展和城乡生活垃圾无害化处理的需要。
台北市实施的是垃圾费按袋计量政策,为使政策能执行,设立了多项重罚措施,比如:伪造专用袋可判7年以下徒刑,往街头行人专用垃圾桶排放家庭垃圾罚款6 000元新台币,等等。
目前,广州虽然制定了《广州市城市生活垃圾分类管理暂行办法》等一系列政府规章和规范性文件,但因各区基础设施建设不平衡,人口结构不相同等客观原因,以及区、街的推广力度、措施方法等主观原因,虽然98%的人支持垃圾分类,但自觉参与垃圾分类、且相对投放准确的不到30%。各区、街在推行过程中,特别是在法规制定、推行方法、保障措施等方面,广州相对于台北还有很大差距。创新精神不够强,没有很好地探索适应本街道、本社区的垃圾分类模式。
自主技术待推广
生活垃圾、餐饮垃圾及各种金属垃圾等互相混杂,给垃圾处理带来了难题。
日本在垃圾分类方面的经验值得学习。在日本,聚居区每一个门栋前,都摆放着多个垃圾桶,分别贴着可燃、不可燃、可回收、不可回收等标识,周一和周四是倒“可燃垃圾”的日子,周二倒“不可燃垃圾”,周五则倒旧报纸、瓶瓶罐罐等“可回收垃圾”。
做好垃圾分类工作,既可以提高垃圾处理效率,也可以更好地实现资源循环利用。然而,全球各个城市的垃圾量都与日俱增,仅仅依靠企业来完成垃圾分类的难度明显加大。
一位企业家呼吁,政府要加大对垃圾处理企业的补贴,吸引更多有资质的企业投身其中。他认为,做垃圾处理需要有门槛,一定要做到无害化。
无害化、资源化和减容化是垃圾处理的三大目标。垃圾焚烧要做到无害化,才能全面推广。
我国处理垃圾最先进的是大功率等离子体火炬装置,通过电弧产生高达5 500℃的等离子体,能迅速使垃圾中的有机成分裂解气化,经过急冷、提纯等环节后,气体中的二噁英等有害成分会被彻底脱除,最终成为洁净的富含一氧化碳和氢气的合成气。
“垃圾围城”日益严峻,尤其在寸土寸金的大都市,占地面积较大的垃圾填埋场越来越不够用。此前曾引起争议的垃圾焚烧发电,重新受到各界关注。
8月16日,国务院印发《关于加快发展节能环保产业的意见》(以下简称《意见》),全面肯定垃圾焚烧发电,提出到2015年,中国城镇生活垃圾无害化处理能力要达到每日87万吨以上,生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上。
受政策春风的刺激,今年以来,垃圾焚烧发电项目在全国各地密集上马。业界测算,这意味着“十二五”期间垃圾焚烧发电项目的投资总额将超过1000亿元。
“旱涝保收”争补贴
目前,中国各地垃圾焚烧项目的上马速度正明显加快。但与过去不同,这一轮密集上马垃圾焚烧项目的地区已不仅限于北上广等大都市,许多二、三线城市也在加大垃圾焚烧项目的审批和建设。
南宁市投资10.8亿余元建设的生活垃圾焚烧发电厂项目公开招标工作顺利完成;总投资8.13亿元的北京南宫生活垃圾焚烧厂项目在大兴区开建;广东四大垃圾焚烧电厂的环评、建设工作也在积极推进。
出现垃圾焚烧项目集中上马主要有两方面原因,一是城市垃圾数量快速增长,从长远看,垃圾处理的市场空间较大;另一个原因则是垃圾焚烧属于环保产业的一部分,地方政府想以此来拉动经济增长。
一方面,大小城镇面临“垃圾围城”困境;另一方面,新型城镇化建设,也对城市垃圾处理等基础设施项目投资提出了新的要求。
业内有关专家还指出,垃圾焚烧项目上马快,是因为可以从国家拿到补贴,而且企业投资垃圾焚烧项目的利润稳定。
2012年4月,国家发展和改革委员会颁布的《关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》规定:“以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,执行全国统一的每千瓦时0.65元上网电价。”
除了享受电价补贴之外,垃圾焚烧发电厂还能享受到垃圾处理费、优惠信贷等多重政策。据悉,大多数垃圾焚烧厂难以达到满负荷运作,但是,政策补贴还是会按合同发放到位。可以说,垃圾焚烧厂的赢利模式就是靠这些补贴,“旱涝保收”。
然而,巨大的投资冲动面前,垃圾焚烧产业的突破口关键在于技术提升。
《意见》提出,在垃圾处理方面,要大力推广先进的技术和装备,重点发展大型垃圾焚烧设施炉排及其传动系统、循环流化床预处理工艺技术、焚烧烟气净化技术和垃圾渗滤液处理技术等,重点推广每日300吨以上的生活垃圾焚烧炉及烟气净化成套装备。
配套法规有局限
由于一系列政策的刺激作用,中国的垃圾焚烧工程正提速扩展。
广州是一座被“垃圾围城”困扰的城市,番禺垃圾焚烧厂却曾遭遇争议。2009年,由附近居民发起的反垃圾焚烧运动持续了近3个月之久,项目因此一度搁置。
不过,广州并没有放弃对垃圾焚烧的研究。争议渐渐归于平静后,垃圾焚烧发电项目再次被提上议事日程。
日前,广州市城管委组织专家、媒体赴中国台湾地区考察垃圾焚烧项目。在考察报告中,广州市城建委认为:广州建7座焚烧厂不会过量。
报告还分析认为,以台北市为例,全市人口约262万,建有3个垃圾焚化厂,日处理能力4200吨;推行垃圾分类10多年,成效显著,但每天仍有约1800吨垃圾需无害化焚化处理,也就是说每天人均约有0.7公斤垃圾需要焚化处理。
报告是根据广州目前约1800万人口进行推算,认为广州在若干年后若和台北一样,能实现人均每天只产生0.7公斤的生活垃圾,至少需要建设日处理能力为12600吨的焚烧发电处理设施。广州规划至2015年建设7座资源热力电厂,处理能力为15000吨,完全符合城市发展和城乡生活垃圾无害化处理的需要。
台北市实施垃圾费按袋计量政策,为保证政策的执行设立了多项重罚措施,比如:伪造专用袋可判7年以下徒刑,往街头行人专用垃圾桶排放家庭垃圾罚款约合人民币1230.6元的措施,等等。
目前,广州虽然制定了《广州市城市生活垃圾分类管理暂行办法》等一系列政府规章和规范性文件,但因各区基础设施建设不平衡,人口结构不相同等客观原因,以及区、街的推广力度、措施方法等主观原因,虽然98%的人支持垃圾分类,但自觉参与垃圾分类、且相对投放准确的不到30%。
各区、街推行过程中,特别是在法规制定、推行方法、保障措施等方面,广州相对于台北还有很大差距。创新精神不够强,没有很好地探索适应本街道、本社区的垃圾分类模式。
自主技术待推广
生活垃圾、餐饮垃圾及各种金属垃圾等互相混杂,给垃圾处理带来了难题。
日本在垃圾分类方面的经验值得学习。 在日本,聚居区每一个门栋前,都摆放着多个垃圾桶,分别贴着可燃、不可燃、可回收、不可回收等标识,周一和周四是倒“可燃垃圾”的日子,周二倒“不可燃垃圾”,周五则倒旧报纸、瓶瓶罐罐等“可回收垃圾”。
做好垃圾分类工作,既可以提高垃圾处理效率,也可以更好地实现资源循环利用。然而,全球各个城市的垃圾量都与日俱增,仅仅依靠企业来完成垃圾分类的难度明显加大。
一位企业家呼吁,政府要加大对垃圾处理企业的补贴,吸引更多有资质的企业投身其中。他认为,做垃圾处理需要有门槛,一定要做到无害化。
无害化、资源化和减容化是垃圾处理的三大目标。垃圾焚烧要做到无害化,才能全面推广。
我国处理垃圾最先进的是大功率等离子体火炬装置,通过电弧产生高达5500摄氏度的等离子体,能迅速使垃圾中的有机成分裂解气化,经过急冷、提纯等环节后,气体中的二恶英等有害成分会被彻底脱除,最终成为洁净的富含一氧化碳和氢气的合成气。
合成气可用于发电、供暖、制油或制造化工产品;无机成分形成玻璃体态,无重金属渗出,可以回收再利用,加工成建筑材料等。
随着中国城市化进程的加快发展,垃圾处理已经成为困扰各级城市政府管理者的难题。
中国过去普遍采用传统的垃圾填埋方式,该措施具有占地面积大、污染水体、散发臭气等诸多弊端,而且部分城市的填埋场面临填满封场的危机,无法负荷日益庞大的垃圾量。
因此,人们不断探索其他有效的垃圾处理措施。但是,一直被环保主义者推崇的垃圾分类回收和综合利用的方法收效甚微,而近来在许多城市得到推广和实施的垃圾焚烧和发电项目,也引发了诸多社会问题。
看来,垃圾处理以及由此引发的环境和社会问题并没有因为政府的努力和巨额投入而消失,反而有愈演愈烈之势。笔者认为,以下四大症结,是造成垃圾处理难题的主要原因。
症结一:机制不合理
机制不合理主要是指政企合一的垃圾管理体制。到目前为止,中国城市垃圾处理的企业由政府管理,政府仍是城市垃圾处理惟一的管理主体,也是主要的投资主体和运营主体,这阻碍了市场化的发展。
一个明显的例子是民间资本和外资投资的缺失。据统计,全国的社会资本仅占到了垃圾处理投资的2%。
政企不分的另外一个弊端是废物回收体系管理不力。上世纪 50年代末到 70年代末,中国曾经建立起运行良好的废物回收体系。但是 80年代以来,国营物资回收公司倒闭,个体商贩迅速发展壮大,导致出现了许多新问题。
例如,在废纸回收领域,由于老百姓喜欢讲价,商贩为了盈利,在收来的废纸中掺砂子、泡水,然后拿去卖给造纸厂,但这种原料只能用作制造低级的纸板,要获得足够的原材料生产复印纸和新闻纸等高档再生纸,造纸厂不得不从国外进口垃圾分类回收的废纸。这无形中提高了商品价格,受害的其实是中国消费者。
此外,多头管理也是垃圾处理的重要问题。《纽约时报》认为,在二恶英的排放限制标准上,国家环保局和发改委之间已经博弈了三年,而提高国家标准一事并未出现进展。
症结二:补贴“诱惑”
城市化的加速必然要求社会各方对垃圾处理的投入大增。据悉,在截至 2010年的“十一五”规划已经拨付 1万亿元资金的基础上,北京今年又为污水治理和垃圾处理划拨 3500亿元资金。
高投入,尤其是来自政府的大量补贴,是垃圾产业在中国被称为“朝阳”产业的重要原因,但是许多企业受利益诱惑,产生了不少问题。
目前,垃圾的混合收集仍是大城市普遍采用的垃圾收运方式。虽然2002年中国政府提倡分类收集,但垃圾分类收集目前只占16%,效果不大。
曾经有人提出,垃圾分类难的主要原因是公众的环境意识不强。事实上,中国的老百姓在垃圾分类上做得很好,但是垃圾车最后却混着回收。这是因为垃圾处理企业是按照吨数获得政府补贴,他们并不希望大力推广分类回收。
中国大城市的垃圾桶采取“大类模糊”的设置方法就是很好的例证。西方国家一般对垃圾桶进行详细分类,便于民众进行垃圾投放。但是中国不同。对垃圾回收企业来说,如果标准越具体,老百姓做得越好,进入回收体系的垃圾越多,他们能够获得的补贴就越少。这事实上是过去数年里垃圾分类推广不理想的根本原因。
补贴政策还催生了虚报。据悉,北京一家垃圾填埋场采取垃圾清运车重复称量的方法,使其上报的日接受垃圾量比实际数字多50%,这五成“莫由于二恶英污染风险和投资运行成本过高,目前许多国家和地区都处于关停垃圾焚烧发电厂的潮流之中。图为香港市民反对在屯门地区建垃圾焚烧厂。
须有”的垃圾当然可以从政府获得相应补贴。
补贴政策的另外一个问题是,焚烧厂可以发电,而且进入电网后,政府也会提供补贴,这成为许多企业大力鼓吹焚烧项目的重要缘由。由于达不到发电要求,为追求更大的发电能力和从国家电价补贴中获取更大利益,焚烧厂在运行中大量掺煤,几乎成为“享受国家补贴的混合垃圾小火电厂”,不仅消耗能源,还产生了污染。
症结三:监督机制缺失
政府对垃圾处理的投入和补贴,实际上花得是老百姓的钱。但在垃圾处理问题上,中国目前尚未建立合理有效的第三方监督机制。
对于政府公布的数字和措施,甚少有学者和媒体站出来指责其是否合理。例如,北京市日前公布,2008年以来,垃圾生产力目前仍按照每年 8%左右速度持续上升,但目前的北京市垃圾处理厂设计处理能力仅为 1.04万吨。事实上,一些学者经过研究指出,从上世纪 90年代到 2007年,北京的垃圾增长率约为2%,为何突然变成8%,政府并未给出解释。而 1.04万吨的数字,也与北京政府绿色申奥时提出的日处理能力 1.621万吨前后矛盾。
此外,对于许多城市大力推广焚烧项目,也缺乏有效监督。从源头上减少垃圾量和扩建焚烧厂,是许多城市提出的目标,然而这两个目标自相矛盾。如果垃圾都进入分类回收体系,可以焚烧的垃圾数量必然减少。如果那些大力兴建的焚烧炉最后没东西可烧了,怎么办?但目前对此提出质疑的人却寥寥无几。
建造焚烧厂的投资巨大,建设一个日处理垃圾 1000吨的焚烧炉及附属热能回收设备,大约需要 7-8亿元人民币。要减少污染需要提高焚烧标准,但是每提高一项标准就要增加投资。而且焚烧厂是有寿命的。这些成本都需要老百姓承担,但从焚烧项目从筹建到报废的全过程并没有来自第三方的监督机制。
症结四:简单化模仿
当下,全国各地兴建垃圾焚烧项目的热潮正在逐渐升温。北京、上海、广东、江苏等十几个省区均已建成或拟建设垃圾焚烧厂。
主烧派坚持的论据是,焚烧是发达国家尤其是日本为了解决垃圾问题而采取的有效措施,因此中国在垃圾处理问题上也要向焚烧倾斜。
这个论据的逻辑其实是简单化模仿,这只看到了硬币的一面,关键是还有另外一面。垃圾焚烧是确实曾在欧美国家盛行过,但是他们目前都处于关闭垃圾焚烧发电的潮流之中。德国、荷兰、比利时、意大利等都早已相继颁布了“焚化炉禁建令”或部分禁建令。日本高峰期建设有 6000多座垃圾焚烧设施,但到目前仅存 1280座。即使是经济不是很发达的菲律宾,也颁布了垃圾焚烧设施建设的禁令。
中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)23-0222-01
一、引言
由于存在垃圾泛滥的情况,所以很多国家对于垃圾的处理已经不再局限于销毁和填埋,而是采用有效对策对其进行科学处理。我国有大量的垃圾,有很大的回收再利用价值。垃圾焚烧发电技术作为一种无害化的垃圾处理方式,在为人们生产生活提供电力的同时也减少了对环境的污染,具有很好的发展前景。将垃圾焚烧和垃圾填埋进行对比,对垃圾进行焚烧可能更节约地方,没有对地下水以及地表水进行污染,这将会成为大中型城市垃圾处理的最好选择。但是,因人们缺少环保意识,所以垃圾燃烧发电技术还不够成熟,再加上政府政策支持力度欠缺等原因,致使垃圾焚烧发电项目建设过程中还有许多问题存在。
二、焚烧法概述
垃圾焚烧是一种比较传统的垃圾处理方法,也是处理城市垃圾的主要方法之一。建造垃圾焚烧炉,将焚烧炉内温度控制在980℃左右,对垃圾进行分类收集完成后,可以将垃圾放置于焚烧炉内焚烧处理,可以达到垃圾体积缩小的效果,普通垃圾体积可以缩小50%-80%,可燃性垃圾处理后可以缩小90%。目前还有一些国家和地区采用将焚烧处理与高温热分解相结合的处理方式,进一步缩小垃圾体积。
焚烧处理后,垃圾的质量变轻,体积减小,这样就使填埋量大大缩小,节省用地。与此同时,在燃烧过程中垃圾还会产生大量热能,这些热能可用来供热或者发电,燃烧效率可高达85%,热效率可以达到50%以上。因社会对于环境问题越来越重视,所以使用的现代垃圾焚烧炉都会配备烟尘净化装置,从而有效地减轻大气污染。但是,也有一些地方禁止焚烧垃圾。
三、垃圾焚烧发电工程的现状
1、国内垃圾焚烧发电的应用现状
1988我国在深圳建立第一座垃圾发电厂,之后垃圾燃烧发电迅速发展。北京高安屯生活垃圾焚烧厂是目前亚洲单线规模最大的项目。2013年底,我国就已经有城市生活垃圾焚烧厂166座,总处理能力为4633.7万吨,日处理能力158488吨,总装机约为2600MW。以此可见,我国垃圾焚烧发电技术发展迅速,总数多,装机容量较大,还引进国外先进技术,发展日趋完善和成熟。专家预测,到2020年,我国将新增垃圾发电装机容量约3300MW,将有越来越多的城市选择建设生活垃圾焚烧发电厂。
2、生活垃圾焚烧的相关法规政策日益健全
近年来,我国有关部门对于垃圾焚烧发电的问题已经制定出了一些扶持政策,并且垃圾焚烧发电作为一个行业和产业在国内发展很快。垃圾焚烧发电是垃圾处理的基本方式之一,从《中华人民共和国可再生能源法》、《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国循环经济促进法》、《可再生能源产业发展指导目录》等多个文件来看,我国已把垃圾焚烧发电定位于一种资源综合利用方式,垃圾焚烧发电属于可再生能源中的生物质能,属于循环经济的范畴。另外,国家环保总局等部门在2001年的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》里也指出,如果一些城市缺少卫生填埋场地、有经济资源以及垃圾燃烧满足热值条件等,就可以对垃圾焚烧处理方法进行发展。
3、垃圾焚烧发电发展空间在逐渐增大
依据以前进行规划的有关政策以及技术路线等,我们国家的垃圾进行处理遵循的原则是:对垃圾进行处理的主要办法为卫生填埋,其次才是焚烧。但是伴随着我国城市化速度的加快,可以利用的土地资源越来越少,很多大中型的城市已经没有办法在城市里寻找到比较合适的垃圾填埋场。当然,因为焚烧炉设备以及整个垃圾焚烧发电过程的工艺都得到了快速的发展,这就降低了建设垃圾发电厂的投资,同时也会对垃圾焚烧发电业的发展产生推动作用。
四、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题及对策
1、生活垃圾焚烧发电工程存在的问题
(1)“邻避”问题突出,导致垃圾焚烧发电项目很难落地实施
环卫基础设施的“邻避”问题是一个世界性的问题,这在每个国家都存在,都反对在自家后院建垃圾收集设施、垃圾处理设施。在我国,垃圾焚烧发电项目落地实施难的问题较为突出,除了“邻避”现象,原因主要是反对垃圾焚烧的人士对“二f英”的过度负面宣传,使得“二f英”被妖魔化;其次是相关部门监管力度不够;第三是信息公开度不够、公民参与度不够。上述的这些问题就使得垃圾焚烧发电项目难落地。
(2)垃圾成分复杂,水分含量高
政府没有对垃圾分类工作进行长远的规划,并且对垃圾分类的投入少,缺少垃圾处理措施,没有建立一个健全的回收体系。此外,没有彻底解决产业体系不成熟等问题。一般情况下,对垃圾的回收和倾倒都是粗放式的。因此,垃圾里的水分非常高,尤其在夏季这种现象更为明显,由于含水量高,进而导致垃圾的热值较低,给焚烧垃圾带来了诸多困难。
2、生活垃圾焚烧发电工程的具体对策
(1)做好前期工作,进行合理规划
要合理布局好垃圾焚烧发电项目,优先考虑到项目所能覆盖的服务范围,同时结合着城市经济和地理状况,进行科学的规划,提出合理的涉及垃圾焚烧发电项目的土地供应。项目选址要公示宣传,向公众介绍焚烧工艺,如何处理飞灰、烟气、渗滤液等,引导公众参与,让公众有直观认识,化解邻避效应,杜绝发生公众事件,促进项目落地实施。另外,还要明确处理规模、处理工艺、环保标准、设备配套、企业资质等标准。
(2)垃圾要分类回收处理
为了提高公民的环保意识,就要引导他们对垃圾进行分类回收,从而减少了
焚烧垃圾之前分类的麻烦,简化过程,提高效率。还要学习先进的管理经验,解决好垃圾燃烧率不稳定的问题。除了这些对策外,也要求配置的废弃处理系统必须是高质量的,这样才能从根本上减少废弃污染物对环境所造成的污染。
五、结束语
总之,垃圾焚烧发电处理将是我国大中城市的最佳选择,不仅降低了环境污染,也提高了环保效益,带来了经济利益。对于垃圾焚烧发电项目建设的推进要从政策层面、法律层面、经济层面、技术层面及社会层面等多方面进行综合考量,同时也需要政府、企业和公众等多方面的共同努力,找到更好的途径去解决垃圾焚烧中出现的问题,提高处理水平和监管能力,这样才能使生活垃圾焚烧发电项目得以更好的实施。
参考文献
[1] 郭文刚《浅析当前生活垃圾的焚烧及趋势》[J],《民营科技》2015年03期.
随着我国城市化进程的不断发展与人们生活水平的不断提高,所产生的生活垃圾也不断增加,垃圾处理问题逐渐成为了制约城市与环境发展的关键因素。实现垃圾处理的无害化与资源化已经成为了垃圾处理的共识。在垃圾的回收利用中难免会产生废弃物,当前针对废弃物的处理主要包括填埋、生物化学处置、热处置三种方法,其中热处置――焚烧法在我国的应用较为广泛。
一、我国垃圾焚烧的现状
当前,垃圾焚烧是我国垃圾处理的主要方式,具有无害化、减量化、资源化等特点。垃圾焚烧过程中要想最大限度地实现无害化与资源化,垃圾焚烧设备的安全、高效、连续运行是其中的关键。我国的生活垃圾具有品味低、组分复杂等特点,在焚烧的过程中存在着很多影响设备运行的问题,积灰问题就是其中比较重要的问题之一。生活垃圾的品位较低、成分复杂,在焚烧的过程中很容易产生积灰、磨损、腐蚀等问题,对焚烧炉的安全、稳定运行造成影响。其中积灰沾污不仅仅会造成能量转化效率的降低,又常常是引起其它运行事故的诱因。
所有的燃烧设备中都存在着积灰问题,垃圾焚烧设备也同样如此,轻微的积灰并不会焚烧设备产生较大的影响,只有在过度积灰的情况下才会对焚烧设备产生危害。一方面,严重的积灰问题会导致焚烧炉受热面传热效率大幅度下降,造成垃圾处理能力与能量利用效率的降低;另一方面积灰可能会导致烟气流通面堵塞,出现烟气偏流的情况,导致焚烧设备运行形成运行故障隐患。在焚烧炉设计与运行的过程中,一方面采用设备防积灰措施降低焚烧设备积灰情况;另一方面采用吹灰手段来缓解受热面的积灰问题。但是这些方式的清灰效果并不理想,最终导致积灰烧结情况的出现,形成恶性循环。
二、垃圾焚烧炉受热面积灰的生长特性
在垃圾焚烧炉的尾部烟道中,各个受热面都会出现积灰的现象,而粘结性积灰主要出现在过热器与省煤器之间。粘结性积灰对受热面的影响要比松散性积灰更大,而且其生长速度更快、清理更加困难。影响粘结形结合的因素包括多个方面,其中最为关键的就是烧结、多相反应。
在垃圾焚烧炉尾部受热面积上,在低于灰熔点的温度之下会出现积灰烧结的情况,在气固与多相反应的作用之下形成Ca-S性粘结积灰。积灰的烧结过程属于化学反应过程。在对垃圾焚烧炉烧结积灰进行分析的过程中,烧结积灰断面结构从过热器到省煤器随着烟气温度的降低而逐渐稀疏,在积灰中包含了少量钙的硅酸盐,这可能是形成烧结积灰熔融相的原因。在不同受热面的烧结积灰中,Ca、S的含量存在一定的差异,对流受热面的烟温在600℃左右,其积灰中包含最大量的Ca、S。
按照生成顺序进行划分,垃圾焚烧炉高温受热面烧结积灰包括根部、生长段两个方面,其中根部又划分为内层、过渡层与外层三个部分。沿着受热面烧结积灰的生长方向,Ca、S的变化趋势大体上是一致的,根部与生长段相比,钙、氯含量较高,而硅、铝含量较低,硫含量基本相同。在根部,与过渡层与外层相比,内层的碱金属钠、钾的含量较高。
三、垃圾焚烧积灰硫酸盐化分析
通过对垃圾焚烧炉受热面积灰特性的分析发现,致密积灰的形成的过程中往往包含着高度的硫酸盐化。焚烧炉内的飞灰可以直接参与脱硫,但是积灰形成并不相同,其硫酸盐化并不是在气固充分混合的条件下形成的,而是在烟气冲刷掠过积灰表面的过程中进行的,其脱硫的速度比炉内飞灰要慢很多。虽然这种积灰硫酸盐化对积灰脱硫的贡献比较小,但是对积灰烧结致密化过程却具有较大的影响。因此,对积灰硫酸盐化进行研究,明确硫酸盐化的影响因素具有非常重要的意义。
在400℃到750℃的温度区间中,垃圾焚烧积灰的硫酸盐化反应受到扩散过程的控制,温度并不是硫酸盐化反应最主要的决定因素;600℃是硫酸盐化反应进行的最适宜温度段。如果温度较高,积灰硫酸盐化反应的产物分解较快,将会导致硫酸盐化的转化率不高;但是较高的温度利于硫酸盐化反应持续反应能力的提高。
在垃圾焚烧积灰的硫酸盐化反应中,SO2的浓度越大,反应的速度越快。除SO2之外,烟气中还包含HCl成分,该成分对硫酸盐化反应的影响比较复杂,当SO2的浓度较低时,HCl对硫酸盐化反应有着阻碍作用;当SO2浓度较高时,HCl在低温情况下对硫酸盐化产生促进作用,在高温下对硫酸盐化的影响并不明显。
积灰中CaO含量越高,硫酸盐化的反应过程增重量就越大,积灰更加容易实现团聚,但是积灰中可反映物质的转化率增长速度要高于CaO含量较低的积灰,主要的原因是积灰中所包含的惰性物质能够对反应产物进行淡化,但是也能够增加积灰的松散度,从而发挥间接促进反应作用。
四、垃圾焚烧炉对流受热面的积灰腐蚀机理
垃圾焚烧炉在运行的过程中,对其运行经济性与安全性产生影响的主要因素之一就是受热面高温腐蚀。受热面绝大部分都会被积灰所覆盖,这就导致受热面腐蚀是在气体、液体与固体多相作用下的复杂过程。深入了解垃圾焚烧炉对流受热面的积灰腐蚀机理,有利于对腐蚀行为的发生与发展进行预测,同时能够为受热面的设计及防护措施提供数据与指导。
焚烧炉受热面积灰高温腐蚀情况普遍存在,高温烟气中包含有酸性气体、盐类蒸汽、飞灰颗粒等,这些可能是造成受热面积灰高温腐蚀的原因。虽然这种高温腐蚀的情况并不明显,但是一般都是在没有察觉中进行的,一旦出现穿管等事故将导致设备停运,检修的过程中也不易找到事故点,只能够将整个受热面全部更换,对焚烧炉运行的经济性与安全性都存在威胁。
垃圾焚烧过程中,受热面在烧结积灰条件下出现的腐蚀行为属于应力开裂腐蚀,是致密烧结积灰的应力破坏作用与积灰中的氯离子扩散腐蚀共同作用的结果。在腐蚀积灰的外层上,其烧结强度非常高,导致积灰在温度波动的过程中对受热面产生非常强烈的应力冲击,对受热面金属造成损害。扩散过程实际上就是腐蚀反应的控制步骤之一,在浓度梯度与高温梯度的影响之下,积灰中的Cl- 向金属氧化层内不断扩散,造成金属表面缺陷的加重,对反应有促进作用。减少高强度烧结积灰的形成和高氯垃圾的大量集中入炉焚烧对预防垃圾焚烧炉受热面的积灰腐蚀非常重要,对金属表面进行有效的处理以及采用科学合理的吹灰手段都可能有效抑制积灰腐蚀的速度。
总结:
随着我国城市化进程的不断发展与人们生活水平的不断提高,所产生的生活垃圾也不断增加。在垃圾焚烧的过程中,焚烧炉受热面的积灰一方面会影响热效率,另一方面会影响烟气流动,导致磨损与腐蚀加剧,导致焚烧炉工况降低、污染物排放量增加。因此,在对垃圾焚烧进行优化研究的过程中,积灰问题已经成为了重点内容。在积灰缓解的过程中主要采用的是吹灰装置,但是吹灰一旦出现烧结情况,吹灰的效率将降低,同时会造成积灰生产速度与破坏能力的不断增加,对垃圾焚烧的经济、安全等造成威胁。垃圾焚烧过程中积灰的烧结是一个受到多方面因素影响的复杂过程,本文从垃圾焚烧炉受热面烧结积灰的特性研究和形成机理、烧结积灰的硫酸盐化反应、烧结积灰条件下的腐蚀机理等方面进行了系统的研究,为垃圾焚烧炉的积灰优化提供基础资料和指导。
参考文献
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究其原因:一方面垃圾污染主要取决于垃圾成分,垃圾成分又受到居民生活水平的直接影响。以前我国城镇垃圾成分比较单一、垃圾产源比较分散、人民群众环保意识不高,但近年来,随着城乡一体化进程、小城镇建设步伐的加快,人民生活水平的提高,城镇生活垃圾成分发生了巨大的变化,有机物和可燃物的含量也在不断的增加,部分经济水平较高的地区如经济区、近郊区垃圾成分与城市垃圾成分几乎没有差异,而且有机物的含量可能比城市还高。另一方面由于以前城镇人口相对大城市来讲比较分散,从一定程度来讲也降低了生活垃圾对环境危害的显著程度,随着经济的发展,生活水平的提高,城镇垃圾也开始比较集中,由此造成的环境危害也越来越显著,部分城镇在河道、水塘随意倾倒生活垃圾,造成当地环境卫生水平逐年下降,白色污染、水体污染等环境污染事件时有发生,更有甚者利用垃圾来喂养家畜,造成了恶劣的社会影响。
目前世界各国生活垃圾处理方式主要有:卫生填埋、堆肥和焚烧发电三种。
一、卫生填埋
卫生填埋在我国运用比较普及,但填埋场选址非常困难,占地面积又大,同时垃圾中有害成分对大气、土壤及水源造成了严重污染,不仅破坏了生态环境,而且也严重的危害人们的身体健康。如果要对渗滤液进行处理,其成本也相当高。其次,填埋场受使用年限的限制,还将面临重新选址、拆迁、以及与当地居民协调等问题。该项技术只适合经济水平不高的、土地资源较广、降雨量相对较小的城市,但随着经济水平的提高,渐渐的也将会被淘汰。
二、垃圾堆肥技术
垃圾堆肥技术是实现垃圾处理资源化、无害化的现代化垃圾处理技术之一,在国外相当城市有应用;但在国内由于垃圾的混合收集,使得分选效果不甚理想,要求垃圾的有机含量高,堆肥处理不能减量化,仍需占用大量的土地。而且垃圾制有机肥技术及设备到目前为止还不是很完善,垃圾分选设备有待进一步完善。该技术适用于经济水平高、填埋场选址困难,垃圾中有机物成分含量较高、有一定制肥产品市场的城市。所以它的局限性比较大,还不能大范围的推广和普及。
三、垃圾焚烧发电技术
垃圾焚烧发电是将垃圾放在焚烧炉中进行燃烧,经吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动的中央,然后慢慢通过砂床(600-700摄氏度),其结果是垃圾被热砂焙烧而失去其水分变脆,继之分散到活动床两侧的流化床。在流化床内,脆而易碎的垃圾被剧烈运动的砂粒挤成碎片而很快燃烧掉。另一方面,垃圾中的不燃物则与砂粒一起移动到焚烧炉两侧,通过不燃物排出孔,与砂粒一起自动排出炉外。少量剩余残渣排出填埋或作其他用途。焚烧处理对于我国当前的混合垃圾有很好的适用性,能够显著地实现垃圾减量化与能源化,尤其是随着城镇生活水平的提高,垃圾中有机物和可燃物构成城镇垃圾的主体。而不可燃垃圾专指各类金属、玻璃、石陶瓷等无机物,这些垃圾在焚烧炉内均能自燃,均能发电。燃烧一吨垃圾可发电300-400KW,而垃圾焚烧处理后的灰渣呈中性,无气味,不会引发二次污染,体积减少百分之九十,重量减少百分之七十五以上,明显减容减量。直接通过垃圾焚烧,产生高温烟气进入余热锅炉产生蒸气,进入汽轮发电机发电。随着经济的发展,垃圾的利用率也随之提高,垃圾量也不断增加,城镇步伐的加快,垃圾焚烧发电具有明显的优势。因此城镇垃圾焚烧发电技术迫在眉睫。
首先,从我们看发达国家的垃圾焚烧发电技术,比如新加坡面积约647平方公里,人口大约500多万,大约有百分九十一的垃圾采用焚烧处埋,用于供暖和发电。再有中国台湾约有百分之五十七的垃圾被焚烧处理。由此可见,在世界主要发达国家和地区的垃圾处理系统中,垃圾焚烧技术占有重要的地位。
其次,从我国垃圾焚烧处理前景分析
第一、我国的垃圾焚烧处理现状
我国对垃圾的焚烧处理能力已从2001年的6520t/d提升到66010t/d翻了近5倍,我国在广州、天津等地已建成具有规模的焚烧厂百余座。技术也基本成熟。
第二、我国的垃圾焚烧前景
对于城镇而言,焚烧处理与卫生填埋处埋相比,主要优势在于:
1.实现垃圾处理的可持续性。焚烧厂和卫生填埋相并运行,可扩大现有卫生填埋场的使用年限,而焚烧的残渣还可以制建材,具有良好的可持续性。
2.实现垃圾快速稳定化。垃圾稳定性程度高,焚烧后的垃圾基本为无机物,已实现了稳定化,而原生垃圾填埋和自然稳定化需要一个长期的过程大约20到30年。
3.减少渗沥液处理难度和规模。采用焚烧厂,处理的渗沥液量主要是垃圾中的含水,并且是原生垃圾渗沥液,不仅量小,而且易于处理;填埋垃圾渗沥液主要是降雨浸泡陈腐垃圾的渗沥液,不仅量大,而且处理的难度大。
事故发生第二天上午,上海市绿化和市容局组织环境风险评估组专家进行检测和安全评估。上海市政府网站7日消息,称事故对周边环境影响已基本消除,未造成次生大气环境质量影响。“目前,江桥垃圾焚烧厂焚烧设施正常运行。”
这是政府部门至今最后一次与此次事故有关的消息。事故具体原因仍在调查。
江桥厂大股东上海城投控股股份有限公司(下称城投控股)曾公告,承认江桥厂系其子公司上海环境集团有限公司(下称环境集团)与威立雅环境服务中国有限公司共有的合资企业,“由威立雅公司运营管理”。环境集团副总裁邵军14日在公开场合透露,此次事故是外聘单位在维修渗滤液调节池抽气管时,违规操作所致。 事故原因初探
12月5日15时10分左右,江桥厂附近居民突然听到一声巨响,并伴有强震。他们起初以为“地震了”,但很快发现是江桥厂发生了爆炸。爆炸产生的冲击波震感强烈,有两名人员因此摔倒受伤,其他伤者则多被埋在瓦砾之下,其中二人重伤送医后不治,另一人则在事故发生后24小时才被找到,当时已经死亡。
江桥厂是国家发改委批准的重大环保基础设施,该厂已建成运营的一期、二期工程总投资9.2亿元,占地面积13.6公顷,设计处理能力1500吨/日。2006年8月建成时,是全国规模最大的生活垃圾焚烧厂。至2012年末,上海四个城区的大部分生活垃圾均由该厂处理,当年实际处理垃圾量达59.55万吨,发电量近2亿千瓦时。
上海市政府官网称,据初步调查,事故发生在厂区内渗滤液处理一期工程厂房。当时,约有250平方米的厂房正在进行管网维修,维修过程中突然发生爆炸。
对于事故原因,业界普遍怀疑是垃圾渗滤液发酵产生的沼气爆燃所致。
所谓垃圾渗滤液(又称渗沥液),是指垃圾在堆放过程中,经发酵等生化降解,同时,在降水等作用下产生的一种高浓度的废水。由于垃圾含水量较高,渗滤液产出率也较高,此次发生事故的江桥厂,其夏季渗滤液产出率高达35%。
在渗滤液产生的过程中,以及渗滤液中的有机物进一步降解时,都可能产生沼气。“早期焚烧厂的渗滤液,都是通过车辆或管道送往污水厂处理。近年来,环保法规趋严,越来越多的垃圾焚烧厂自建了渗滤液处理设施。”专注垃圾焚烧处理研究的浙江大学能源工程学系教授马增益回忆称,在本世纪初首批垃圾焚烧厂开始建设,当时设计者们并没想到,短期存放的垃圾也会产生这么多渗滤液。
2008年出台的《生活垃圾填埋污染控制标准》,规定了生活垃圾填埋场水污染物排放浓度限值,化学需氧量、五日生化需氧量、悬浮物、氨氮等指标,均不得超过100毫克/升。
渗滤液处理系统由此成为填埋场必须配备的一项设施,“建设标准较高的焚烧厂,就是参照这个标准”。马增益说。
江桥厂正是这样一座被称为“高标准”的焚烧厂。2006年8月,原国家环保总局主持通过项目一期、二期的环评验收时,作为配套工程的渗滤液处理一期刚刚试车,直到当年12月1日方结束试运行。
出于成本原因,在实际操作中,企业多采用生物法处理渗滤液。江桥厂也是这样。它的渗滤液处理一期工程采用的是一套“预处理+膜生化反应器”系统,首先将渗滤液引进调节池进行预处理,由于采用的是好氧发酵法,调节池中会进行预曝气,以去除对好氧反应不利的游离气体,这一过程会令渗滤液中的沼气溢出。而在生化反应阶段,则引入好氧微生物,并在一定温度条件下不断曝气,加速好氧菌群作用,从而降解大部分有机物,在这一过程中,则可能因好氧反应不完全,出现一部分厌氧反应,从而产生沼气。
江桥厂发生事故时,一条抽气管正在维修。在12月14日举行的2013(第七届)固废战略论坛上,邵军介绍,外聘的第三方单位违规操作最终导致了爆炸事故。
自然大学对现有的信息披露情况并不满意,他们呼吁第三方介入事故调查,并建立公众参与的第三方监督机制,“监督江桥垃圾焚烧厂的日常运行,避免类似事故的再次发生”。 控制不严
历史上无论是垃圾填埋场、污水厂还是市政污水管道,都多次发生过沼气爆燃。
住建部于2010年颁布《生活垃圾渗沥液处理技术规范》,明确提出“调节池、厌氧反应设施应设置硫化氢、沼气浓度监测和报警装置,曝气设施应设置氨浓度监测和报警装置”,“沼气和硫化氢等危险气体应采取控制与保护措施”等要求。但这仅是一项行业标准,并不强制执行。
在垃圾处置领域,防沼气爆燃隐患的国家强制标准,仅在《生活垃圾填埋污染控制标准》中可见:生活垃圾填埋场应建设填埋气体导排系统,在填埋场的运行期和后期维护与管理期内将填埋层内的气体导出后利用、焚烧。
专门针对垃圾焚烧厂的《生活垃圾焚烧污染控制标准》中未提及渗滤液,这一标准自2001年出台后,至今未经修订。
在马增益看来,建设和管理环节,集中关注的都是主体焚烧炉部分;对整个工程风险的关心,则主要集中于环境污染,并非安全生产。“环评时也会讲到爆炸可能带来的风险,很多人都怀疑垃圾厂可能爆炸吗?至于渗滤液系统,以往更没有敲过这个警钟,至少我自己就没有注意到这个事情。” 马增益说。
渗滤液处理设施的防火防爆,并无技术难度。从事渗滤液专业化处理多年的清华大学环境学院副研究员岳东北介绍,“涉及到沼气,一是要做监测,最起码要做甲烷监测;二是收集利用,不利用也要做好通风。此外,所有可能出现厌氧反应的范围,都要采用防燃防爆标准。”
浙江合坤生物能源科技有限公司总经理方小冬曾去过一些垃圾焚烧厂。就他所见,这些厂区内的渗滤液处理设施,只是对污水池加个盖防止气味溢出,气体收集设备非常简易,亦未配备监测设备。
“风机不是防爆的,工作服也不是防静电的……包括检修使用的工具,都必须是防爆的才行,能达到这个标准的,我看到的可以说是‘零’。” 方小冬指出,与专业的渗滤液处理厂(站)不同,垃圾焚烧厂在配套渗滤液处理设施时,并没有执行严格的防爆标准。 改造困境
“十一五”时期提出“焚烧为主,填埋为辅”的垃圾处理思路后,垃圾焚烧厂近年在各地纷纷上马。至2012年底,中国投入运行的生活垃圾焚烧发电厂共有142座,总处理能力为12.4万吨/日。根据各地政府的规划,焚烧将逐渐取代填埋,成为“垃圾无害化处理”的主要手段。由此带来的焚烧厂技术完善需求必将提上日程。
垃圾含水量太高,焚烧炉温度达不到标准,会增加产生二英这类有毒有害气体的风险,因此渗滤液必须单独处理。
早期建设的垃圾焚烧厂,大多数都选择将渗滤液回喷,“但这么多水入炉膛,燃烧时就需要添加更多辅助燃料,对节能非常不利,也提高了成本”。马增益说。
如果转运处置,依据《城市生活垃圾管理办法》规定,“应当采用全密闭自动卸载车辆或船只,具有防臭味扩散、防遗撒、防渗沥液滴漏功能。”
直接排放更无可能。要排入设置城镇二级污水处理厂的城镇排水系统,执行最低标准(三级标准),化学需氧量也必须在500毫克/升以下。而江桥厂产生的渗滤液原液,化学需氧量含量高达4.8万毫克-7.1万毫克/升,远远低于纳管要求。
华泰证券对《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》分析后,保守测算,至2015年渗滤液新增市场容量为90亿元左右,运营年均市场容量为20亿元,“存量市场超过增量市场3倍”。换言之,至2015年,垃圾渗滤液处理市场规模将超400亿元。
与巨大的市场需求不相匹配的是,真正拥有达标的渗滤液一体化处理工程建设、运营能力的企业很少,行业专业度不足。“多数企业产品技术含量低、无自主知识产权,无法提供渗滤液处理工程一体化服务。”第三方市场研究机构深圳中商智业投资顾问有限公司分析。
渗滤液处理企业正面临技术改造,产业升级的拐点。上海城环水务运营公司(下称城环水务)原总工程师周新宇在参与江桥厂渗滤液改扩建方案技术论证后称,江桥厂渗滤液处理设施使用的工艺存在污泥产量大,生产能耗与药耗大,工艺瓶颈环节众多,生产管理与设备运行要求高等弱点。城环水务是江桥厂渗滤液处理设施的运营商,亦是城投控股的下属企业。
周新宇介绍,在江桥厂渗滤液一期工程的实际使用中,原本希望在调节池通过技术手段将化学需氧量降低30%,因渗滤液原液酸性过高未能实现,生化反应后还堵塞了输送系统,因此降低了供氧效率。这也是众多应用膜超滤技术进行渗滤液处理的设施遇到的共性问题之一。
尽管超滤膜一般都会承诺3年-7年的使用时间,在实际使用中,因超滤膜易堵塞清洗频繁,以及腐蚀损伤等原因,使用寿命往往无法达到预期。北京桑德环保集团董事长文一波透露,“我们做过几十个渗滤液处理工程,全世界的膜基本都用上了,可以说都或多或少有些问题,很多膜一年甚至更短的时间就要更换。项目难以实现稳定可靠的经济性。”
一部分企业希望利用沼气,提高渗滤液处理经济效益。江桥厂在2007年提出技改扩建计划时,提出要在原有生化反应器前端增设厌氧装置,产生的沼气用于发电。“每吨渗沥液的处理成本扣除沼气发电收入后约为11.9元,比现有工程下降约60%。”《上海江桥生活垃圾焚烧厂技改及扩能工程环境影响报告书(简本)》中称。
在从业者和研究者看来,以厌氧发酵为主的工艺,尽管会因设备和防爆等原因增加一定投资,却更为节能和环保,应该是未来渗滤液处理技术的主要发展方向之一。然而,上海城投2013年半年报中,已将用于江桥厂技改扩能的492.7万元全部计作坏账,“预计无法收回”。
此外,渗滤液企业还面临着滤出浓液难以处理,回灌造成二次污染的技术难题。岳东北分析,虽然目前已经研究出化学氧化、蒸发浓缩结晶填埋等方法,但成本都较高,“能不能承受得起,谁来承担”?
渗滤液处理工程利润微薄,投资回收期太长也阻碍了企业的投入。“政府投资项目,企业一般希望7年收回投资,但政府的希望是10年,实际操作中经常要20年才能收回成本。”方小冬说,因此,压缩开支成为企业必然的选择,“比如说风机,防爆的比不防爆的至少要贵三成,有多少人在用”?
关键词:垃圾焚烧 二次污染 政策建议
垃圾焚烧与填埋处理相比,具有占地小、场地选择易、处理时间短、减量化显著、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点,我们选取本产业成功个案——天津泰达环保公司作为研究对象。以附近通鑫园小区(有效样本总数450)和天津工程师范学院宿舍(有效样本总数806)居民作为调查问卷对象,了解二次污染问题所带来的社会影响。建成于2001年双港新园小区位于天津泰达环保公司20米半径之内。小区中心位置距垃圾焚烧厂中心位置直线距离约300米,是距二次污染源最近的一个居民区。天津工程师范宿舍楼位于天津市外环线,与天津泰达环保公司仅隔一条马路,距离通鑫园小区约5米,周围是外环线马路。二者均在天津泰达环保公司可能污染范围之内。
■一、天津泰达环保公司二次污染问题分析
(一)通鑫园小区居民的调查结果和数据分析
我们调查了通鑫园小区四个年龄段(20岁以下、20—30岁、30—50岁、50岁以上)的居民分别对水污染、噪声污染、空气污染、生活垃圾及废渣污染的反映情况,经调查,我们发现各个年龄段的人群对空气污染反映均较大,各个年龄段的人群中认为存在空气污染的人数都占到了总被调查人数的50%以上。
居民认为在某些特定时间段(如晚19:00—21:00),公司排放浓黑色带有刺激性气味的气体并夹杂少量烟尘。由于20岁以下人群在此时间段经常外出活动,如放学,故此意见在20岁以下人群中反映强烈,占100%。此外,天津泰达环保公司的工艺流程中,工业烟囱排出的水蒸气中夹带有少量尘渣,排量虽少于国家标准,但由于本身的物理特性和地理位置,致使许多高层住户反映曾在窗玻璃外表面发现少量薄层黑灰,在一定程度上影响了居民的生活。
此外,水污染是除空气污染外居民意见较大的一项。噪声污染和废渣污染各年龄段居民选择率均较低。
(二)对天津工程师范学院宿舍楼大学生的调查结果和数据分析
在有效的问卷调查统计结果中,我们可以直接看出认为空气污染存在的人数所占比重很高,达66.55%(水污染23.40%、噪声污染5.30%),其原因主要有汽车尾气排放产生粉尘、来自周围土道的尘土扩散及泰达环保公司在垃圾处理过程中产生大量粉尘。有相当一部分问卷反映黑灰已严重影响到学生的住宿环境,这些意见多来自住在高层的学生。
■二、天津泰达环保公司垃圾焚烧二次污染问题原因分析
(一)地理环境因素
天津的城市生活垃圾属于典型的混合垃圾,原生垃圾中既有一般生活垃圾厨余垃圾,也有集市型垃圾、装修垃圾和庭院垃圾,具有不确定性、强波动性和高水分、高灰分、低热值的特性,不利于燃烧。在天津泰达环保公司附近是外环线,车辆较多,粉尘污染较严重,影响周边的居民环境。
(二)焚烧产物净化技术不完善
焚烧技术成熟并不代表焚烧产物净化技术已经完善,在采用焚烧方法处理生活垃圾比例较高的国家中,由生活垃圾焚烧厂排放出来的二噁英约占该国二噁英排放总量的10%~40%,可称是污染大户。
(三)天津泰达环保公司选址问题
1.从天津规划来看,建于津南区发展区域,不适宜建设垃圾处理厂
从整体的津南规划来看,厂址5公里半径内已建成了容纳十几万人的居民小区、各种服务于社会行政、经济、文化、金融、邮电、电信、教育、卫生、体育、科研及设计等机构和设施和各类高新技术产业基地(园),工作和居住人口达十几万;该地区已建成并投入使用供水、供电、供燃气设施;有外环线主干道和一些次要道;有859、676等主要交通路线,垃圾运输车增加了道路的拥堵程度,加重了粉尘、噪声、空气污染。
2.周边环境敏感性目标众多
距天津泰达环保附近的通鑫园等小区和天津工程师范学院、格林世界居民小区距厂区均不足500米。位于双港附近中华石园属国家AA级景点。烟气中的二噁英和酸性气体在过山气流效应作用下,势必会对上述风景区和自然保护区敏感目标产生严重的、不可逆的生态环境污染。
3.地形和气象条件不利于污染物无害扩散
厂区地处天津市东南部,植被覆盖率低,逆温层对下风向的污染距离长,造成的污染范围大,在夏季盛行东南风时垃圾焚烧发电厂对周边地区的大气污染危害加剧。厂址处于城市建成区的中心位置,环绕该址各方向均有大量居住区或国有企事业单位,无论主导风向在哪个方向,一年四季总有人群和建筑群被污染物覆盖。
■三、政策建议
(一)制订产业发展规划,加强产业合理布局
政府要将垃圾焚烧发电产业纳入循环经济发展规划,有计划有步骤地提高垃圾焚烧发电在垃圾处置中的比重。但在规划产业布局时,政府应充分考虑其地理位置及可能对周边环境产生的影响。尽量避开居民区,学校,市场等居民活动较密集的场所,尽量降低对居民生活造成的不必要影响,因为这可能会制约一个地区的人民生活水平的提高及经济发展速度的加快。
(二)做好土地规划,建立合理的运营监理机制
机械炉排炉的结焦、积灰会导致焚烧炉前、后拱处形成的“喉口”部位通流面积变小甚至堵塞,从而造成停炉检修;另外如果过热器管外壁沾污、腐蚀,过热器第一、二管屏间隙变小甚至堵塞,降低锅炉运行经济性和安全性,因此必须从机械炉排炉运行中的烟气流速和流动方向,烟温、壁温、飞灰浓度、配风情况等考虑影响受热面结焦、积灰的重要因素,分析导致锅炉烟道沾污、积灰的主要原因,研究影响炉内结焦、积灰的影响规律。
当灰粒温度低于软化温度时,在受热面上,一般只能形成疏松的弱粘聚形灰渣,易脱落;当灰粒温度高于软化温度时,灰将以粘聚性较强的渣型粘附于受热面上;灰层表面温度进一步升高时,就可能形成熔渣。
对于烟道积灰,由于其熔融温度远高于通过烟道的烟气温度,所以烟道中只有少量积灰,未发生熔融,易用吹灰器吹掉。经检测,飞灰的各熔融特征温度接近 1500℃,分析认为这可能与加入的脱酸物质 Ca(OH)2有关。另外,流动温度与初始变形温度差值与灰渣形态有关。当该温差小时,管壁上可形成薄层熔渣,粘结牢固,吹灰器难于吹掉;当温差大时,灰渣层会较厚,在灰渣熔融前对管壁的粘附作用小,用吹灰器较易清除。对比以上各熔融温度,渣块熔融温度最低,与喉口处的严重结渣情况相对应,且 t2-t1=4℃,t4-t3=6℃,渣块达到变形温度后,迅速地软化,流动,更加重了结渣,并难以清除。
1.垃圾飞灰的熔点特性研究
垃圾焚烧与一般燃料燃烧相比,垃圾焚烧具有发热值低、灰份高、热值变化大却含水量高等特点,因此垃圾在焚烧过程中情况也较为复杂,具有气、液、固体多项反应混合发展,多介质中的传递、同相和异相间传递交替发生的特点,并受晶界过程、电化学过程和应力演变过程等多重因素的影响;
所以,垃圾焚烧环境中发生的结焦、结灰比一般燃料燃烧过程中更复杂。
在垃圾飞灰实际测量的灰熔融特性来看,其变形、软化、熔融温度均低于粉煤灰的温度,这决定了垃圾焚烧炉易于结焦的特点,根据深能环保武汉厂取灰样的情况,t1=950℃,t2=980-990℃。
由于垃圾的组成复杂,灰渣在管壁(水冷管壁、过热器管壁)上沉积存在两个不同的过程:第一个沉积过程是初始沉积层的形成过程。初始沉积层为化学活性高的薄灰层,它由尺寸很小的灰颗粒组成。第二个沉积过程是较大灰粒在惯性力作用下冲击到管壁的初始沉积层上(惯性沉积),当初始沉积层具有粘性时,它捕获惯性力输运的的灰颗粒,并使渣层厚度迅速增加。由于初始沉积层主要是由挥发分灰组分的冷凝及微小颗粒的热迁移而引起,在实际运行中很难防止初始沉积层的形成。一旦初始沉积层形成后,往往造成炉内结焦迅速增加,并对锅炉安全运行构成威胁。
2. 垃圾焦样的熔点特性研究
分析焦样成分中可知,单项氧化物的熔点温度较高。在实践生产中炉膛出口结焦严重,说明焦渣的熔融特性与其组分有关。因为仅仅从焚烧炉出口处烟气温度是低于氧化物熔点温度,理论上分析是不会结焦。基于煤结焦的大量试验数据,给出了结焦的各个判别指数。虽然煤和生活垃圾差异很大,但生活垃圾与煤结焦的焦样成分相似,用煤结焦判别指数判别生活垃圾的结焦程度也有很大参考价值。
通过硅铝比、碱酸比等积灰判别数据的分析可以得出垃圾焚烧飞灰有严重的积灰、积焦的倾向,且垃圾灰的积灰趋势高于煤灰。而实际运行中的垃圾焚烧炉由于运行工况、垃圾成分变化较大,积灰往往较严重。粘结性积灰对受热面的影响更大,生长较快且难以清除,粘结性积灰主要发生在从过热器一段、二段、三段以及省煤器前部区域。松散性积灰主要发生在垃圾焚烧炉尾部烟道受热面上。
用三种结焦判别指数判断,生活垃圾结焦程度都属严重结焦状态。深能环保在南山、宝安、武汉等几个垃圾发电厂焚烧炉炉膛出口结焦情况普遍存在。情况严重时,需一个月打焦一次。一般 1.5-2 个月左右打焦一次,属正常状态。运行调整较好时,打焦时间稍长,在 2.5-3 个月左右。
在垃圾焚烧炉实际运行中,烧结是一个复杂的理化过程,微粒表面自由能的降低,向自由能和表面积最小状态进行是烧结反应的原始推动力,在热力学上是不可逆过程。因此烧结固相反应与焚烧炉高温粘结灰的发展密不可分。
在研究过程中,我们认为积灰的烧结一般在低于灰熔点的温度下进行,主要的以固相反应为主,但积灰中仍然可能有熔融相的存在,但少量的液相成分可能对固相反应和烧结过程起到重要影响。大量不同的小颗粒或更小的亚微颗粒在高温多相反应和表面熔融相共同作用,是造成烧结团聚的驱动力,并在积灰内部呈现致密的烧结结构。在积灰中液相的主要原因是由于低熔点共熔体熔融和气态凝结共同造成的。液相的存在为灰颗粒的附着提供了较强的化学力,而且可能在毛细作用下使颗粒重新排列而加快颗粒间的致密化,同时使强烈烧结和快速化学反应成为可能。
在垃圾积灰烧结过程主要包括固-固反应和气-固反应,其中硅铝酸盐矿物与碱金属生成低熔点共熔物的反应是固相参与的化学反应主要形式,碱金属和碱土金属在烟气中的硫酸盐化反应是气-固反应主要形式。在垃圾焚烧过程的烧结积灰分析中,垃圾焚烧飞灰和积灰除了含有多个晶相,往往还会含有液相和玻璃相。积灰中 Ca主要以硫酸盐的形式存在,以Ca SO4为主。
综上所述,垃圾焚烧炉在对流受热面Ca-S型烧结积灰形成问题的分析可以概括为:在垃圾焚烧过程中产生的以 CaO亚微小颗粒为主的灰颗粒在接触到扩散到其表面的SO2等气体的情况下,开始硫酸盐化过程,与 Si O2 等发生固相化学反应生成少量钙的硅酸盐。如果运行中燃烧温度控制不当,过高温度造成Ca SO4 和钙的硅酸盐等表面产生熔融相,融入的颗粒之间接触,加之反应后反应物扩大的体积,加速了积灰的烧结固化速度。垃圾焚烧环境中发生的结焦、积灰结渣比一般燃煤机组、煤粉炉燃烧过程中更复杂,更容易产生。
垃圾焚烧与填埋处理相比,具有占地小、场地选择易、处理时间短、减量化显著、无害化较彻底以及可回收垃圾焚烧余热等优点,我们选取本产业成功个案――天津泰达环保公司作为研究对象。以附近通鑫园小区(有效样本总数450)和天津工程师范学院宿舍(有效样本总数806)居民作为调查问卷对象,了解二次污染问题所带来的社会影响。建成于2001年双港新园小区位于天津泰达环保公司20米半径之内。小区中心位置距垃圾焚烧厂中心位置直线距离约300米,是距二次污染源最近的一个居民区。天津工程师范宿舍楼位于天津市外环线,与天津泰达环保公司仅隔一条马路,距离通鑫园小区约5米,周围是外环线马路。二者均在天津泰达环保公司可能污染范围之内。
■一、天津泰达环保公司二次污染问题分析
(一)通鑫园小区居民的调查结果和数据分析
我们调查了通鑫园小区四个年龄段(20岁以下、20―30岁、30―50岁、50岁以上)的居民分别对水污染、噪声污染、空气污染、生活垃圾及废渣污染的反映情况,经调查,我们发现各个年龄段的人群对空气污染反映均较大,各个年龄段的人群中认为存在空气污染的人数都占到了总被调查人数的50%以上。
居民认为在某些特定时间段(如晚19:00―21:00),公司排放浓黑色带有刺激性气味的气体并夹杂少量烟尘。由于20岁以下人群在此时间段经常外出活动,如放学,故此意见在20岁以下人群中反映强烈,占100%。此外,天津泰达环保公司的工艺流程中,工业烟囱排出的水蒸气中夹带有少量尘渣,排量虽少于国家标准,但由于本身的物理特性和地理位置,致使许多高层住户反映曾在窗玻璃外表面发现少量薄层黑灰,在一定程度上影响了居民的生活。
此外,水污染是除空气污染外居民意见较大的一项。噪声污染和废渣污染各年龄段居民选择率均较低。
(二)对天津工程师范学院宿舍楼大学生的调查结果和数据分析
在有效的问卷调查统计结果中,我们可以直接看出认为空气污染存在的人数所占比重很高,达66.55%(水污染23.40%、噪声污染5.30%),其原因主要有汽车尾气排放产生粉尘、来自周围土道的尘土扩散及泰达环保公司在垃圾处理过程中产生大量粉尘。有相当一部分问卷反映黑灰已严重影响到学生的住宿环境,这些意见多来自住在高层的学生。
■二、天津泰达环保公司垃圾焚烧二次污染问题原因分析
(一)地理环境因素
天津的城市生活垃圾属于典型的混合垃圾,原生垃圾中既有一般生活垃圾厨余垃圾,也有集市型垃圾、装修垃圾和庭院垃圾,具有不确定性、强波动性和高水分、高灰分、低热值的特性,不利于燃烧。在天津泰达环保公司附近是外环线,车辆较多,粉尘污染较严重,影响周边的居民环境。
(二)焚烧产物净化技术不完善
焚烧技术成熟并不代表焚烧产物净化技术已经完善,在采用焚烧方法处理生活垃圾比例较高的国家中,由生活垃圾焚烧厂排放出来的二英约占该国二英排放总量的10%~40%,可称是污染大户。
(三)天津泰达环保公司选址问题
1.从天津规划来看,建于津南区发展区域,不适宜建设垃圾处理厂
从整体的津南规划来看,厂址5公里半径内已建成了容纳十几万人的居民小区、各种服务于社会行政、经济、文化、金融、邮电、电信、教育、卫生、体育、科研及设计等机构和设施和各类高新技术产业基地(园),工作和居住人口达十几万;该地区已建成并投入使用供水、供电、供燃气设施;有外环线主干道和一些次要道;有859、676等主要交通路线,垃圾运输车增加了道路的拥堵程度,加重了粉尘、噪声、空气污染。
2.周边环境敏感性目标众多
距天津泰达环保附近的通鑫园等小区和天津工程师范学院、格林世界居民小区距厂区均不足500米。位于双港附近中华石园属国家AA级景点。烟气中的二英和酸性气体在过山气流效应作用下,势必会对上述风景区和自然保护区敏感目标产生严重的、不可逆的生态环境污染。
3.地形和气象条件不利于污染物无害扩散
厂区地处天津市东南部,植被覆盖率低,逆温层对下风向的污染距离长,造成的污染范围大,在夏季盛行东南风时垃圾焚烧发电厂对周边地区的大气污染危害加剧。厂址处于城市建成区的中心位置,环绕该址各方向均有大量居住区或国有企事业单位,无论主导风向在哪个方向,一年四季总有人群和建筑群被污染物覆盖。
■三、政策建议
(一)制订产业发展规划,加强产业合理布局
政府要将垃圾焚烧发电产业纳入循环经济发展规划,有计划有步骤地提高垃圾焚烧发电在垃圾处置中的比重。但在规划产业布局时,政府应充分考虑其地理位置及可能对周边环境产生的影响。尽量避开居民区,学校,市场等居民活动较密集的场所,尽量降低对居民生活造成的不必要影响,因为这可能会制约一个地区的人民生活水平的提高及经济发展速度的加快。
(二)做好土地规划,建立合理的运营监理机制
当前,焚烧法是处理生产生活垃圾的重要方法,通常在焚烧前需要将垃圾倒入储坑停留3-5d以便全面发酵熟化,以沥出垃圾水分、提升燃值,以确保后续焚烧处理正常运行,所以会产生渗沥液。而渗沥液很有大量有机物、氨氮类污染物,且含一定毒性物质,如不得到及时有效处理,则会对焚烧厂周边的地下水、地表水及土壤造成污染。为此,需要对此种渗沥液进行处理,达到排放标准,以免出现“二次污染”。所以,必须重视渗沥液处理技术的研究和应用。
一、回喷处理技术
回喷法处理技术适用于渗沥液少、垃圾热值大的焚烧厂,对热值偏低、渗沥液多的低垃圾不适用,要不然会导致焚烧炉炉温过低,影响到焚烧效率。从研究报道看,回喷处理技术在发达国家较为常用,原因在于这些国家的生产生活垃圾很少有厨余物,整体热值较高,渗沥液少,通常将渗沥液直接回喷至焚烧炉经高温氧化处理。比如:美国纽约某垃圾焚烧厂,其设计规格为1500t/d,渗沥液最大量为4t/d,日常很少,一般先把渗沥液集于储存池内,在垃圾热值高时,通过高压泵把渗沥液加压再经过滤器、回喷装置喷进焚烧炉处理,在热值低时停止回喷。据统计,对热值大致为5115kJ、含水率48%的生产生活垃圾,渗沥液理论最大回喷量是焚烧垃圾总量的3.20%。该处理技术不太适用于我国,原因在于大多数城市的生活垃圾含水率较高,会能产生较多的渗沥液,垃圾整体热值不高。
二、生化处理技术
(一)UASB厌氧处理法
对于再生垃圾而言,其渗沥液中含有大量的有机污染物,且大多数是可生物降解的挥发性脂肪酸,UASB厌氧处理技术对此种渗沥液有良好的处理效果,据报道,对于COD的去除率达到70%以上『3l。该处理技术的COD负荷能够达到10kg/m3・d,且处理中不需耗能,所以在较大程度上能节约反应装置的占地面积和运行消耗。
(二)SBR好氧处理法
SBR处理技术是基于时间控制,在独立储存池内完成进水、搅拌、充氧曝气、沉淀、排水等操作的序批式反应技术,具备较好的抗冲击能力,能够依照渗沥液复杂、易变的特征灵活调节处理参数,通常和厌氧处理技术结合应用,可有效提高脱氮除磷的效率和质量。
(三)氨吹脱处理法
城市生活垃圾最为突出的特征就是高浓度氨氮,通常每升渗沥液含有几十乃至数千mg的氨氮。因高浓度氨氮对于生物处理有较大的抑制性,同时会导致渗沥液内的ρ(C)/ρ(N)失衡,很难实现生物技术脱氮,进而造成处理后的渗沥液无法得到排放排放。所以,对于氨氮含量较高的渗沥液,通常是先进行氨吹脱,再实施生物处理。
现阶段,氨吹脱处理方法主要有曝气池、吹脱塔等方式,在我国较为常用。其中,曝气池方式因气液接触面小,整体吹脱效率不高,不太适用于含氨氮高的渗沥液处理,吹脱塔的氨氮去除率虽然较高,但成本较高,且对于脱氨产生的尾气很难治理。比如:深圳某垃圾焚烧厂项目,氨吹脱相关设施和技术建设投资占项目总投资近30%,日常运行成本占到渗沥液总处理成本的近70%。原因就是在实际运行中,吹脱需要将渗沥液pH值调到10-12,在完成吹脱处理后为保证生化处理需要,又要把pH调回到中性,所以在实际应用中需加入较大量的酸碱来调节pH,此外为增大气液接触面,通常需配置较大功率风机持续提供必要风量,这都使得处理成本增加。
三、光催化处理技术
光催化处理技术是近年来出现的新型污水处理技术。其原理就是在紫外光照射之下有些半导体的阶带电子能够被激发至导带,进而产生有着很强反应活性电子一空穴对,在其移至半导体的表层后,再在氧化剂参与下完成氧化还原反应,达到降解污染物的目的。国内有学者,在深度处理焚烧厂垃圾渗沥液中应用应用ZnO/TiO2半导体催化剂,处理后的水质能够达到规定的排放标准。近年来,多相光催化技术在污水治理中应用开来,处理效果显著,用其深度处理垃圾焚烧厂渗沥液可有效提升水质。
城乡垃圾分类减量的工作方案 自今年3月份以来,我市城乡生活垃圾日收运处理量由1500吨骤增至1900吨以上,最高日垃圾量达2085吨,大大超过我市焚烧厂的处理能力,给我市生活垃圾的正常焚烧处理带来很大的压力。近期垃圾量快速增长的重要原因是各板块收集的垃圾中夹杂有较多的建筑装修垃圾、工业垃圾和农业垃圾等非生活垃圾,这些非生活垃圾既增加了焚烧厂的处理负荷,也给焚烧厂设备的安全运行带来了很大事故隐患。为切实保障我市垃圾焚烧厂正常运行和城乡生活垃圾无害化处理,现就相关事项通知如下:
一是要大力开展垃圾分类减量工作。各板块在垃圾收运过程中要落实专门车辆和人员,对建筑垃圾、工业垃圾和农业垃圾等非生活垃圾进行单独收运处置,特别是要按照垃圾焚烧厂对进厂垃圾成分的要求,杜绝建筑垃圾、有毒有害垃圾及工业废料、工业污泥、废渣等工业垃圾进入生活垃圾收运系统。对分流的建筑垃圾,各板块要在各自区域内设置专门的储运场所,用于建筑垃圾的集中分拣、储运和中转,对拆建垃圾、渣土通过回填等方式进行再利用,对不可利用的建筑垃圾进行填埋处置;对分流的工业垃圾,各板块要按照《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《省固体废物污染环境防治条例》有关规定,督促产生单位建立、健全污染环境防治责任制度,并按照规定实行集中处置;对分流的农业垃圾,要通过采用直接还田、沤肥、堆肥等肥料化处理方式进行再利用。
二是要加强生活垃圾处理应急调度。市城管部门要根据全市生活垃圾产生量和两座垃圾焚烧厂的处理能力,完善生活垃圾运输调度方案和应急处置预案,加强垃圾量高峰期和突况下生活垃圾的应急调度,统筹安排两座焚烧厂设备的日常检修,全力保障两座焚烧厂正常运行和城乡生活垃圾无害化处理。
三是要加强日常督查监管。各板块要层层落实责任,明确垃圾分类减量的要求,制定完善检查考核办法,强化对环卫所、行政村、环卫服务企业垃圾收集、转运过程的日常检查考核,切实提高垃圾分类减量工作成效。市城管部门要采用视频监控和现场抽查相结合的办法,加强对城乡生活垃圾收运过程的监督检查,督促各板块及时整改工作中存在的问题。同时,市城管部门根据两座垃圾焚烧厂处理能力和各板块人口数量、产业结构等实际情况,核定各板块垃圾量高峰期分类减量控制指标在垃圾量高峰期对分类减量措施落实不到位的板块视情实行限量运输。
中图分类号:X705 文献标识码:A
城市工业的不断发展促进了经济的繁荣,但同时也造成了一系列的环境问题,例如生活垃圾逐渐增多、大气污染日益加剧等,这些问题都使人们的生活环境越来越恶劣,因此,必须要采取相应的措施进行处理。首先应该完善相关法律政策,实施分类收集,加强源头控制;其次要创建管理体系,推行市场运作机制,加强政府政策引导和监督;然后按照“谁污染,谁付费”的原则,建立垃圾收费体系;最后应该充分利用各个媒体,加大宣传力度,提高公益环保意识。从本质上讲,对城市生活垃圾的处理技术是一种资源高效化,以污染物接近零排放的新型焚烧技术为例,生物反应器填埋技术可减少渗滤液处理量、降低垃圾处理成本,将是我国最有发展潜力的技术。另外,在焚烧处理中,排气烟尘、NOX、SOX、HCL等去除技术是必需的,烟尘中所含的二恶英和重金属类物降低技术也至关紧要。
1 城市垃圾处理焚烧生成气体和飞灰的特点
1.1 垃圾焚烧的气体特点
从焚烧垃圾处理设备中排出的气体含有灰尘、NOX、SOX、HCL、CO及二恶英等成份,对此物质的排放国家也制定出了相应的标准和法规,限制排放物质的排放标准。
为了遵守这项规定,各种垃圾焚烧设备、环境保护技术都被应用于实际操作中,为了减少NOX,运用了二段燃烧法(把一部分燃烧空气加入到火炉中间,控制氧化气氛及减少NOX产生量)、排气再循环法(把燃烧用的空气和燃气混合,减少氧化气氛,也减少NOX的发生量)等技术。
硫成分常见于垃圾中,通常浓度低,成份少,随着在除去HCL的过程中一同被去除,酸性气体的去除有湿式、半干式、干式等方法,在湿式中,一般通过碱液进行吸收,然而因为吸收液的腐蚀,在选定装置材料时较麻烦,且废水处理问题较为棘手,所以近年来多采用干式或者半干式,通常采用向炉内注入CaCO3及向烟道喷雾消石灰粉末或者泥浆的洗涤器等,干式或者半干式提高SOX的去除率较难,但是如果有HCL,注入消石灰,就能显示较高的脱硫效率。另外,反应中产生的反应生成物可以在后面的除尘器进行回收。
以前,燃料中含有的重金属、hg、p、cb等,人们往往会因为担心低沸点、易形成气态物,以及具有浓缩成重金属难以捕集的微粒子等物质排放,但是随着近年来除尘器对微粒子的捕捉性能的提高,这一问题的影响逐渐减少。
在废弃物中,除了以上物质外,HCL和二恶英一直被关注,HCL的除尘和SOX的除尘相同,同样要向烟道喷消石粉末和泥浆,通过气流进行反应,达到去除性能。
1.2 焚烧炉的飞灰特点
焚烧生成飞灰的浓度在除尘器的入口会随着垃圾值、燃烧方式而变化,但也存在含有亚微米领域的灰尘,这个领域含有的金属容易被浓缩,必要时应该采取电除尘或袋除尘。由焚烧炉产生的灰尘的比电阻很大程度上影响了电除尘器的除尘效率,故垃圾焚烧炉灰尘更容易把电除尘器作为除尘的对象。
2 焚烧炉的除尘
除尘器分为旋风除尘器、电除尘器、洗涤器、颗粒层除尘器、袋除尘器等,它的选定,有设备费、运行费、维修、所需动力、除尘效率、大型化的适应性、废水处理等很多因素决定的。作为垃圾焚烧炉排气用的除尘器,现主要以电除尘器和袋除尘器为中心。
2.1 电除尘器
电除尘捕集率高,压力损耗底,容易被管理及维护,在垃圾焚烧中,仍被较多地采用,其原因在于:(1)水蒸气在垃圾焚烧排气中的浓度较高,除尘装置很有必要在较高的温度下运行;(2)在异常燃烧时,高温气体能够到达除尘器,极有可能会损坏滤布。
然而当温度达到大约300℃时,在电除尘器内很有可能会产生二恶英,其原因在于:(1)垃圾质量的变化,排气中的水蒸气浓度的降低,为了更好地抑制二恶英产生,应该推进收尘温度的低温化;(2)电除尘器因设定集尘温度的原因,二恶英的生成部分容易被误解为电除尘器的特性导致的;(3)袋除尘器的集尘性能较高,对排除控制在灰尘中含有的二恶英有较好的效果。
2.2 袋除尘器
将滤布的一端用织布、毡等以圆筒状塞住,从里或外把含有的气体过滤,在形成粉尘层的滤布上,堆积在滤布上的粉尘层,经过反吹震动或脉动被适当抖落。据相关研究报道,我国南方城市早在十多年前就已经将长袋低压脉冲除尘器当作垃圾焚烧排尘的除尘装置,唯一的缺陷在于滤袋的使用时间有限。
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