焚烧垃圾的缺点范文

时间:2023-12-18 17:39:26

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焚烧垃圾的缺点

篇1

(中材地质工程勘查研究院有限公司,北京100102)

摘要:简要介绍了我国垃圾焚烧的发展现状和垃圾焚烧处理技术的现状,对垃圾焚烧炉的炉型进行了技术比较与分析,对常用的机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉的优缺点进行了比较,最后提出了各种炉型的适用条件。

关键词 :垃圾焚烧;机械炉排焚烧炉;流化床焚烧炉;回转窑焚烧炉

中图分类号:X705文献标识码:A文章编号:1008-9500(2015)01-0033-03

垃圾焚烧是指采用热力技术使垃圾分解并无害化、减量化的过程,这是一种回收废物中能量、矿物质及化学成分的方法。垃圾焚烧的过程也是减少废物体积和危害的过程,并可减少或去除可能有害的物质。随着垃圾焚烧技术、装备与污染防治设施的不断发展与完善,焚烧已成为发达国家和地区处理生活垃圾的主要方式。

1我国垃圾焚烧发展现状

1988年我国在深圳建立第一座垃圾焚烧发电厂,采用日本三菱马丁进口设备和技术。近年来我国垃圾焚烧发电厂建设逐年增加,到2012年全国已运营的垃圾焚烧厂达到138座。除内蒙古、江西、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆9省区外,其余22个省市均有分布,其中浙江(26座)、江苏(21座)、广东(18座)、福建(12座)4省占到近60%。整体上呈现东部>中部>西部的趋势。

“十二五”期间,我国垃圾焚烧设施建设处于高速发展期,预计到2015年底,投产和在建的生活垃圾焚烧发电厂将超过300座。《关于印发“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》(国发办[2012]23号)中要求,到2015年,全国城镇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,其中东部地区达到48%以上。

2垃圾焚烧处理技术现状

目前,城市生活垃圾焚烧的主流设施主要为机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉。欧洲90%以上的焚烧厂采用机械炉排路;日本大型城市垃圾焚烧厂基本采用机械炉排路,市、町、村的垃圾焚烧炉以流化床焚烧炉居多。我国目前(截至2014年5月)建成并投运的178座生活垃圾焚烧发电厂中,采用机械炉排炉技术的电厂达到106座,设计处理规模10.5万吨/日;采用流化床技术的电厂为67家,设计处理规模5.8万吨/日。采用机械炉排炉技术的垃圾焚烧厂多分布在东部沿海地区,尤其是省会级和副省级城市居多;采用循环流化床技术的垃圾焚烧厂主要分布在东部地区地级市和中西部地区。

此外,热解气化焚烧技术近年来得以应用。该技术包括热解和气化两个过程,热解是在无氧或缺氧的条件下,利用高温使生活垃圾有机成分裂解,从而脱出挥发性物质并形成固体焦炭的过程;气化是指反应物在还原性气氛下与气化剂反应,生成以可燃气为主的热转化过程。按照热备运行方式可分为固定床、流化床、回转窑及其他类型的反应器等多种。该技术具有投资小、运行成本低、使用寿命长等特点,适用于产生量相对较小的中、小城市(包括县、乡镇)的生活垃圾处理。

3垃圾焚烧炉型比较与分析

常用的垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉等3种,3种炉型的主要特点分析如下。

3.1机械炉排焚烧炉

机械炉排焚烧炉是国际上比较成熟的技术,运行可靠度较高,燃烬度好,适用于大处理量、高热值的垃圾焚烧,是大部分发达国家采用的炉型,在国际上约占有80%的市场份额。机械炉排焚烧炉根据炉排型式主要分为顺推或逆推式往复炉排炉及滚动炉排炉两大类。往复炉排炉可使垃圾有效地翻转、搅拌,具有较理想的燃烧条件,可实现垃圾完全燃烧。滚动炉排炉由于排汽孔容易堵塞,维修工作量相对较大,因此使用率较往复炉排炉低。

机械炉排焚烧炉的优缺点比较见表1。

3.2循环流化床焚烧炉

循环流化床燃烧技术是20世纪60年展起来的一种新型清洁燃烧技术。该技术的基本特征在于在炉膛下部布置有耐高温的布风板,板上装有载热的惰性颗粒,通过床下布风,使惰性颗粒呈沸腾状,形成流化床段,在流化床段上方设有足够高的燃烬段(即悬浮段)。一般物料投入流化床后,颗粒与气体之间传热和传质速率很高,物料在床层内几乎呈完全混合状态,投向床层的垃圾能迅速分散均匀。由于载热体存有大量的热量,投料时炉温不会产生急剧变化,使床温的温度易保持稳定,避免了局部过热,因此,床层温度易于控制。同时它具有燃烧效率高、负荷调节范围宽、炉内燃烧强度大、适合燃烧低热值垃圾的优点。主要的流化床焚烧工艺形式有鼓泡流化床、转动流化床和循环流化床等几种,其中国内较多采用循环流化床形式。

循环流化床焚烧炉的优缺点比较见表2。

3.3回转窑焚烧炉

回转式焚烧窑炉体为采用耐火砖或水冷壁炉墙的圆柱形滚筒。它是通过炉体整体转动,使垃圾均匀混合并沿倾角度向倾斜端翻腾状态移动。为达到垃圾完全焚烧,一般设有两个燃烧室。其独特的结构使几种传热形式中完成垃圾干燥、挥发分析出、垃圾着火直至燃尽的过程,并在二燃室内实现完全焚烧。

回转窑式焚烧炉对焚烧物变化适应性强,特别对于含较高水分的特种垃圾均能实行燃烧。

回转窑焚烧有3种焚烧方法,即灰渣式焚烧、熔渣式焚烧、热解式焚烧。

3.3.1灰渣式焚烧

灰渣式焚烧炉的回转窑温度控制在800~900℃之间,垃圾通过氧化熔烧达到销毁,回转窑窑尾排出的主要是灰渣,冷却后灰渣松散性较好。

3.3.2熔渣式焚烧

熔渣式回转窑焚烧炉主要是处理一些单一的、毒性较强危险废物,温度一般在1500℃以上,目的是提高销毁率。由于熔渣式回转窑焚烧炉炉膛温度较高,辅助燃料耗量增大,致使回转窑耐火材料、保温材料消耗量高。

3.3.3热解式焚烧

热解式回转窑焚烧窑内温度控制在700~800℃之间,垃圾在回转窑内热解气化,产生可燃气体进入二燃室燃烧,可以大大降低耗油量。另外由于温度低,热损失少,烟气量在3种处理工艺中最低,随之装机容量降低,运行成本大大降低,但是其缺点是灰渣残留量高,灰渣焚烧不彻底。

回转窑焚烧炉的优缺点比较见表3。

4结语

综上所述,比较几种炉型特点,机械炉排焚烧炉受热面磨损小、无需混煤燃烧,灰渣产量低,一般适用于各种规模的垃圾焚烧厂,尤其是大中型的垃圾焚烧厂;流化床焚烧炉由于投资较少,一般处理规模较小,适用于中小型、垃圾质量较不稳定的焚烧厂;回转窑焚烧炉一般用于小规模特种垃圾如医疗垃圾、工业垃圾等,不适合大规模生活垃圾处理。

参考文献

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10王科明.浅谈循环流化床垃圾焚烧炉[J].中国科技纵横,2014,(7):61.

篇2

【关键词】 生活垃圾 处置方法 五化原则

1 前言

近年来,随着人民生活水平的提高及人口数量的不断增多,城市居民的生活水平也日益提高,导致垃圾的产量也急剧增加,垃圾问题已经成为阻碍城市发展的严重问题。城市生活垃圾是指城市人口在日常生活中产生或为城市日常生活提供服务产生的固体废物,以及法律、行政法规规定,视为城市生活垃圾的固体废物(包括建筑垃圾及渣土,不包括工业固体废物和危险废物)。城市生活垃圾对空气、地下水等方面的污染日趋严重,不仅破坏了城市生态环境,而且危害了民群众的身体健康,已经成为社会的一大“公害”。

2 小城市生活垃圾合理处置探讨

(1)生活垃圾处理处置现状。目前,我国生活垃圾治理水平还比较低,虽然近十多年来我国陆续兴建了一批垃圾正理设施,生活垃圾处理率由0.9%提高至43.7%,城市生活垃圾的处理处置问题得到了一定程度的解决,但我国城市垃圾无害化处理还处在摸索阶段,刚刚起步。无害化处理设施都集中在大城市,小城市生活垃圾处理处置矛盾还非常突出。由于缺少无害少垃圾处理设施,小城市生活垃圾只能是以自然堆积、填坑、简易填埋、投入江河湖海、露天焚烧等处理方式简易处理。

(2)生活垃圾组成。生活垃圾的组成十分复杂,随着人民生活水平的提高,城市生活垃圾的组成也越来越复杂,并且大城市与小城市的生活垃圾组成有所不同,这是受城市燃料结构和城市消费水平等因素的影响。

(3)小城市生活垃圾合理处置方法选择。城市生活垃圾的处理处置有露天堆放、填埋、堆肥、焚烧、蚯蚓分解、热解等常见方法。但是,城市生活垃圾的处理处置最终要达到减量化、无害化、资源化、规模化、安全化目标,所以,城市生活垃圾的处理处置方式主要还是以填埋、焚烧和堆肥为主。

填埋。填埋是消纳城市生活垃圾的最有效也是其他各种生活垃圾处理处置的最终方式,如焚烧残渣、堆肥剩料的处理等。城市生活垃圾填埋方法的处理的优点是运行管理简单,建设投资少,运行费用低;可接受各种类型(除有毒、有害垃圾)的固体垃圾。垃圾填埋处理场底部,侧壁要设置防渗层,要设置污水汇集后提出设施及污水处理厂,沼气要引出进行处理,可以送入城市煤气管道中,或就地引出加以利用,如发电供热。但填埋的最大缺点是不能减容化。填埋占用土地,土地是宝贵的不可再生的资源,我国人均占有土地不到世界平均水平的三分之一,城市特别是大城市周围土地更显珍贵,更是无法大量征地用于填埋。

填埋的另一缺点是垃圾在填埋过程中仍会暴露在空气中,无法完全达到隔绝,造成苍蝇和蚊虫滋生,疾病传染仍不能杜绝,所以不得不大量喷洒药物灭虫,造成对环境的二次污染和成本上升。

焚烧。焚烧有二种,一种是单纯焚烧处理垃圾厂,另一种是焚烧发电厂。发达国家多采用此法。日本有1899座焚烧垃圾厂或焚烧垃圾发电厂,处理的垃圾占总量的90%,是世界上曾一度视为占上风的处理垃圾方法。焚烧垃圾优点是减量化和资源化效果十分明显。垃圾中的可燃成分在焚烧炉内与空气中的氧进行剧烈的化学反应,放出热量,得到的固定残渣量少,并且性质稳定,垃圾焚烧处理可使生活垃圾体积减少95%,重量减轻75%,仅将灰渣与其他的不可燃物作填埋处理,可以减少垃圾填埋量、节省土地资源。焚烧法的缺点一是消耗巨资,处理垃圾量却很少。二是严重浪费垃圾内含资源。一方面因为焚烧时必须混加助燃燃料,浪费能源;另一方面,把垃圾内的高值资源统统烧掉,也是个极大的浪费,况且焚烧后的残渣需二次处理,也存在后患。

堆肥。堆肥化是利用自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物,有控制地促进固体废物中可生物降解的有机物转化为稳定的腐殖质的生物化学过程。堆肥的优点是在堆肥过程中的高温发酵可以基本上使垃圾中的治病菌、寄生虫卵被杀死,消除了有害病菌的传播,这样,城市生活垃圾堆肥处理把垃圾变成有机肥料,同时实现了资源回收,达到了资源化的要求,还促进了自然界物质良性循环。但是堆肥对垃圾的成分要求比较高,由于垃圾的成分复杂,必须对垃圾成分进行控制,否则堆肥的质量难以保证,而且堆肥后用于农田施肥,还会破坏土壤的生态环境,不仅不能变废为宝,还会继续污染环境。

3 小城市生活垃圾合理处置五化原则

(1)减量化原则。首先是要实现固体废物排放的源头控制方法,旨在源头减少投入生产和消费过程的物质流量,坚持生产和资源节约并重,实现资源和污染物排放源的消减。在生产领域,减量化原则常表现为生产过中的节能、节材、节约资源及节约土地,所生产产品体积小型化和轻量化,并要求产品包装追求简单朴实而不是豪华。消费领域,倡导适度消费和绿色消费,反对使用一次性用品,要把排放量降低到最小程度。

(2)无害化原则。无害化是指生活垃圾经过处理从而不损害人体健康、不污染环境,最后合理地还原于自然环境。在固体废物再无害化过程中,需要采用物理的、化学的、生物的方法进行处理。

(3)资源化原则。资源化是指回收利用垃圾中的有用资源进行综合利用,变废为宝。要进一步完善垃圾资源回收利用体系,积极开展生活垃圾“零废弃”管理试点,做好垃圾就地处理和资源化利用工作,不断完善垃圾分类减量相关政策措施,努力形成全社会共同参与的良好局面。

(4)规模化原则。加快垃圾处理设施建设,把远期规划与近期建设相结合,积极建设、改造、升级各类设施,解决垃圾处理结构不合理、消纳能力不足等问题。

(5)安全化原则。在生活垃圾处理和处置过程中,进一步明确 工作分工和责任,坚持“预防为主”的方针,加强各方协调与配合,推动生活垃圾处理和循环利用各项工作高效落实,应防止二次污染。

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关键词:垃圾;焚烧飞灰;无害化处理技术

随着我国社会经济和工业的不断发展,人类和工厂所产生的生活垃圾与工业垃圾越来越多,这就必然要考虑到垃圾的焚烧处理问题。在当前发展低碳经济和大力搞环保的大背景下,对垃圾焚烧飞灰进行无害化处理已经成为一种必然趋势。然而,就目前来看,我们在飞灰无害化处理的技术上还十分欠缺,导致飞灰中的大量有毒、有害物质散发到空气当中,影响了人们的居住环境和生活质量。因此,加快对垃圾焚烧飞灰的无害化处理技术研究是当前工作的重中之重。

一、目前垃圾焚烧飞灰处理技术的现状

在国外,很多国家在垃圾焚烧飞灰的处理上主要采取了填埋和无害化处理的方式。其中美国和欧洲一些国家则主要采用填埋法,而韩国以及日本等国家则采用了无害化处理法,这里的无害化处理包括药剂处理法和熔融法等,相对而言,熔融法的处理效果更为理想,但其最大的缺点在于处理规模较小,处理工艺十分复杂,且成本较高,因此并不常用。在我国,垃圾焚烧飞灰的处理技术还处于起步阶段,绝大多数现有技术都来源于国外,虽然部分垃圾处理厂实现了混合搅拌设备国产化制造,然而它最核心的无害化药剂配方始终掌握在国外的企业手中,因此其成品药剂的供应以及价格等都受制于国外,十分被动。可以说,我国在垃圾焚烧飞灰无害化处理的核心技术还是一片空白,相关的理论研究和技术研究还很不成熟,当务之急是要加快研究垃圾焚烧飞灰无害化处理的核心技术。

二、垃圾焚烧飞灰的特性分析

本文所讲的垃圾焚烧飞灰,指的是在垃圾焚烧之后,在热回收利用系统、烟气净化系统中所收集到的各种物质。通常,垃圾焚烧飞灰的产生量与垃圾的种类、焚烧的具体条件以及烟气的处理工艺密切相关,一般占垃圾焚烧量的3%-5%。据相关数据研究表明:垃圾焚烧飞灰中的物质并不是化学惰性物质,其中包括Cd、Pb、Zn和Cr等多种有害重金属物质和盐类,如果处理不当,就会造成飞灰中的重金属迁移,甚至会污染周边的地下水、土壤和空气。在这些飞灰当中,还包含重金属的氯化物,Pzo5、A1zo3等酸性氧化物以及CaO、MgO、Fez03、CuO、NazO等碱性氧化物。

三、垃圾焚烧飞灰的常用处理技术

现阶段,很多垃圾处理厂的常用飞灰处理技术有高温熔融处理技术、水泥固化处理技术、鳌合物无害化处理技术以及加酸提取处理技术等。

(一)高温熔融处理技术

高温熔融处理技术是利用燃料的燃烧热或者电热在高温的条件下,让垃圾焚烧飞灰中的有机物发生热分解、燃烧以及气化,而其中的无机物就会熔融成一些玻璃质的残渣。然而,由于该处理技术的设备较为复杂、处理成本较高,最为关键的是使用高温熔融炉所产生的飞灰中含有的重金属浓度大大超过了焚烧飞灰,因此它不可避免地存在二次污染的风险。

(二)水泥固化处理技术

水泥固化处理技术相对来说是一种危险废物无害化、稳定化处理的一种方法。现阶段,水泥是十分常用的一种固化基材,它是无机胶结材料,通过加入一定量的水后会产生水化反应,进而形成一些十分坚硬的水泥块。我们可以把一些含有有害物质的污泥进行固化处理。

该处理技术的优点在于对含高毒重金属废物的处理十分有效,且使用设备和处理工艺比较简单,成本较低,还可把固化物作路基或建筑物材料使用。其缺点在于固化物通常比最终废物原体积增大1.5-2.0倍,固化体中污染物的浸出率较高,还需要进行涂覆处理,这就增加了处理的工序。同时,由于部分废物需作预处理或加入添加剂,所以很容易影响水泥浆的凝固,进而影响飞灰的处理。

(三)鳌合物稳定化处理技术

鳌合物稳定化处理技术主要弥补了水泥固化技术的缺陷,目前采用高效的化学稳定药剂,尤其是鳌合剂进行垃圾焚烧飞灰的无害化处理己经成为一种主要趋势。

(四)加酸提取处理技术

就目前而言,加酸提取处理技术还处于理论研究阶段,此处不再一一叙述。

四、垃圾焚烧飞灰无害化处理技术的试验研究

本文笔者以某垃圾焚烧厂为例,对该厂的飞灰成分和特性进行了分析试验,据分析,该厂的飞灰具有如下特性:

一是具有吸湿的特性。就现阶段而言,大多数垃圾焚烧厂都采用了干法或半干法向烟气中喷入类似石灰之类的碱性物质,希望用这样的方法去除飞灰中所含有的氯化氢等大量有害物质。我们知道,一旦飞灰中的氯化氢与石灰之类的物质反应化学反应之后就会生成氯化钙,这些生成后的氯化钙具有较强的吸湿性,很容易吸收掉空气中的水分,进而起到附着和固化左右。

二是具有飞扬的特性。垃圾焚烧所产生的飞灰其粒径在几微米到几百微米之间,从表面观察其密度约为0.2-0.5g/cm,而在这其中,飞灰的松散密度只有0.3g/cm,在经过振实这一工序后可以达到0.5-0.6g/cm,这就导致飞灰不可避免地具有容积大、易飞扬等特点。所以,我们的垃圾焚烧厂若不对这些大量的飞灰进行无害化处理的话,就很容易导致飞灰在卸料、运输以及填埋的过程中四处飞散,对周边环境造成恶劣影响。

经过对该垃圾焚烧厂飞灰的无害化处理,其试验结果表明,不经过任何处理程序的原始飞灰二f英毒性当量质量比能够满足垃圾焚烧飞灰的相关标准和要求。另外,试验发现,经过无害化药剂处理后的结果较为理想,飞灰中的有毒物质基本消灭殆尽。

五、结束语

总而言之,垃圾焚烧所产生的飞灰其危害极大,如果不进行妥善处理,后果将不堪设想。目前,我们通常采用的处理方法有固化、熔融、使用化学药剂以及提取等四种。但无可厚非的是,这些所有的方法都有一些缺点。所以,当前我们最重要的任务就是进一步研究处理垃圾焚烧的飞灰,使其在不影响空气、土壤以及环境的基础上得到合理的排放。笔者通过大量研究发现,在垃圾焚烧飞灰的处理问题上应从以下几个方面着手:

首先,要有效控制垃圾的总量。只有减少垃圾焚烧的总量,才可能减少垃圾焚烧飞灰的总量,进而减少飞灰所产生的污染。

其次,要从源头上对飞灰进行控制。我们知道,飞灰中所含的重金属与垃圾的成分有关,所以在垃圾进行焚烧处理前我们应当做好垃圾分类等相关工作。

再次,要着力开发新型的燃烧技术。飞灰中大量的污染物和当前我国的燃烧技术较低也有很大关系,因此加快研究新型燃烧技术是促使飞灰中污染物减少的一个重要内容。

最后,要加快对飞灰无害化处理技术的探索,开发更多稳定效果好、成本低、副作用小的化学药剂等。

参考文献

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篇4

王锦涛良渚一小六(2)班

地球是人类美好的家园,在宇宙里是一个非常美的蓝星,可是在地球里却有很多臭水沟、黑色浓烟……这都是怎么一回事呢?其实大部分都是垃圾填埋法和垃圾焚烧法造成的,让我细细道出它们俩办法的特点吧!

垃圾填埋法:简单地说也就是把垃圾放进人类事先挖好的大坑里,在用泥土稍微盖上去。可这种办法根本没用,除了可以不在生活中看见垃圾。可是在垃圾上面的土壤是寸草不生,不能在房子,也就是说这里是一个弹丸之地。经过人类多年来的改进,将衬垫隔离了土壤与地下水,将臭气从排气管排到高空,下雨造成的污水不会外泄,可这里还是不能造房子,所以这个办法怎么说都是不好的。

篇5

关键词:垃圾焚烧;烟气净化技术;二恶英

中图分类号:F291.1 文献标识码:A 文章编号:

随着现代社会的不断发展,城市生活中产生的各种垃圾的处理成了一个严重的问题,为缓解城市生活垃圾的处置压力,我国政府逐渐改用焚烧法替代填埋法。但是城市生活垃圾在电站的焚烧中容易产生大量的污染,例如HCl、CO、二恶英等。为避免这些污染物质排除后对空气的污染,必须对垃圾焚烧烟气进行净化处理,在这些污染物中,主要是对烟气中的各类酸性气体及其中的二恶英处理,为此,必须采用合理先进的烟气净化处理措施来预防空气污染的出现。

1焚烧生活垃圾产生的污染

随着现代社会经济的迅速发展,城市化进程的加快,城市人口数量增加幅度很快,使得城市生活垃圾迅速增长,现在年增长率已经超过了百分之十,少数大城市甚至已超过了百分之十五。在城市的发展过程中大量的垃圾成为其主要的污染源之一。据国家统计局统计,目前全国每年的生产垃圾超过1.8亿t。面对垃圾增长如此之快的幅度,必须采取合理的措施对其进行处理,否则除去要占用大量的土地外,还会给大气、水源和土壤等带来严重的危害。在我国主要是建造垃圾焚烧发电站及提高垃圾的焚烧比例来完成对垃圾处理的。构成生活垃圾的主体部分是人们在日常生活和生产中的各种副产品,它的构成与城市的类型、能源结构、经济发展水平、季节差异、管理方式及居民的生活习惯等有关。

在现代条件下,我国还未出现对生活垃圾有效的分类措施,所以其主要特点是灰大、水多、热值低。在焚烧生活垃圾的过程中产生的烟气中含有大量的污染物。主要由以下几种:(1)燃烧不完全的物质。主要有各种烃、酮、一氧化碳等。(2)粉尘类。主要有各种惰性金属和未完全燃烧物质构成。(3)酸性气体。主要包括各种硫化物、氮氧化物、卤化物等。(4)重金属污染物。主要由铬、汞、镉等及其氧化物或卤化物组成。(5)二恶英。这些物质因其在环境中的数量和性质对环境有不一样的危害。因此上采取高效焚烧来达到烟气净化目的,是防止污染发生的一种有效方法。

2烟气净化处理技术

2.1干法烟气净化技术

在使用干法烟气净化技术对烟气中的污染物进行处理时,其去除效率相对较低,为增强其对酸性气体物质的吸收必须要使其在固态吸收剂中的时间增加,并使湍流度较好,增加吸收剂的表面积。在使用干法烟气净化过程中常用的吸收剂是Ca(OH)2粉末。其净化工艺的组合通常是吸收剂在管道进行喷射,同时在后续工作中进行高效除尘。在设有袋式除尘器的烟道设有喷入口,在烟气通过烟道时,用来加入消石灰和活性炭。在烟道中加入Ca(OH)2粉末的目的是为了将烟气中的酸性气体除去,使得酸性气体的浓度达到排放标准;在烟道中加入活性炭用以除去烟气中的重金属和二恶英等物质;有害气体二恶英和呋喃是在垃圾焚烧过程和由于化学反应产生的。在烟道中由于活性炭具有较强的吸附作用,因此上可以将残留的二恶英和呋喃吸附。

干法烟气净化技术在烟气的净化过程中最重要的优点是工艺简单,投资和费用相比较湿法很少,在净化过程中操作标准较低并且其反应产物为固态物质可以进行直接处理,其缺点是其效率较湿法低并且在烟道中对吸收剂的消耗量大。随着现代社会中科学技术的不断发展,各个国家在干法烟气净化方面的措施不断改进,在一定程度上提高了污染物的净化效率。

2.2湿法烟气净化技术

湿法烟气净化技术的最开始是在一些发达国家中使用的,主要是通过碱性物质将酸性气态污染物吸收。在湿法烟气的净化过程中需分两个阶段完成,净化设备主要由吸收塔和文丘里洗涤器组成。常用的湿式石灰法脱硫技术是现代社会中最常用的烟气脱硫技术。采取湿法烟气净化技术能够使污染物的净化效率达到较高,能满足较为严格的排放标准,所以在经济较为发达的国家使用较多。

湿法洗涤净化技术在处理过程中集除尘与去除其他污染物为一体,如果条件允许,一般不采用其他设备(例如布袋除尘器、静电除尘器)。湿法烟气净化技术一般采用Ca(OH)2或NaOH等易溶于水的碱性溶剂进行烟尘的脱酸。湿法烟气净化技术,具有造价低、设备结构简单、操作容易、净化性能高、维修使用简单、节约能源及脱酸效率高和吸收剂消耗量相对较少等优点,但是相对而言湿法烟气净化技术也存在很大的缺点,其产生的大量污水需要处理,设备占地面积较大、运行费用较高等,大大制约了湿法烟气净化在垃圾焚烧发电厂的应用。

2.3半干法烟气净化技术

半干法净化法是介于干法与湿法之间的,它采用喷雾干燥原理有效的净化了污染空气中的SO2、HF、HCL等有害气体。它是由半干法合成器与装置后面的布袋除尘器构成的,例如在某市的某垃圾焚烧发电厂正在采用此法。这种方法涉及到物理反应与化学反应。其中的化学反应发生在吸收塔内烟气与吸收液浆液互相接触时,吸收浆液蒸发形成的蒸汽与烟气结合反应形成干粉状产物,在此同时由于物理作用二恶英呋喃及其它有机污染物、以及各种重金属均可与烟气中的微小颗粒结合,进而使得有害有机污染物沉降。

2.4烟气净化技术工艺比较

综上所述,半干法烟气净化技术工艺与湿法或干法比较,其优点主要是利用了烟气中的余热对浆液进行蒸发,反应过后以固态物的形式排出,避免了湿式处理器处理过程中的污水处理问题,所以该技术广泛应用于生活垃圾焚烧发电厂的烟气处理系统,半干法用浓度为15%左右的Ca(OH)2浆液作为净化吸收剂,该吸收剂可有效的对烟气中的氯化物进行处理,处理效果较好。

半干法烟气净化技术对烟气中的氯化物去除率可达到90%以上,对一般有机物以及重金属污染物也有良好的去除效果,配合布袋除尘器,去除重金属的效率可达到99%以上。该方法与湿法相比较,存在流程短、设计较为简单、无腐蚀、没有污水排放、工程耗能低、净化效率较高、不需要对反应物进行二次处理等优点,但是其也存在缺点:其钙硫含量较高、脱硫效果不好、长期使用后喷嘴容易形成污垢甚至堵塞,因此上长期运行存在困难,且其对技术管理与操作水平要求较高。

3目前国内外应用较成熟的烟气净化技术

在目前,国外应用比较成熟的烟气净化技术是应用半干法喷雾与袋式除尘器相结合的组合工艺,并且在除尘器前管道设置活性炭喷射装置。而在我国对烟气的处理则是依据从国外引进的脱硫工艺结合国内先进工艺设计而成的,该技术已经相当成熟、其操作弹性大、有害物质去除能力强、对反应剂的消耗量少,废水、重金属及二恶英排放量极低,且系统操作简单,总体成本较低。事实证明,经过该系统处理过后的烟气中是符合国家烟气排放标准的。该烟气处理系统主要由除尘和脱酸两大系统构成的,其工艺结构图如下所示:

图1烟气净化系统工艺流程图

在石灰浆制备处配置好一定浓度的石灰浆,使用隔膜泵将配制好的石灰浆送入反应塔,经过塔顶的固定双相流雾化喷头将其雾化为直径为200μm的雾滴,这些碱性雾滴与烟气中的酸性气体充分结合后发生化学反应,从而完成整个脱酸过程,与此同时由于烟气自身温度很高,使得浆液雾滴在下降过程中得以干燥。在到达塔底部位时充分脱水,在这个过程中约15%的固体被去除,剩余的烟气则进入下面的布袋除尘器,在布袋表面烟气本身的烟尘粉末与反应塔中带出的石灰粉末相互结合,再次进行了脱酸。

由于垃圾焚烧产生的烟气中往往存在着一部分二恶英,所以在烟气净化中必须考虑除去这部分二恶英,一般采用在反应塔向布袋除尘器过渡段喷入活性炭,用来吸附烟气中存在的二恶英。喷入活性炭约为200目的活性炭颗粒,这些活性炭颗粒可以在烟气通过时吸附烟气中的二恶英,进而达到净化烟气的目的。

4结语

总之,对一些垃圾焚烧发电站烟气净化技术的研究和分析表明,各个发电站中在烟气净化过程中存在着很多问题。其中大多数的垃圾焚化厂在选择烟气净化技术时存在缺陷,而在烟气净化过程中选择合适有效的烟气净化技术才是垃圾焚烧发电站发展的根本。所以,科学合理的选择烟气净化技术,将有效的避免垃圾焚烧时产生的二次危害,新型高效的烟气净化技术也将产生更大的社会效益与经济效益。

参考文献:

[1]魏先勋.环境工程设计手册(修订版).长沙:湖南科学技术出版社,2002

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关键词:生活垃圾 综合处理 研究现状 发展趋势

中图分类号:G353.11 文献标识码:A文章编号:

引言

随着我国经济实力和技术储备的增强,各种生活垃圾处理处置技术在我国得到了不同程度、不同范围的研究和应用,很多经济发达地区已经建立了现代化填埋场、机械化堆肥厂和焚烧厂等多种处理设施。但对于某一地区来说,不同处理设施往往处理同样的混合生活垃圾。由于每种生活垃圾处理技术均具有各自的优势和局限性,从技术本身、经济性和环境影响角度分析,均只适宜处理生活垃圾中的某些组分,因此这种单一处理模式不仅难以满足数量日益增长、成分日益复杂的生活垃圾无害化、减量化、资源化的处理要求,而且使得生活垃圾处理设施运行效果差,前处理和二次污染控制技术复杂,处理费用高。

1单一处理与综合处理的比较

1.1 卫生填埋

卫生填埋法由于技术比较成熟,操作管理简单,处理量大,投资和运行费用低,是当今世界各国主要的垃圾处理方式。但填埋混合垃圾有以下缺点:

(1)生活垃圾中的可回收物、可焚烧组分或可堆肥组分等可以实现资源回收的部分被一并填埋,即使考虑填埋气的回收利用,混合垃圾填埋的资源化水平仍很低。

(2)我国混合垃圾含水率和有机物含量都很高,因此渗滤液产生量大,处理成本高;沼气产生量大,控制其排放也增加了处理成本。因此限制进入填埋场的有机物含量是填埋法的发展趋势之一。目前欧盟、日本和美国等国家的有关政策,都提出了进一步限制进入填埋场垃圾有机物含量的规定[1]。(3)在场址选择日益困难,填埋费用不断增加的情况下,混合垃圾会大量占用填埋场的空间资源。

1.2 堆肥

高温堆肥可以使生活垃圾中的有机成分成为可供施用的农田肥料,同时消除其环境污染,杀灭垃圾中的病菌,具有无害化和资源化特征。但我国的堆肥厂主要处理混合生活垃圾,其局限性主要表现在:

(1)由于我国目前还没有开展普遍的生活垃圾分类收集,因此入厂垃圾中含有石块、金属、玻璃、塑料等多种不可降解组分,这些废弃物必须分拣出来,另行处理,分选工艺复杂,费用很高。

(2)即使采用了分选工艺,生活垃圾中的不利于堆肥处理的组分也不能完全剔除,许多有毒、有害物质会进入堆肥,如农田长期大量使用堆肥,可能会造成潜在污染,特别是一些重金属在土壤中富集将随食物链进入人体。受到堆肥产品成本和质量的约束,堆肥产品存在销路不畅的问题。

1.3 焚烧

焚烧法具有减量化程度高,处理周期短,占地面积小,选址灵活,燃烧的热量可用来发电等优点。近年来焚烧法在我国得到了迅速发展,但焚烧混合垃圾有以下缺陷:

(1)我国生活垃圾含水率高,热值低,需要更多的辅助燃料,此外生活垃圾中灰土含量多也会影响焚烧效果,最终导致焚烧成本上升。我国目前除少数经济较发达的城市外,其它城市的混合生活垃圾热值低,含渣量高,不适宜焚烧。(2)另一方面,由于我国混合垃圾中厨余垃圾较多,含盐量较高,对烟气中氯化物贡献较大,HCl会腐蚀焚烧炉,也增加了烟气处理的难度和污染控制成本。

1.4 综合处理

综合处理方式可以解决混合处理方式出现的问题。采用综合处理方式后,易腐物和可燃物都得到了利用,故填埋物的量很小,只占总体积的15%~20%,填埋物主要为砖头、瓦砾等无机垃圾,不会带来严重的二次污染,节省了填埋空间;综合处理中仅可燃垃圾进行焚烧,焚烧物易燃,产生的烟气少,二次污染小;采用综合处理方式后,堆肥法只处理易腐有机物,成分单一,容易堆腐,而且处理费用低,产品质量好。

2.生活垃圾综合处理工艺

从20世纪90年代起,我国的研究者为解决单一处理方式的不足从生活垃圾综合处理的角度进行了研究,提出了多种生活垃圾综合处理的构想,但是这种构想区别于国外广泛应用的综合处理系统概念,而是指通过分选等预处理技术把不同垃圾组分进行分离,分别进入不同的处理单元,这些处理单元集合在一个厂内甚至一条生产线上,希望通过这种方式实现不同垃圾分别采用适宜的处理方式的目的,为了便于区分,本文称其为综合处理工艺(comprehensive treatment technology)。根据综合处理工艺采用预处理技术的不同,可以分为预分选合处理工艺、预堆肥综合处理工艺、预消解综合处理工艺等,其中前者一般采用物理分选技术,经过多次分选将垃圾分为几类,其分类类别根据后续处理工艺确定,而后两者虽然也有一些分选步骤,但是其预处理技术核心为堆肥或消解。此外,综合处理工艺的能量回用和自给也是其研究方向之一,为了便于说明,本文称其为能量自给综合处理工艺。

预堆肥综合处理工艺。堆肥过程可以降低生活垃圾的有机物含量和含水率,因此可以把堆肥过程作为生活垃圾综合处理系统的预处理步骤。对焚烧而言,经堆肥处理后垃圾易于燃烧,热效率高,产生的有害气体量较小;对填埋而言,经堆肥处理后减少了填埋量,降低了渗滤液的产量和处理难度,减少了填埋气的排放[11]。虽然堆肥预处理对于综合处理工艺具有明显的益处,但是尚未有深入研究,更没有投入运行的工程项目,此外,堆肥预处理工艺还存在成本高、堆肥时间长、周边环境差等缺点。预消解综合处理工艺与预堆肥综合处理工艺类似,相对于堆肥预处理,消解预处理的最大优势是可以减少堆肥的时间,其环境影响也较小,但是成本更高。

3.综合处理的发展趋势

对于国内提出的综合处理工艺(comprehensive treatment technology),虽然现有项目的投资成本较低,但其处理规模小,运行费用高,二次污染不能得到有效控制。另一方面,虽然垃圾处理的能量回用是资源化的一个重要方面,但是系统的能量自给从目前的技术水平看来难以实现。从生活垃圾处理的经济性分析,这种“小而全”的综合处理工艺难以获得持久的生命力和广泛的推广。

发达国家生活垃圾处理的历史和经验说明,源头分类(产生者分类)是最经济有效的垃圾分类手段,在此基础上建立生活垃圾综合处理系统,并通过数学模型优化设置各种收运处理设施、分配车辆和垃圾物流,可以实现城市生活垃圾的低成本、高效率管理,并最大限度的实现生活垃圾的资源化。虽然我国目前普遍采用生活垃圾混合收集模式,但分类收集对于垃圾处理、资源回收等的重要意义已经得到了广泛认知,全国很多大中城市开展了分类收集的试点工作,并制定了城市生活垃圾分类收集规划。随着经济实力的增强,生活垃圾收运处理设施的完善,分类收集和综合处理系统将互相促进,得到更为广泛的推广。

4.总结

综合分析垃圾处理技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的无害化、减量化、资源化效果等方面,卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下,采用三种主要方法适当组合,能取得更大的环境效益。依据科学发展观和循环经济的理论,按照可持续发展的要求,我国现阶段垃圾处理工艺选择的总体思路是:巩固完善现有的卫生填埋技术,稳步发展焚烧处理技术,充分重视生物处理技术,探索和鼓励资源再利用和综合处理技术。

参考文献:

1.张益.国外垃圾处理技术现状及发展.见:张益,陶华主编. 垃圾处理处置技术及

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【关键字】城市垃圾处理;填埋;堆肥;焚烧

1 城市垃级处理方法现状

目前国外发达国家的城市垃圾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、堆肥三种处理方式

1.1 垃圾焚烧处理

焚烧是指垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程,实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应,垃圾焚烧后,释放出热能,同时产生烟气和固体残渣。热能要回收,烟气要净化,残渣要消化,这是焚烧处理必不可少的工艺过程。焚烧处理技术的特点是处理量大,减容性好,无害化彻底,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,因此是世界各发达国家普遍采用的一种垃圾处理技术"对垃圾进行焚烧处理减容!减量及无害化程度都很高,焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化,是一种较好的垃圾处理方法。但对焚烧条件控制不当会存在烟气污染问题,且设备投资巨大"国外目前通过改进焚烧系统工艺及强化民气处理等手段己经较好地解决了尾气污染问题,但投资也相应增加"如果引进国外技术进行垃圾焚烧发电,每处理100吨/日垃圾的建设成本通常在4干万元以上,我国的地方财政难以承受。焚烧是销毁垃圾利用热能的一种垃圾处理技术"但是,只有对那些不能回收有价物,只能回收热能的垃圾,垃圾焚烧处理才是科学合理的。

1.2卫生填埋处理

所谓卫生填埋,就是能对渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式。早期的垃圾填埋处理由于未控制其对环境的污染,造成了严重的后果"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0的概念。由于垃圾产量大增加,而且含有有毒有害物质,因此造成环境污染的可能性也大增加,所以人们对垃圾填埋场的环境影响越来越重视,垃圾填埋场的操作运行管理越来越严格。卫生填埋首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染"一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m以上,并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘上、沥青、塑料薄膜等不透水层。其次,填埋场应设置排气口,使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出,避免发生爆炸。回填后的场地,一般在20年内不宜在其上修建房屋,避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏,但可作绿地!农田!牧场等使用"填埋处理用地,尽量选用天然的或人工挖出的洼地,开发资源后的废粘土坑、废采石场、废矿坑等"将垃圾填埋于坑中,有利于恢复地貌,维持生态平衡,但如果在大面积的洼地、港湾、山谷等回填,则需考虑是否会破坏生态平衡。

1.3堆肥处理

堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。在生物化学反应过程中,有机物、氧气和细菌相互作用,析出二氧化碳、水和热,同时生成腐殖质。堆肥的关键,在于提供一种使微生物活跃生长的环境,以加速其致菌分解过程,使之达到稳定。堆肥主要受废物中的养分、温度、湿度、PH等因素的控制。根据堆肥原理,可分为厌氧分解与好氧分解两种"厌氧分解需在严格缺氧条件下进行,厌氧微生物分解生长较慢,故不多用。好氧分解过程同时产生高温,可以杀灭病虫卵!细菌等,我国主要采用好氧分解法"现代堆肥技术是从30年代开始发展的,己经形成了各种完善的工艺系统和成套设备。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。进入九卜年代以后,由于以下几方面因素,堆肥处理又呈上升的发展趋势"欧美发达国家垃圾填埋场的标准和焚烧处理的排放标准都不同程度的进行修订并进一步提高,焚烧处理和填埋处理成本也随之增加:垃圾分类收集的普遍推行,为垃圾的再生利用也包括堆肥处理的发展提供了良好基础条件;垃圾再生利用得到广泛地重视。近几年来,欧美发达国家把垃圾堆肥也看作为可降解有机物的再生利用。垃圾的再生利用是垃圾减量和垃圾资源化的最佳途径。堆肥技术的工艺也比较简单,适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理,对垃圾中的部分组分进行资源利用,且处理相同质量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低。堆肥技术在欧美国家起步较早,目前已经达到工业化应用的水平。但引进国外技术投资巨大,不适合我国国情。发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平,因此靠堆肥只能处理15%左右的垃圾组分,这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。但就我国垃圾的具体情况来看,生活垃圾中的易腐有机物含量较高,采川堆肥技术可以达到比较好的处理效果。但堆肥技术也存在明显的缺点不能处理不可腐烂的有机物和无机物,因此减容、减量及无害化程度低。因此仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题。

2 现有城市垃圾处理方法的局限性

2.1 填埋处理的局限性

填埋处理埋掉了可利用物,填埋场地的选择越来越困难,运输、填埋、治理等费用也不断提高。填埋场占地面积大,同时存在严重的二次污染,例如垃圾渗出液会污染地下水及土壤,垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量,另外,垃圾发酵产生的甲烷气体既是火灾及爆炸隐患,排放到大气中又会产生温室效应。而且填埋场处理能力有限,服务期满后仍需投资建设新的填埋场,进一步占用土地资源。以北京为例,假如采用现在的技术,将北京市12000t/d的垃圾进行卫生填埋处理,单是建设投资就高达2亿元人民币,而且填埋场的寿命也只有12a。基于以上原因,国外从80年代以来,卫生填埋设施有逐渐减少的趋势,成为其他处理工艺的辅助方法,用来处理不能再利用的物质。

2.2堆肥处理的局限性

堆肥处理不能处理不可腐烂的有机物和无机物,垃圾中的石块、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解,这些废弃物必须分捡出来,另行处理,因此减容、减量及无害化程度低;堆肥周期长,占地面积大,卫生条件差;堆肥处理后产生的肥料肥效低、成本高,与化肥比销售困难,经济效益差。引进国外技术投资巨大,不适合我国国情。发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平,因此靠堆肥只能处理15%左右的垃圾组分,这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。堆肥技术必须是将新鲜的垃圾首先进行分类后再将易腐有机组分进行发酵,才能有效地防止重金属的渗入,从而保证有机肥产品达到国家标准,真正实现无害化和资源化。

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【关键词】脱销;SNCR;SCR;SNCR+SCR

随着城市人口不断聚集,生活水平日益改善,生活垃圾产量随之迅速增长。如果垃圾不能得到及时而恰当的收集、运输和处理,将带来一系列的社会问题和矛盾,尤其是在人口集中的大城市,垃圾围城与城市发展的矛盾越来越凸显。垃圾焚烧技术具有占地小、垃圾减量化稳定化无害化程度高、能量利用率高以及二次污染程度低等优点,是目前国外应用比较普遍的垃圾处理方法。

近年来,人们的环保意识不断加强,由于对周围环境的影响,垃圾发电厂作为厌恶性设施产生了一定的邻避效应, 为了回应社会诉求,尽量规避垃圾电厂带来的环境影响,同时顺利开展项目建设和运营,妥善处理社会关心的重点问题,各地垃圾焚烧发电厂的建造和运营标准都大幅度提高。近两年,新建垃圾发电厂的烟气污染物排放标准已普遍执行欧盟排放标准,即 EU2000/76/EC。

NOx的排放标准受到了很大关注,控制更为严格。新的标准规定,新建项目按照新标准执行,已运营项目或已通过环境评级的项目按照旧标准执行到 2015 年 12 月 31 日,意味着自 2016 年 1月 1 日起,所有生活垃圾焚烧发电厂必须全面执行新标准。这就要求所有的生活垃圾焚烧厂必须配备足够的烟气处理设施,并实现良好运营。本文着重讨论垃圾焚烧发电厂烟气净化中的脱硝技术应用。

1 氮氧化物的形成

垃圾焚烧过程中,固态物质经过燃烧会变成气态物质或其他形式,可能对环境造成更大危害。垃圾焚烧过程中产生的 NOx主要是指一氧化氮(NO)以及二氧化氮(NO2),其中,NO 在较高温度下生成,而 NO2在低温条件下较为稳定,NO在空气中能与O2或 O3反应而转化生成 NO2。

焚烧炉内,温度及燃烧垃圾的化学组分是决定 NO 生成量的主要影响因素。根据氮元素来源和生成条件的不同,NOx的来源主要分为空气中的氮(热力型 NOx)和燃料中的氮(燃料型 NOx)。(1)热力型 NOx是由于空气中含有的氮和氧在高温条件下相互反应而产生的。 (2)燃料型 NOx,垃圾中含氮的化合物被分解并氧化就可生成。在燃烧过程中,这些含氮有机化合物受热分解产生一些低分子量的氮化物或 NH2、CN、HCN、NH3等自由基,然后被氧化生成 NO 和水,同时,这些自由基还可以与 NO 反应生成 N2和水。是垃圾焚烧厂脱硝的主要目标。控制燃料型 NOx需要注意燃烧中的过量空气系数,其与这种类型的 NOx的生成呈正比,也是垃圾焚烧发电过程燃烧控制考虑的最重要的因素之一。(3)氮氧化物还可有另一种生成类型,即瞬时型 NOx,其原理为在高温条件下,燃料中的含碳氢化合物形成挥发物,分解后生成了 CH 自由基,氮气与之发生反应,生成 HCN 和 N 等中间产物基团。N 原子再与O2反应生成 NO,部分 HCN 分别与 O2和 NO 反应生成 NO 和 N2。这一反应过程因为其反应速度很快,仅需要 60ms,故称为瞬时型 NOx,受温度影响较小。由于瞬时型 NOx仅在碳氢浓度十分高的燃料燃烧时才会产生,需要深度富燃的条件,对于垃圾焚烧过程来说,这种类型的 NOx产量很小。

2 脱销技术

(1)SNCR 技术是选择性非催化还原法(Selective Non-Catalytic Reduction)是在烟气温度 850~1100℃,在O2 共存的条件下,向炉膛中直接加入氨液或是尿素等脱硝剂,将氮氧化物还原成为氮气与水。由于此法不需催化剂的作用,从而可避免催化剂堵塞或毒化问题的发生。其去除效率受到脱硝剂与氮氧化物接触条件(如炉膛温度随垃圾特性的变化及反应时间的影响)而有很大的变化,因此喷嘴吹入口的位置必须根据炉体形式、构造及烟道形状予以确定。SNCR 技术一般采用氨或尿素等作为还原剂,使用喷枪将还原剂喷入焚烧炉内高温区,将 NOx分解成 N2与 O2,达到去除 NOx的目的。然而在发生还原反应的同时,作为还原剂的氨如果喷入太多,不能及时反应完全,就会导致一系列后续问题。比如残留在烟气中,与烟气中的 HCl 反应,而产生气态氯化铵,导致从烟囱排出烟气时变成白烟,部分铵盐沉积在锅炉炉壁及后端布袋除尘器上,产生腐蚀作用,同时导致其他污染物的增加,因此有的研究建议NOx去除率最好限制在50%左右。

(2)SCR选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术,在催化剂作用下,向温度约280~420 ℃的烟气, SCR 技术是在催化剂的作用下,还原剂 NH3将烟气中的NOx还原为N2的工艺。其反应过程一般认为是一分子 NH3与一分子 NO 反应,会产生一分子 N2,同时催化剂被还原;O2的存在可以使得催化剂重新被氧化,从而完成整个催化循环过程。这也是这种工艺被称作选择性催化还原法的原因。

选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术,在日本、欧洲、美国等国家地区的大多数电厂中基本都应用此技术,它没有副产物,不形成二次污染,装置结构简单,并且脱除效率高(可达90%以上),运行可靠,便于维护等优点。

(3)SNCR+SCR 联合脱硝技术

由于 SCR 和 SNCR 各自具有其优点,但同时又各有不足,单独使用其中任何一种技术,均不能在脱硝效果和经济上同时满足项目要求。而 SNCR 和 SCR 并不是互斥的两套系统,相反,当两种技术同时联合使用时,可以有效中和两种技术的缺点,在投资费用和脱硝效率间找到最优平衡。所以当要在节约投资和控制运营成本的情况下,同时保证达到超过 80%的脱硝效率,还要保证低的氨逃逸率,可采取将 SNCR和 SCR 两种工艺组合的方式,合理分配 NOx脱除负荷,满足排放要求,并尽可能降低造价。由于 SCR 进口的 NOx大部分已经被前序 SNCR 除去,所以 SCR 所需的催化剂和反应器都将变小,投资成本也将降低很多.值得注意的是,垃圾焚烧发电项目采用 SNCR+SCR 联合脱硝技术时,为减少能量的投入,降低运行成本,必须尽量降低布袋除尘器出口烟气(150-190℃)的所需升温温度,应选用活性温度尽可能接近于除尘器出口温度的催化剂。

3 脱硝技术可比性分析

SNCR 技术较 SCR 系统简单,占地面积小,投资少,约为 SCR 工艺总投资的1/7~1/3,不需要催化剂,能量消耗少,运行成本较低,工艺改造难度较小,仅需对垃圾发电厂余热锅炉烟道加以改造即可。SNCR 工艺的脱硝效率一般情况下只有30~40%,如工艺设计达到一定要求,可达 60~80%,但脱硝效率越高,要求的运行条件也就越高,且难以保证整套系统的稳定运行。对于南京江南垃圾焚烧发电项目来说,要确保稳定达标运行,仅采用 SNCR 脱硝工艺,是不能满足 NOx的排放限值要求的。

SCR 技术的脱硝效率更高,单独使用该系统脱硝效率可达到 80%以上。但该工艺需要在炉外添加独立的催化脱硝系统,占地面积比 SNCR 系统所需的面积大。同时,燃煤火电厂使用的 SCR 高温催化剂的活性温度为 300-420℃,如垃圾焚烧的SCR 系统采用相同的催化剂,则需要将布袋除尘器出口的烟气(150-190℃)升温至320℃左右。处理规模为 500t/d 的垃圾焚烧系统,其布袋除尘器出口烟气温度每提升 10℃,消耗主蒸汽的量约 0.95t/h,占主蒸汽量的近 2%,如果将烟气温度从150℃升温至 320℃,所需的主蒸汽量将达到 16.15t/h,意味着要损失 33%的主蒸汽,这将大大增加生产能耗,降低垃圾电厂的运行效益。所以这种高温 SCR 脱硝工艺不适用于垃圾焚烧电厂。

与单独使用 SNCR 技术相比,SNCR+SCR 联合脱硝技术既可以提高脱硝效率又可以减少氨逃逸;与单独使用 SCR 技术相比具有药剂使用少、投资和安装费用少、反应器小、烟气脱硝控制范围大等优点。还可以显著提升烟气净化效果,特别是明显持续降低二f英的排放量,并实现除白烟效果,且实际建设和运行成本较为可控。因此,SNCR+SCR 联合脱硝技术在经济次发达、但排放要求较高的情况下可以选用。值得注意的是,垃圾焚烧发电项目采用 SNCR+SCR 联合脱硝技术时,为减少能量的投入,降低运行成本,必须尽量降低布袋除尘器出口烟气(150-190℃)的所需升温温度,应选用活性温度尽可能接近于除尘器出口温度的催化剂。工业生产的低温催化剂活性温度在 160-250℃左右。使用低温催化剂系统,在布袋除尘器出口烟气温度为 150-190℃的区间,不需要加热,烟气直接与还原剂混合,在催化剂的作用下,脱除 NOx。而在中温催化剂的系统中,需要对烟气进行再加热,才能发生还原反应。在系统布置上要增加蒸汽预热器以及烟气-烟气换热器。所以使用低温催化剂的建造和运营成本都更低,在脱硝效率方面,经过持续不断的研究,低温催化剂的效率与中温催化剂相比,脱硝效率相当,而使用寿命更长。

【参考文献】

[1]邹金生,王志强.选择性非催化还原烟气脱硝技术在垃圾焚烧发电厂的应用[J].华电技术,2012,34(5):71-73.

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【关键词】生活垃圾;填埋;焚烧;堆肥;现状;发展方向

1 生活垃圾处理发展概况

建设部《中国城市建设统计年报》显示,截止至2005年底,我国垃圾填埋、堆肥和焚烧的无害化处理能力所占比例分别为82.4%、4.7%和12.9%。

在1990-2005年期间,城市垃圾清运量年平均增长率为5.5%,城市垃圾量的增长稍快于城市人口的增长。80年代,人均垃圾产量为0.5~0.6kg/(人·d);90年代,垃圾产量为0.7~0.8kg/(人·d);21世纪初,垃圾产量预计为0.9~1.0kg/(人·d)。

从近10年来我国城市垃圾处理所发生的变化可以看出,城市垃圾取得的成绩和进步是明显的,特别是先进的垃圾处理技术开始逐步得到应用。例如,在近几年建设的许多填埋场中,为提高填埋场的防渗水平,采用高密度聚乙烯膜作为防渗材料;为提高填埋作业效率,一些大型的填埋场采用了填埋压实机;一些城市如杭州、广州、深圳等的填埋场开始对填埋气体进行回收利用。

垃圾焚烧处理从无到有,不断发展。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,成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。国内一些经济基础较好的城市如上海、广州、北京等都建设了较高标准的垃圾焚烧厂,这些焚烧厂多为通过利用国外资金、引进关键技术或设备、按照较高污染控制标准来建设的现代化大型垃圾焚烧厂。

堆肥处理是我国城市垃圾处理使用最早也是在早期阶段使用最多的方式。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”和“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和开发,并取得了积极成果。

当前,垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比仍明显不足,垃圾处理的水平还很低,从总体上讲,城市生活垃圾处理还处于由粗放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在,垃圾处理场的二次污染相当普遍。

2 城市生活垃圾特性变化

城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时,垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。

我国地域辽阔,南北温差大,东西经济发展不平衡,燃料结构差别大,因此,我国的垃圾成分随地域而变,即使是同一城市,一年四季垃圾成分差别也大。但总的趋势是垃圾中有机物成分在增加,大城市垃圾中有机物接近50%,中等城市垃圾中有机物为30%~40%;无机物在减少,大城市垃圾中无机物为30%~40%,中等城市垃圾中无机物为50%~60%;垃圾成分的不同决定了不同城市采用的处理方法也不同,城市生活垃圾中有机成分占总量的60%,无机物约占40%,其中废纸、塑料。玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20%。

垃圾中的可燃物增多,可利用价值增大,因此随着今后我国大城市,尤其是北方城市随着城市燃气化率的不断普及,城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。

居民生活水平和消费结构的改变不仅影响城市垃圾的产量,也影响着城市垃圾的成分。尤其是近十年来,随着改革开放的进一步深化,居民收人不断增加,人民的生活水平不断提高,包装产品的消费,以及废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物的消费不断增加。

包装废物的快速增长,是城市生活垃圾增长的重要原因之一。实际上垃圾中的废纸、金属、玻璃、塑料等绝大部分是使用后废弃的包装物。随着包装业的快速发展,商品包装形式越来越繁多,包装物的种类和数量增加很快,过分包装和豪华包装的产品比比皆是,这在大城市尤为突出。一次性的商品被广泛应用,增加了垃圾的产量。目前我国包装品废弃物约占城市家庭生活垃圾的10%以上,而其体积要构成家庭垃圾的30%以上。

3 城市垃圾处理现状分析

3.1 主要技术介绍

国内垃圾处理方法多种多样,主要有:填埋、堆肥、焚烧三种方法,另外还有热解、分选回收、综合处理方法。

3.1.1 填埋

填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法,目前仍然是我国大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法,2005年,全国共建有356座生活垃圾卫生填埋场,90%(含简易填埋)以上的城市生活垃圾采用填埋处理。根据环保措施(主要有场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋气导排、渗沥液处理、虫害防治等)是否齐全、环保标准能否满足来判断,填埋场大致可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三个等级。

1、简易填埋场(临时堆场)

基本上没有考虑环保措施,或仅有部分环保措施,也谈不上执行什么环保标准。严格来讲,目前我国仍有很大部分填埋场属于这个等级。这类生活垃圾填埋场为衰退型填埋场,在使用过程中它不可避免地会对周围的环境造成严重污染。

2、受控填埋场(准卫生填埋场)

有部分环保措施,但不齐全;或者是虽然有比较齐全的环保措施,但不能全部达标。目前的主要问题集中在场底防渗、渗沥水处理、每天覆盖等不符合卫生填埋场的技术规范。这类填埋场为半封闭型填埋场,也会对周围的环境造成一定的影响。

3、卫生填埋场(无害化处理场)

既有完善的环保措施,又能满足环保标准,为封闭型或生态型的填埋场。由于建设和运行费用目前在我国大部分城市尚难以接受,管理水平也有较大差距,所以真正意义上的卫生填埋场目前在我国仍较少。

3.1.2 焚烧

我国生活垃圾焚烧计数的研究和应用起步于八十年代中后期,全国现有各类生活垃圾焚烧厂50多座,综合目前我国生活垃圾焚烧技术应用的现状,大致可分为简易焚烧炉、国产化焚烧设施和综合型焚烧设施三类。

1、简易焚烧炉

简易焚烧炉工程规模较小,主要利用原有的煤窑或砖窑等改造而成,工艺简单、价格低廉,往往缺乏基本的供风和烟气处理系统,工作条件差,生活垃圾无法得以充分燃烧、污染物也不能达标排放。这类焚烧炉在我国还有一定的市场,主要在一些中小城镇应用,由于不能满足环保标准和燃烧条件,正逐步予以取缔。

2、国产化焚烧设施

工程规模中等,生产及配套设施相对比较简单,主要设备为流化床焚烧炉,建设及运行成本相对较低。目前在江苏、浙江等地已建成多座国产化生活垃圾焚烧厂,温州市东庄生活垃圾焚烧厂(炉排炉),绍兴市生活垃圾焚烧厂(流化床),无锡市生益多生活垃圾焚烧厂(炉排炉)是其代表。

3、综合型焚烧设施

综合型焚烧技术设备,是指把引进技术设备与国产技术设备有机结合起来的垃圾焚烧系统。其关键技术和设备从国外引进,工程规模较大,生产及配套设施比较完整,建设及运行成本较高。深圳市市政环卫综合处理厂,上海市江桥生活垃圾焚烧厂,上海市浦东御桥生活垃圾焚烧厂是其代表。

3.1.3 堆肥

生活垃圾堆肥在我国具有悠久历史,但堆肥处理率并不高,目前全国共有各类生活垃圾堆肥厂约70多座。在我国常用的生活垃圾堆肥技术大致可分为简易堆肥、好氧堆肥和厌氧堆肥三类。

1、简易堆肥

工程规模较小、机械化程度低、主要采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术一般在中小型城市应用较多。

2、好氧堆肥

工程规模相对较大、机械化程度较高、一般采用动态或半动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。

3、厌氧堆肥

工程规模普遍较大,机械化程度相当高,一般采用湿式或干式厌氧发酵工艺,发酵周期可缩短至15~20天后,沼气收集后可用于发电等,生活垃圾资源化利用率较高,投资及运行费用高于好氧堆肥,占地面积少于好氧堆肥。厌氧堆肥技术在欧洲有较多的应用实例,国内上海等地则还能够在实施项目。

3.1.4 热解

热解法就是把有关固体废物(或液体废物)在无氧或少量氧的条件下加热至800~1000℃,获得高温气体的方法,同时还可以获得煤(焦油)再作化工原料,关于分解后剩余的以碳为主的残渣,可以作肥料、填坑物和固体燃料等。热解可在焚烧温度低的条件下,从有机物中直接回收燃料油、气,从资源化的角度论,热解比焚烧有利。

3.1.5 分选回收

城市生活垃圾分选回收技术较为可靠,资源化效果较好,分选出的资源化物质可以直接回收利用,该技术是许多发达国家基于分类收集基础上的首选处理技术。该技术选址较为容易,但有一定的噪声、臭气污染。城市生活垃圾分选回收技术环境可能存在分选效率低、经济效益不好的隐患,且分选后有较多残渣。

3.1.6 综合处理

城市生活垃圾综合处理技术是在克服单一处理方法缺点的基础上,采用填埋、堆肥、焚烧、分选回收等两种或多种方法相结合的方式去处理城市生活垃圾,从而避免和降低了因处理不当对环境造成的二次污染和资源的浪费,同时达到资源充分利用和无害化处理城市生活垃圾的目的;此外,该种处理方式能彻底处理城市生活垃圾,基本无二次污染。而资源的回收利用,正符合国家可持续发展的战略。事实上,城市生活垃圾综合处理技术是以社会、经济和环境协调发展为目标,并优化用多种管理、技术手段构筑的城市生活垃圾处理系统工程。综合处理技术内部各类单元处理技术根据应用的先后顺序,主要包括前处理、中间处理、后处理和最终处置等四道工序。事实上,组成这四道工序的主要单元处理技术包括填埋、堆肥处理、焚烧、回收利用四类。

转贴于 3.2 应用情况

我国城市生活垃圾无害化处理设施已由1990年的66座增加到2005年的471座,无害化处理量和处理率也分别由1990年的2122万t和2.3%,提高到2005年的256312万t和60.1%。

近年来综合处理已引起越来越多的重视,但迄今为止应用最广泛的仍是填埋、焚烧、堆肥三种方法,其中填埋法是我国城市生活垃圾处理的最主要方法,无论是大城市还是中、小城市都普遍采用;中、小城市采用堆肥技术较多,但处理规模较小,因堆肥销路等原因,有的已关闭;焚烧技术这几年在经济发达城市得到了迅速发展。

3.3 存在的问题分析

3.3.1 填埋场问题分析

大多数填埋场的设计、建设和运营仍存在很多问题,表现在:(1)设计理念比较落后,科技水平低,土地填埋利用率不高,占用了大量土地资源;(2)大部分生活垃圾填埋场缺乏有效的基础和边坡防渗措施;(3)由于生活垃圾中有机物含量和含水率往往高达50~60%,导致渗滤液产量大、浓度高,渗滤液处理达标排放或能够送城市污水处理厂处理后达标排放的填埋场较少,地下水污染地表水的污染事故不断出现;(4)填埋气体处理与利用系统刚刚开始发展,现有填埋场多为敞开式排放或通过竖井排放,简易填埋场的填埋气仍处于无组织排放状态,不仅引起了温室效应,造成安全隐患,而且也是产生恶臭的主要原因;(5)填埋场的封场一般都未进行生态恢复,由于缺乏封场和后续管理标准,缺乏相应的政策和法规,已经终场的生活垃圾堆体不能够合理地安全封场和持续维护。

3.3.2 焚烧问题分析

(1)对热值低、水分高、成分复杂的生活垃圾适应性不好。引进的炉排炉一般适应处理国外成份相对简单、低位热值高(一般都在1600kcal/kg以上),水分含量低的生活垃圾;(2)工程投资大。据统计,目前国内利用国外先进焚烧技术建造的焚烧厂普遍建设工程投资大,折合吨工程投资约50~75万元,而引进技术,关键设备国内生产的吨工程投资约35~45万元,技术和设备全国产化的吨工程投资只要25~30万元;(3)运行成本高。据统计,我国目前运转基本正常的国外技术建造的焚烧厂的运行费用为180~300元/吨;(4)飞灰没得到安全处置。除个别高水平建设和管理的焚烧厂外,其余焚烧厂飞灰处置没得到足够重视,大多填埋处理或作为建筑材料利用,安全隐患大。

3.3.3 堆肥问题分析

阻碍我国生活垃圾堆肥化发展的主要因素不是技术因素,而是非技术的经济因素,这表现在:(1)混合收集的生活垃圾杂质含量高,为保证产品质量而采用复杂的分离过程导致产品成本高,没有政府的补贴,是很难运行下去的;(2)一般堆肥厂的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂,其销路取决于堆肥厂所在地区封条件的适宜性,在粘性土壤地区,特别是南方的红黄粘土、砖红粘土、紫色土地区有较好的销路;(3)堆肥厂产品的经济服务半径一般较小。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售,利用粗堆肥产品制造的复合肥,其销售也面临一般化肥和复合肥的竞争;(4)生活垃圾处理的连续性和堆肥产品销售季节性之间存在的固有盾,也会增加生活垃圾的处理成本和堆肥产品的生产成本。

因此,虽然个别大型生活垃圾堆肥处理厂和一些不定期地运行的、简易小型生活垃圾堆肥厂产品有销路,近几年国内建成的大多数堆肥厂,实际上均不能正常运行。

4 生活垃圾处理技术发展方向

根据我国实际情况,现实的生活垃圾处理技术发展方向必须面对混合收集的、可回收物质含量和热值低、垃圾含水率和可生物降解的有机物含量高的生活垃圾。远期(2015年后)可考虑实现了分类收集基础上的垃圾处理技术。

1、发展生活垃圾综合处理技术

我国生活垃圾的特性决定了很难有一种垃圾处理技术能对其进行有效的处理,必须采取多种技术对其进行综合处理才能达到减量化、无害化和资源化。但是,这需要在一个新的基础上去考虑综合处理模式中各种技术的地位和作用。

针对我国混合收集垃圾的特点,将生物处理技术作为填埋或焚烧的预处理技术,是解决我国垃圾处理难题的一种有前途的技术组合。近10年来,机械生活处理技术在欧洲作为填埋处理或焚烧处理的预处理技术得到了快速发展,已经出现了机械生物处理——卫生填埋、机械生物处理——焚烧发电等一些综合处理的趋势。

2、生活垃圾填埋技术标准化、规范化、环保化、国产化发展

主要表现在以下几点:(1)填埋气导排技术在生活垃圾填埋场得以普遍采用并不断完善,同时填埋气回收利用技术在取得经验的基础上扩大试验范围;(2)大、中城市的生活垃圾填埋场基本上能做到每天覆土。覆盖材料除粘土外,新型替代覆盖材料的研制工作也取得进展,并在部分缺少覆盖土来源的生活垃圾填埋场试点应用;(3)在引进、消化的基础上,开发出压实机等新一代的国产化填埋专用机具,用于生活垃圾填埋场并取得较好效果;(4)国产化人工合成防渗衬底材料的质量有较大的提高,设置人工合成防渗衬底的生活垃圾填埋场不仅仅局限于个别示范工程;(5)生活垃圾渗滤水的处理技术多样化并取得实质性进展;(6)发达国家普遍采用的好氧填埋技术,在部分示范工程中率先得到应用;(7)在大城市中,生活垃圾经过回收利用、堆肥、焚烧等方法处理后进入填埋场作最终处理。

3、生活垃圾堆肥技术机械化、国产化,堆肥产品高附加值发展

主要表现在以下方面:(1)生活垃圾堆肥厂的机械化水平和堆肥质量有明显提高;(2)堆肥产品中的重金属和碎玻璃等杂质的含量得到有效控制;(3)国产化有机复合肥成套生产技术与设备进一步完善,生活垃圾堆肥厂中生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高;(4)采用机械化动态发酵工艺和利用有效菌种快速分解的新型堆肥技术,在部分城市得到应用并逐步推广;(5)由于具有良好的减量化和资源化效果,生活垃圾堆肥技术将重新得到重视,生活垃圾堆肥处理的比例将逐步增加。

4、生活垃圾焚烧技术国产化、环保化、资源化发展

主要表现在以下方面:(1)我国城市生活垃圾的低位热值稳步提高,低热值生活垃圾焚烧技术的工艺进一步完善;(2)新一代国产成套生活垃圾焚烧设备的开发取得成功,并在部分中、小城市形成一定的市场。单台处理能力200t/d以下的生活垃圾焚烧设备将以国产化为主;(3)生活垃圾焚烧厂的二次污染特别是尾气的净化技术取得突破,同时人们对二恶英等污染物的关注程度愈加提高;(4)生活垃圾焚烧余热的综合利用技术得到提高,焚烧发电将继续得到政府在政策和税收方面的支持;(5)生活垃圾焚烧厂将向大型化方向发展。由于国产化率和管理水平的提高,其工程投资和运行成本将得到控制;(6)生活垃圾焚烧技术将稳步发展,生活垃圾焚烧处理的比例将逐步上升。未来几年内在部分城市将建成若干个和国外接轨的生活垃圾焚烧厂。但在我国全面推广的条件尚不具备。

5、分类收集、分类处理逐步推行

生活垃圾作为一种取之不尽的再生资源将逐步得到重视,垃圾分类收集、分类处理方式在我国大、中城市中逐步推行,主要途径如下:(1)对一次性物品的限制使用初见成效,同时产品包装行为进一步规范,过度包装逐步减少;(2)净菜进城工作逐步被市民认可,生活垃圾中易腐有机物的比例逐步下降;(3)有关生活垃圾减量化、资源化的地方性法规将陆续出台,生活垃圾回收利用工作将纳入依法管理的轨道。与垃圾分类收集相适应,生活垃圾回收利用技术将得到重视,垃圾分拣中心和资源化利用工厂等配套设施,将在一部分城市率先建成,许多城市会将此提到议事日程。生活垃圾中回收利用的比例将逐步增加,并带动废品回收业和相关产业的发展。

5 结语

从系统管理的角度出发,抓好垃圾源头减量工作,尽量少产生垃圾,将已产生垃圾最大程度回收利用,再通过卫生填埋、堆肥、焚烧制能等工程技术措施减容及进一步资源化,是符合循环经济和可持续发展要求的做法。

综合分析垃圾处理技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的无害化、减量化、资源化效果等方面,卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下,采用三种主要方法适当组合,能取得更大的环境效益。依据科学发展观和循环经济的理论,按照可持续发展的要求,我国现阶段垃圾处理工艺选择的总体思路是:巩固完善现有的卫生填埋技术,稳步发展焚烧处理技术,充分重视生物处理技术,探索和鼓励资源再利用和综合处理技术。

参考文献

[1] 王均奇, 施国庆. 我国城市生活垃圾产业的发展现状与对策研究[J].生产力研究, 2007, (1):99-100.

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论文关键词:城市垃圾;处理方式;利弊;探讨

论文摘要:垃圾处理已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,目前广泛使用的垃圾填埋法、堆肥法、焚烧法等常规方法各有其利弊,通过对照比较垃圾焚烧处理是符合减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理方式,是我国城市垃圾处理的趋势。

保护环境是我国的一项基本国策,随着我国城市的发展和人民物资生活水平的提高,妥善处理垃圾已成为当务之急。据统计,我国人均生活垃圾年产量为440kg,且每年以8-10%的速度在递增,大量的垃圾被运到城郊堆放,已成为公害。全国历年垃圾堆存量已高达60亿吨,堆占耕地5亿m2,直接经济损失达80亿元人民币。因此,垃圾滋生已成为我国继能源、交通、工业三废之后又一重大难题,形势严峻,刻不容缓。目前我国城市已发展到660个,城镇人口2.6亿,按每人每年产生440kg垃圾计算,则产生垃圾量为1.14×104万吨,是可以使100万人口的城市覆盖1米。如何应按照减量化、资源化、无害化的原则,经济、有效地进行垃圾处理,显得至关重要。

1垃圾处理的常规方法及其利弊

1.1填埋法

根据工艺的不同,又分传统填埋法和卫生填埋法两类。

1.1.1传统填埋法

这种方法实际上是在自然条件下,利用坑、塘、洼地将垃圾集中堆置在一起,不加掩盖,未经科学处理的填埋方法。

1.1.2卫生填埋法

卫生填埋法是采用工程技术措施,防止产生污染及危害环境土地的处理方法。

此二种填理法处理量大,方便易行,投资省,是我国目前处理城市垃圾的一种主要方法。但此法缺点是填理后易造成二次污染(污染地下水源),被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等,还占用大量农田面积,垃圾填埋场周围臭气等严重影响大气环境。

1.2堆肥法

堆肥法就是把城市垃圾运到郊外堆肥厂,按堆肥工艺流程处理后制作为肥料,成本低、产量大。由于经济实用的化肥大量普及,堆肥量大,劳动强度大,全面比较后,市场越来越小。

1.3焚烧法

按焚烧原理不同,全世界又主要分为炉排炉焚烧、流化床焚烧、热解法三种。

1.3.1炉排炉焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂的垃圾池,经料斗慢慢进入炉堂,经过干燥、燃烧、燃烬三个阶段,在大量氧气的助燃条件下,垃圾在炉排中用不同方法搅动下,充分燃烧,烧烬的炉渣入渣池冷却后,运往厂外填埋,垃圾燃烧后产生的大量高温烟气(850-900℃)进入余热锅炉换热,过热蒸气再进入汽轮发电机组发电。

1.3.2流化床焚烧

就是将城市垃圾运到焚烧厂倒入垃圾池后,经抓吊入料斗,垃圾从焚烧炉的顶端投放进炉内后,落在活动床的中央,然后慢慢通过热砂床(600-700℃),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。

此种新型流化床焚烧炉能够在不经事先处理(破碎)的情况下直接进行焚化,是1981年研制成功的。它的典型代表是日本任原公司,目前单台日处理量已达390t/d。但它的价格仍然和炉排炉一样很高。

1.3.3热解法

热解法是在隔绝空气的条件下,垃圾在热解装置中受热而使有机质分解,转化成燃气。燃气进入余热锅炉换热后,过热蒸气进入汽轮发电机发电。

此种方法是近10~20年研制出来的,是这三种焚烧法中最新焚烧理论。由于此种炉型结构简单,无运动件,设备技术投资比较前二种便宜约50%,很有发展前途。它的产品以美国和加拿大公司为代表。

焚烧处理的优点是减量效果好(焚烧后的残渣体积减少90%以上,重量减少80%以上),处理彻底。但是,根据美国的报道焚烧厂的建设和生产费用极为昂贵。在多数情况下,这些装备所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额经济亏损。由于垃圾含有某些金属,焚烧具有很高的毒性,产生二次环境危害。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg,否则,必须添加助燃剂,这将使运行费用增高到一般城市难以承受的地步。

2技术发展趋势对比

2.1垃圾的焚烧的优势

我国属于发展中国家,经济发展迅速、城市化速度加快、居民生活水平不断提高,导致了城市垃圾量的不断增加。我国目前已有600多座城市,城市垃圾量以每年7-8%的速度增长。而垃圾的处理不到1/3,真正达到无害化处理和能源利用的比例更低。随着经济的高速发展,城市化水平的提高,在城市周边很难寻找适宜的垃圾填埋的场地,因此,造成我国城市垃圾处理问题相当严重。目前我城市生活垃圾90%采用填埋处理,但是如不是严格意义上的填埋产生的高浓度渗出液,会造成地下水以及地表水的严重污染,对水资源造成严重威胁。同时产生大量的有害气体,会污染大气,如若处理不当,其产生的危害会延续几百年甚至上千年。

垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法,此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围,运送垃圾方便,并且可以向城市提供电能或热能,产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况,并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段,使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点

2.2垃圾焚烧处理面临的问题

垃圾分类收集是实现垃圾综合处理的一个重要步骤。通过分类收集和相应采取不同的处理方式,既可以保证有用资源的循环再利用,又可以大大减少垃圾的最终处理费用。目前我国各城市还没有普遍实行垃圾分类收集,有的处于试点运行阶段,而这与我们即将采用的垃圾处理方式不相适应。垃圾分类收集后,最终处置的垃圾量及垃圾成分都会发生变化,由于分类使有用的资源得以循环再利用,处置的垃圾量将减少,同时降低了垃圾运输费及处置费。垃圾的分类还可以减轻机械磨损及腐蚀,延长焚烧炉的寿命,减少维护管理费用。同时也降低了有害成分的含量,易于二次污染的控制。垃圾的分类是大势所趋。因此对于采用垃圾焚烧处理方式的城市,应充分考虑垃圾的分类。

2.3环境保护措施

垃圾焚烧处理的主要目的是为了节约土地资源、环境保护及实现可持续发展道路。垃圾的资源发电可以实现垃圾的无害化、减容化、资源化。但由于垃圾的特性,在垃圾焚烧的整个过程中难免出现一些对环境不利的影响物质,因此必须采取相应的环保措施以达到垃圾焚烧的真正目的。垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗出液、飞灰及反应物。目前烟气的排放标准已经制定和实施。对于垃圾渗出液的处理方法,国内一般采用喷入焚烧炉内处理,但最好采用污水处理方法。对于垃圾堆放过程中产生的臭气,也应根据相关标准进行处理排放。