焚烧处理垃圾的优点范文

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论文关键词：垃圾发电,垃圾焚烧,循环流化床,焚烧炉,炉排炉

1、炉排炉型焚烧炉

机械炉排炉技术作为世界主流的垃圾焚烧炉技术，技术成熟、可靠，其应用前景广阔，发展空间较大。这种焚烧炉因为具有对垃圾的 预处理要求不高，对垃圾热值适应范围广，运行及维护简便等优点，是目前在处理城市垃圾中使用最为广泛的焚烧炉。该类型焚烧炉型式很多，主要有固定炉排（主要是小型焚烧炉）、链条炉排、滚动炉排、倾斜顺推往复炉排、倾斜逆推往复炉排等。

为使垃圾燃烧过程稳定，炉排型焚烧关键是炉排。炉排的布置、尺寸、形状随着垃圾水分、热值的差异以及生产厂商的不同而不同，炉排有水平布置，也有呈倾斜 15°～26°布置，炉排设计分为预热段、燃烧段、燃烬段，段与段之间可以有垂直落差，也可没有落差。垃圾在炉排上着火，热量不仅来自上方的辐射和烟气的对流，还来自垃圾层内部。在炉排上已着火的垃圾在炉排的特殊作用下，使垃圾层强烈地翻动和搅动，引起垃圾底部开始着火，连续的翻动和搅动使垃圾层松动，透气性加强，有助于垃圾的着火和燃烧。炉拱设计要考虑烟气流有利于热烟气对新入垃圾的热辐射预热干燥和燃烬区垃圾的燃烬。配风设计要确保空气在炉排上垃圾层分布均匀，并合理使用一、二次风。

对于成分复杂的垃圾，炉温太高时，物料熔融结块，炉排、炉壁 易烧坏，同时产生过多的氧化氮；炉温太低时，烟气滞留时间过短， 产生不完全燃烧，对人体有严重危害的二恶英难以完全分解。因此， 炉膛出口温度应保证不低于 850℃，烟气滞留时间不低于2s。

机械炉排炉的技术特点如下：

（1）由于鼓风压力小，风机装机容量小，动力消耗小。

（2）由于烟气粉尘量相对其他型式焚烧炉而言较小，除尘器的负 荷和运行成本相对降低。

（3）主要燃料为生活垃圾。点火及辅助燃料为油，不掺烧煤。

（4）进炉垃圾不需预处理。

（5）焚烧炉内垃圾为稳定燃烧，燃烧较为完全，炉渣热酌减率较低。

（6）设备年运行时间可达8000h以上；

（7）垃圾需要连续焚烧，不宜经常起炉和停炉。

由于垃圾焚烧技术较复杂、技术含量高，我国目前的大型机械炉排炉焚烧厂建设主要依靠引进国外先进焚烧炉，北京、上海、天津、重庆、广州、深圳等大中城市均主要采用引进国外先进炉排炉焚烧技术。部分中等城市开始应用国产机械炉排炉，如浙江温州、福建晋江等，但是处理规模一般在400t/d以下。

2、流化床焚烧炉

流化床焚烧炉不设运动炉体和炉排。流化床底设空气分布板，使 用石英砂作为热载体。垃圾均匀定量地加入到 700℃～750℃的砂子流 态化床中，进行热解气化和部分燃烧随后被燃烬，不燃物和焚烧残渣 随砂子一起通过炉底的排渣口进入筛分机分离出大颗粒不燃物排出炉 外。中等颗粒的渣和石英砂，通过提升机送入炉内循环使用。

流化床垃圾焚烧炉优点：

（1）流化床适用性广，生活垃圾、污水厂污泥、炼油厂的渣油与焦油、低品位煤、林产工业废物、农业废弃物等都可用流化床焚烧技 术处理。

（2）从燃烧理论上讲，流化床可使可燃垃圾与空气充分接触，所以不仅燃烧速度快，而且燃烧完全，即灼减率小（＜2%）。

（3）过剩空气系数低，并采用分级送风，减少NOx的生成量。

（4）流化床内无转动的机械设备，故制造简单，造价较低。

流化床垃圾焚烧炉不足之处：

（1）为了保证入炉垃圾的充分流化，对入炉垃圾的尺寸要求较为严格，要求垃圾在入炉前进行一系列筛选及粉碎等处理，使其颗粒尺寸均匀化，一般破碎至15cm以下，易造成恶劣的工作环境。同时较多的辅机故障率高，动力消耗大。

（2）空气鼓入压力高，焚烧炉本体阻力大，动力消耗相对较高。

（3）流态化焚烧导致烟气粉尘含量高，烟气净化系统负荷增大，除尘的费用随之提高。

（4）需要掺加燃煤辅助燃烧。但根据国家有关政策，对掺煤部分的发电量不享受电价优惠。在目前煤价较高的情况下，掺煤影响企业的经济效益。同时，国家要求关停小火电的现行政策对流化床焚烧炉不支持。

（5）由于砂体不断翻动，对耐火内衬磨损大；同时，烟气流速高，对焚烧炉的冲刷和磨损严重。因此，焚烧炉运行可靠性相对较低，厂家保证年运行小时数7200小时，实际运行小时数一般低于7000h。

3、回转窑焚烧炉

回转窑焚烧炉技术的燃烧设备主要是一个缓慢旋转的回转窑，其内壁可采用耐火砖砌筑，也可采用管式水冷壁，用以保护滚筒。回转窑直径为4～6m，长度约10～20m，可根据垃圾的焚烧量确定。它是通过炉本体滚筒连续、缓慢转动，利用内壁耐高温抄板将垃圾由筒体下部在筒体滚动时带到筒体上部，然后靠垃圾自重落下。由于垃圾在筒内翻滚，可与空气得到充分接触，经过着火、燃烧和燃烬三个阶段进行较完全的燃烧。垃圾由滚筒的一端送入，热烟气对其进行干燥，在达到着火温度后燃烧，随着筒体滚动，垃圾得到翻滚并下滑，一直到筒体出口排出灰渣。当垃圾含水量过大时，可在筒体尾部增加一级炉排，用来满足燃烬，滚筒中排出的烟气，进入一个垂直的燃烬室（二燃室）。燃烬室内送入二次风，烟气中的可燃成分可在此得到充分燃烧。燃烬室温度一般为1000～1200℃。回转窑式垃圾燃烧装置设备费用低，厂用电耗与其他燃烧方式相比也较少，但焚烧低热值、高水分的垃圾时有一定的难度。

回转窑焚烧炉对垃圾成份适应性强，广泛应用于销毁工业废物和焚烧复杂的干、湿混合垃圾，如污泥等。物料由回转窑筒体一端送入，随着筒体的转动，物料在筒体内翻动前进、燃烧，直到燃烬成灰渣从筒体另一端落出，掉进灰斗。筒体轴线与水平面成一定倾角，以保证物料向前运动。

回转式焚烧炉既有炉排炉直接处理垃圾（不需预处理）和流化床焚烧炉物料与空气充分接触完全燃烧的优点，又避免了炉排炉的炉排需经常更换造成维护费用较高的缺点，但回转炉处理量小。

4、垃圾热解气化焚烧炉（CAO）

垃圾热解气化焚烧炉（Controlled Air Oxidation 可控空气氧化技术，简称CAO技术），是一种控制空气燃烧技术。CAO系统可分为加热干燥、热解气化、残碳燃烧、可燃气燃烧等4个区域。CAO第1燃烧室中，通入少量空气，在一定温度下，垃圾长时间停留，部分气化，部分分解，部分燃烧。灰渣和不能热分解的物体（如金属、玻璃等）经过自动清灰系统排出炉外。产生的可燃烟气进入上部的第2燃烧室，再配以空气，在超过1000℃的高温下经过2s的充分燃烧后排出。这些高温气体可以引入余热锅炉回收热量，之后采用NaOH 碱液净化，达标排放。

该炉型主要优点：

设备结构简单，维护较容易，动力消耗低；厂房高度低；热解法烟气中NOx含量相对较低。

该法不足之处主要为：

CAO燃烧系统在一定程度上解决了城市垃圾的处理问题，垃圾不用分选就可以充分地分解和燃烧，但对于水分超过40%的垃圾，在不投油助燃时则不能稳定燃烧。设备处理能力较小，单台处理能力一般为150t/d以下；厂房占地面积大；热量回收率低，焚烧后炉渣灼减率较高。热解炉不能适应高水份、低热值垃圾的处置，因此在我国广泛应用垃圾热解气化焚烧炉技术还有一定困难。

5、结论

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关键词：城市垃圾；焚烧管理；难点；对策

中图分类号：K915文献标识码： A

随着经济的迅速发展和城市化进程的加快，我国大多数城市承受着城市垃圾带来的巨大的环境压力。焚烧技术作为一种可同时实现城市垃圾减量化、无害化和资源化的垃圾处理技术，已成为我国部分城市垃圾处理的首选技术。因此，有必要在引进、学习、消化和掌握国外焚烧技术，分析我国现有焚烧技术和装备的优缺点的基础上，综合考虑我国城市垃圾现有的焚烧特性及变化趋势、国家环保标准的要求、经济承受能力和市场前景，加速技术引进和消化，或研究开发有自主知识产权的焚烧炉及其技术。尽管从更广泛的社会利益视角看，垃圾焚烧场的修建是正当且必需的，这种处理方式因其具有显著的减容化、稳定化和无害化越来越受到重视，一定程度上可以缓解“垃圾围城”的困境。

1 焚烧技术的应用及发展状况

1.1 国外焚烧技术及设备

国外垃圾焚烧处理起步较早，已发展了约100a，处理技术工艺和设备已较为成熟。目前的焚烧方式主要有：层燃方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式。用于垃圾焚烧处理的焚烧炉型有：机械炉排焚烧炉，热解焚烧炉，旋转窑焚烧炉和流化床焚烧炉。虽然从燃烧方式看，流化床有很多优点，但在用于处理城市垃圾时存在很多问题，在很多国家使用受到限制；旋转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物，在城市垃圾的处理中应用不多；目前使用较多且单炉处理容量最大的还是机械炉排焚烧炉，常用的有马丁炉排炉和滚筒炉排焚烧炉等；而从烟气污染控制来看，热解焚烧炉有很大的优点。

1.2 国内焚烧技术及设备

我国城市垃圾焚烧技术始于80年代末，在90年代后期得到了迅速发展，现在全国有30多家生产商、研究单位和大专院校在研究开发各种焚烧技术及设备。目前国内正在使用或研究开发出的焚烧炉，或借鉴国外已有的焚烧炉，引进或仿制国外80年代的炉型与设备系统；或以一般燃煤锅炉或其他工业炉窑为参照，将这些燃烧技术和工艺移植过来进行垃圾焚烧处理。

2 城市居民视角下政府垃圾焚烧管理困难的原因分析

2.1 当地居民对垃圾焚烧的担忧过大

垃圾焚烧会产生如二f英、底灰和重金属等污染物，不仅污染周围环境，而且对周围社区居民的健康财产造成威胁。而且，垃圾焚烧设施给当地居民造成的负面影响不仅仅是健康方面，之后还会延伸为经济、社会和心理等方面的影响。

2.2 地方政府对垃圾焚烧管理决策考虑不充分

地方政府在对垃圾焚烧管理决策时，如对当地居民进行利益损失补偿机制的制定等，一般仅涉及到垃圾焚烧对当地居民产生的直接影响，而未能充分考虑垃圾焚烧带来的间接潜在影响。当地居民由垃圾焚烧带来可观测到的身体健康影响产生的信仰，不仅包括身体健康方面，而且辐射到经济、社会和心理等方面。如对当地居民的房屋财产价值利益损失、社区景观的破坏导致旅游业收入降低等，地方政府可能就没有考虑。而在其他方面的政策制定上也存在类似欠缺的考虑，致使当地居民的利益受损得不到合理补偿，因而地方政府对垃圾焚烧管理制定措施就会遭到很大抵制，难以实施。

2.3 居民未能有效参与垃圾焚烧项目的运作，导致信任危机

决策程序不开放，决策始终于行政部门内部，导致居民对攸关切身利益的项目运作没有真正的参与权、决定权，因而居民的利益需求无法体现在政府决策上。如果当地居民未能有效参与垃圾焚烧项目的运作，那么其由垃圾焚烧带来的身体健康影响辐射到经济、社会和心理等方面的影响，地方政府在对垃圾焚烧管理决策时就会容易忽视，决策就难以奏效。而且，政府主管部门给居民的汇报中往往是各种污染物指标监测符合标准要求，而实际中居民看到的却是垃圾焚烧设施外早晚排放浓烟，周围社区更是气味熏天。居民多途径、多方式的反映二次污染问题，却始终得不到满意解决方案，导致居民质疑政府的公信力，对于政府制定的管理措施当然予以抵制。

3 解决对策及其建议

3.1 主要对策

根据上述原因分析，可以得出问题的关键是当地居民在经受垃圾焚烧设施带来健康危害之后，由身体健康影响辐射到对经济、社会和心理等多方面的担忧，导致当地居民强烈反对垃圾焚烧，地方政府对垃圾焚烧管理政策也就难以奏效。如果地方政府能找到垃圾焚烧设施对当地居民产生其他诸方面担忧的身体健康影响，并且制定相关政策予以改善，将会在很大程度上减弱垃圾焚烧设施对当地居民的影响辐射效应，降低其对垃圾焚烧设施的担忧，将会大大增加政府决策的效果。

( 1) 首先，政府部门在对垃圾焚烧设施附近居民进行调研时，须承认当地居民对垃圾焚烧一些直观和潜在影响的担忧，而不是去争论或否定其对这些担忧的理解。这样，会减低居民的焦虑和恐慌。

( 2) 其次，根据当地居民对垃圾焚烧设施的担忧态度，逆向推理找出导致这些担忧态度的影响。通过倾听居民对焚烧设施直观上的担忧，并予以交流来确定潜在放大的信仰效应，来了解居民反对的根本原因。

( 3) 最后，政府部门应予以认可，并继续追问居民对这些信仰背后的身体健康影响。如垃圾焚烧炉的哪些特征让其产生对农作物的担忧，农民会提到农场附近的垃圾反应堆和焚烧炉产生的浓烟。

3.2 建议

地方政府应尽量降低当地居民对垃圾焚烧的担忧，制定管理政策时应考虑充分，并建立利益相关居民有效参与监管机制，才能有效解决城市垃圾焚烧管理的困境。

（1）充分考虑政策的制定与管理

地方政府在对垃圾焚烧管理决策时，要充分考虑垃圾焚烧带来当地居民的间接潜在影响，多方面补偿当地居民损失的利益，才能使其认可并支持政府部门在垃圾焚烧设施的管理，改善城市“垃圾围城”的困境。

（2）建立利益相关居民有效参与监管的机制

政府部门对垃圾焚烧设施的监管，有必要向潜在受害者的周围居民全方位开放，以接受利益相关居民有效参与监管。因此，政府部门不仅可以了解当地居民的利益需求，以完善管理政策的制定，而且很好地降低当地居民对垃圾焚烧的担忧，建立双方良好的信任关系，能更好地推进城市垃圾处理进程。

4 结语

在我国推广垃圾焚烧处理技术的关键, 是积极研究开发具有自主知识产权的、经济高效的焚烧炉并实现国产化。要满足尾气排放标准, 降低焚烧系统投资和运行费用的关键是使垃圾及其产生的燃烧烟气中的有毒有害有机物充分燃烧焚毁。面对城市垃圾焚烧管理的困境，政府需要改变决策模式，更多的从当地居民的角度考虑，并对其损失予以多方面的补偿。降低居民对垃圾焚烧的担忧程度，制定完善、合理的政策措施，才能提高垃圾焚烧决策的效果，从而更好地推进城市垃圾处理进程。

参考文献：

[1]刘东，李璞. 我国城市生活垃圾焚烧存在的问题与对策分析[J]. 生态经济，2012(5):165-170，176.

[2]李夫振，周少奇，林奕明. 垃圾焚烧飞灰中不同粒径的毒性特性[J]. 环境工程学报，2013，7( 2) :684-688．

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【关键词】餐厨垃圾；危害；漳州市区餐厨垃圾；处理技术；治理对策

中图分类号：R124.3 文献标识码：A 文章编号：

一．餐厨垃圾的概念及特点

餐厨垃圾俗称泔水,是指除居民日常生活以外的食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的食物残渣和废料, 厨余垃圾是指食物加工废料，餐余垃圾是指食物残余, 废弃食用油脂是指不可再食用的动植物油脂和各类油水混合物。以淀粉、食物纤维、脂肪、蛋白质等有机物为主,具有易腐败、发酵、发臭等特点。是城市生活垃圾的主要组成部分,在城市垃圾中所占比例北京37%,天津54%,上海59%,沈阳62%,深圳57%,广州57%,济南41%[1]。与其他垃圾相比,具有含水量、有机物含量、油脂含量及盐分含量高,营养丰富。

二．餐厨垃圾处理不当带来的危害

1.“地沟油”给食品安全卫生带来极大隐患

通过餐厨垃圾提炼的“地沟油”被一些不法商贩改头换面冒充“精制食用油”销售给街头小贩及某些食品厂，用于煎油饼、炸油条、做饼干、串串香、大排档等，以及添加在食用油产品中制作花椒油、辣椒油、火锅底料等。非法提炼的“地沟油”中含有大量危险致癌物质，其中剧毒的黄曲霉素是目前已发现最强的化学致癌物质，其毒性是砒霜的100倍。用“地沟油”加工生产的食品含有大量对人体有害的苯类成份及许多致癌物质，对人体健康危害极大，长期食用可导致肝癌、胃癌、肾癌、肠癌、乳腺癌、卵巢癌等多种癌症。

2.“潲水猪”严重危害人体健康

由于餐厨垃圾中含油量过高，动物性蛋白质偏多，易腐败、易变霉，且成分复杂，其中有一些像聚氯、聚苯等不易分解、吸收的化学物质，沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌等有强烈感染性的致病菌，以及肠毒素、黄曲霉毒素，曲酸、亚硝酸盐等有毒有害成分。

3.影响市政设施功能，污染城市水源

部分餐饮网点直接将餐厨垃圾随意倾倒，一部分油水残渣进入下水道，在下水道里造成冷凝堵塞，并发酵产生大量甲烷气体，具有下水道爆炸事故的隐患。另一部分未经任何处理就被随意倾倒，污水随阴沟、地表径流流入周围水体，是水污染的重要源头。另外，由于餐厨垃圾油水较多、易腐烂变质的固有特性，露天堆放和简易填埋也会对地下水源带来二次污染。

4.污染城市环境，影响城市市容

饲养户收运餐厨垃圾多是靠板车、摩托车、三轮车等简陋、破烂的运输工具。在装载、运输过程中，经常造成餐厨垃圾沿途漏撒，污染城市道路，一路飘出阵阵酸臭味，更有甚者，某些餐馆门外，由于长期搬运餐厨垃圾，已致使路面完全布满油污，无法清洗干净，严重影响城市市容环境卫生。

三．漳州市餐厨垃圾管理现状

1.漳州市餐厨垃圾的产量、成份性质特点:据不完全统计，目前漳州市城区食品加工企业将近200家，漳州市城区餐饮店铺、企事业单位和学校食堂等已超过 2500 家，主城区上规模的餐饮店铺就有上千家，还包括大量未经注册的快餐店、夜排档、早餐店。据调查，目前漳州市主城区餐厨垃圾日产量大约在100吨左右。

2.漳州市餐厨垃圾管理现状:漳州市城区餐厨垃圾有两个主要去向，一是大量被私人收运作为“潲水猪”饲料或提炼“地沟油”；二是随意倾倒入下水道。

四、目前国内主要餐厨垃圾处理技术分析

1、填埋处理技术:这种工艺的优点是方法简单，运行费用低廉，而且处理量巨大。缺点是占用大量土地资源，耗费大量的土地。餐厨垃圾填埋后因其含水率高，有机物含量高等特点，会形成垃圾渗沥液、臭气等直接影响到地下水和大气等自然环境，形成二次污染，危害环境和人类的健康。另外，餐厨垃圾直接填埋也浪费掉了垃圾中蕴含的能量，资源没有得到有效利用。

2、焚烧处理技术:焚烧是垃圾中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程，焚烧处理量大，减容性好，焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。餐厨垃圾焚烧处理技术在国内尚没有成功应用的先例，其主要原因是餐厨垃圾含水率高达75%以上，餐厨垃圾水分含量高会增加焚

3、高温好氧堆肥处理技术:高温堆肥是在有氧的条件下，依靠好氧微生物（主要是好氧细菌）的作用来进行的。 其优点是工艺简单；产品有农用价值。缺点是对有害有机物及重金属等的污染无法很好解决、无害化不彻底；处理过程不封闭，容易造成二次污染；有机肥料质量受餐厨垃圾成分制约很大，销路往往不畅；堆肥处理周期较长，占地面积大，卫生条件相对较差。

4、饲料化处理技术:饲料化处理技术主要采用物理手段对餐厨垃圾进行高温加热、烘干处理、杀毒灭菌、除去盐分等，可以最终生成蛋白饲料添加剂、再生水等可利用物质。其优点是机械化程度高，资源化程度高，占地较小。其缺点是难于从根本上避免蛋白同源性问题，人们对其用作饲料的安全性、可靠性存在一定的顾虑。

5、生物生化处理技术:微生物生化处理机处理技术是选取自然界生命活力和增殖能力强的高温复合微生物菌种，在生化处理设备中，对畜禽肉品、过期食品、餐厨垃圾等有机废弃物进行高温高速发酵，使各种有机物得到完全的降解和转化.其优点是占地面积小；处理时间短，无需繁杂分拣；资源利用率高；产品质量较高，产品附加值较高。其缺点是一次性投资略高，单台设备处理能力低，更重要的是设备耗能大，而且该技术减量化效果差，在餐厨垃圾中大量掺入其他有机物，如麸皮、糠等，后端农业生产资料应用产业链较长。

6、厌氧消化处理技术:厌氧消化是在无氧环境下有机质的降解过程。在此过程中微生物分解有机物，最后产生甲烷和二氧化碳。其优点是具有高的有机负荷承担能力；能回收生物质能；不存在同源性的问题，有机物消化为甲烷和二氧化碳；产品销路较好。其缺点是工程投资较大；工艺较复杂；产生的沼液量较大，处理难度大。

五、漳州市餐厨垃圾处理技术选择

一、微生物处理技术虽然具有技术安全性、先进性、可靠性较好；其产品质量好，并且附加值高等优点，但是由于单台设备处理能力少、设备能耗很大，运营费用也高，同时在餐厨垃圾中掺加大量的麸皮和糠等物料，不符合垃圾减量化的原则。

二、烘干作饲料技术具有机械化程度高，资源化程度高、占地面积小、投资省等优点。

三、利用厌氧消化处理技术处理餐厨垃圾在国外有着比较广阔的应用，特别是在欧洲，用厌氧消化的方法处理有机垃圾得到较大的发展，在日本和韩国，厌氧消化处理餐厨垃圾也得到了较大的发展。该技术无害化程度较高，完全克服了同源性的影响，且具有高的有机负荷承担能力。

以上分析表明，应用厌氧消化技术处理餐厨垃圾在生态环境方面具有突出的优势，此外该技术在经济上也是可行的。从能源需求、排放产物和运行过程对周围环境卫生影响的角度看，厌氧消化技术能够实现环境、社会和经济效益的协调统一，对环境和经济的可持续发展都具有重要的意义。

因此厌氧消化处理符合漳州市餐厨垃圾处理的要求。

参考文献

王向会 李广魏 孟虹 马琳 赵国珏．国内外餐厨垃圾处理现状概述［J］．环境卫生工程，2005，（2）：41－43．

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关键词：化工工艺；固形燃料；应用

中图分类号：F407文献标识码： A

随着工业技术的日渐发达，我国对 RDF（垃圾衍生燃料）技术的研究也不断深入，并获得了较好的成就。之所以要对垃圾衍生燃料进行研究，其原因在于垃圾和污泥本身具有一定的热值，燃烧处理后能将部分热能加以回收，所以有必要对的大批量垃圾衍生燃料技术作深入探讨，以便实现固形燃料资源的转化和利用，做到资源节约。下面，结合RDF技术，对化工工艺中固形燃料的工业化应用作详细探讨。

1 固形燃料的工业化应用

国内现有的垃圾燃烧处理方式有三种，即三种不同形式的垃圾燃烧炉，分别为回转窑式焚烧、机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉。在这三种焚烧炉中，机械炉排焚烧炉的技术相对比较成熟，但结构却比其他两种炉子要复杂，垃圾焚烧时很容易出现局部垃圾被烧透、局部垃圾燃烧不全面等问题，并且焚烧过程中容易发生事故。所以综合分析，目前性能最良好，最适宜垃圾焚烧的炉子流化床焚烧炉。

下图1是流化床焚烧炉的工作原理。由图1分析可得，流化床焚烧炉在焚烧垃圾前需先在炉底铺垫一定厚度和一定范围的石英砂，俗称炉渣；然后在炉底部鼓入一定量的空气，将炉渣吹起，发生翻动，形成硫化状态。

图1 流化床焚烧炉工作原理

一般情况下，流化床焚烧炉形状取圆形塔体，并在塔体下设置分配板，便于分配气体，塔内主要用于装载耐火材料。流化床焚烧炉的基本温度控制在 800~900℃，特点具有较高的清洁性，且焚烧效率高、过量空气少，能在塔内实现对有害气体的控制，减少氮氧化物的生成。

垃圾焚烧处理过程中，废物产生是主要目的之一，另外热量输出这一目的能为供电提供能量，为人们的生活、生产带来便利。高品位的电能为废物焚烧所产生的热能所提供，这样的电能传输距离远，而且受用户限制的少，其优点体现在废物吨度的降低和设备利用率的提高上，图2所示为典型的固废焚烧发电系统。

图2 固废焚烧发电系统示意图

在废弃物固形燃料发电系统中，废物是余热锅炉中的主要燃料，水作为中间介质被应用到转换能里。工质吸收了燃烧废物所产生的热量，而饱和水没有吸收热能，在此过程中会产生一种带有一定温度和压力的蒸汽，而且很热。这种蒸汽就能推动汽轮发电机发电，所以热能被有效的转化为电能。

通过实践得知，从热能到机械动能的转变，然后再到电能地转变过程中，会损失很大能量。要想提高焚烧厂的综合利用率，将热电连供是一个有效的途径。也就是说发电到区域性供热或者再发电再到工业供热联合起来。原因如下：大概有67%的功率会被蒸汽发电过程中的发电机以及汽轮机占据，如果直接供热的话，就相当于用户得到全部热能。所以此种直接供热的方式更加的实用和有效率。

2 固形燃料工业化应用中需要解决的问题

2.1 固形燃料燃烧机理是燃料工业化应用的研究重点。

固形燃料燃烧处理需要借助燃料焚烧炉，而为了设计出更为合理的燃料焚烧炉并在焚烧过程中将燃料工业化，在实际焚烧前必须对固形燃料作多次试验，准确了解垃圾或污泥等固形燃料的特性，如燃料的热解、固硫、固氯等，甚至包括燃料的反应动力学。

2.2 燃料焚烧炉的设计一定要合理。

上述内容中提到，固形燃料的最佳焚烧方式是流化床焚烧炉焚烧，原因是流化床焚烧炉具有结构简单、燃烧指数过高以及过量空气少等特点，且在焚烧时就能对有害气体生成作有效控制，减少有害气体的产生。因此，比起其他两种焚烧炉，流化床焚烧炉更具固形燃料处理优势。在设计流化床焚烧炉时，要注意保证流化床焚烧炉的基本特性，突出焚烧炉的高清洁、高效率优点。

2.3 控制固形燃料对环境产生二次污染。

固形燃料焚烧应用时要尽量避免燃料对环境产生二次污染，这就要求严格控制好固形燃料焚烧工艺，保证燃料焚烧处理质量。生活中固形燃料所造成的二次污染主要有燃料焚烧烟气、炉渣。这两种二次污染产生的过程为：固形燃料合成或构成机构中加入了固氯、固硫剂，因此燃料燃烧时会释放出相应的烟尘、酸性气体，进而对环境造成污染。

固形燃料焚烧中所产生的炉渣通常属无机物质，包括的类型很广泛，如金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐等等。焚烧炉中炉渣数量或重量过多后，会对环境产生巨大的危害，尤其是一些内部含有重金属化合物的炉渣，对环境的危害更大。对于炉渣的处理，目前很多国家都采用填埋方式加以处理，这种方式虽然可行，但因为国家土地有限，并且炉渣中仍然含有少量有利用物质，所以还可采取更好的措施对炉渣进行处理，比如将炉渣当做资源，再次开发利用等。

2.4 建立相应领域的政策。

政府应该大力支持废弃物固形燃料技术的应用以及推广，假如政府和有关单位能在税收政策上给予优惠的话，会大大提高各单位对此技术应用的积极性，这样一来各种优势将会伴随着废物处理技术的应用而体现出来。应该努力借鉴和学习国外的先进科学技术经验，这能促进我国生产力的提高。如果能有严密的科学论证的话，废弃物固形燃料技术将会有广大的市场前景。

综上所述，化工工艺固形燃料工业化应用一方面可提高固形燃料的热能利用率，实现能源节约，另一方面则可减少环境污染，实现环境保护。在本篇文章中，笔者着重论处了垃圾固形燃料工业化应用需要解决的问题，并得出了相关结论，希望对同行工作有所帮助。

参考文献

[1] 王艳.化工工艺残渣固形燃料搅拌混合设备设计[J].商品与质量，2010（SC）：34.

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【关键词】垃圾焚烧；垃圾衍生燃料技术

垃圾是人类日常生活和生产中产生的固体废弃物，由于城市垃圾排出量大，成分复杂多样，给处理和利用带来困难，如不能及时处理或处理不当，就会污染环境，影响环境卫生。垃圾处理就是要把垃圾迅速清除，并进行无害化处理，最后加以合理的利用。即实现无害化、资源化和减量化的目标。

垃圾的处理目前主要的方法有：填埋法、堆肥法、焚烧法。另外，还有资源返还、综合利用等。

一、主要垃圾处理方法

填埋法：卫生填埋是清洁工人每天将收集垃圾压紧后，送往填埋场当晚填埋场用土将当天运来的垃圾覆盖上.再压紧，以免鼠、虫鸟等前来吃垃圾，传播病菌。

堆肥法：堆肥是把垃圾经过前处理后，将有机垃圾送入发酵反应器中，通过微生物的作用，变成有机肥。

焚烧法：焚烧法是将垃圾放在特殊设计的封闭炉内，在高温下烧成灰，然后把将灰填埋。此法可将垃圾体积缩小掉50%～95%，但烧掉了纸、塑料等可回收资源，垃圾在焚烧时会产生二恶英等有毒气体。

相比之下，垃圾焚烧处理的优点为：厂房占地少，有利于节约土地资源；垃圾的减容减量化程度高；减容90%，减量80%；垃圾处理彻底，二次污染危害小；设备运行全封闭全天候，文明程度高；焚烧炉的适用范围很广，能处理多种垃圾，且大多数焚烧技术不需对垃圾进行预处理；垃圾焚烧的余热可产生蒸汽用于发电、供热，节约能源。

另外，资源回收利用效益相当可观，按发热值比较，我国城市每年产生的1.5亿吨垃圾约相当于3000万吨标准煤，约为目前全国标煤年产量的2%。有分析认为，一座城市的垃圾，就像一座低品位的“露天煤矿“，可以进行无限期的开发，而开发使用最经济有效的办法，就是垃圾焚烧发电。

总之，垃圾焚烧发电是最贴近垃圾处置的三化要求。发达国家垃圾焚烧发电占垃圾无害化处理的比例已普遍超过80%，垃圾发电在这些国家已是成熟的产业并进入了产业化、市场化的成熟期。

二、垃圾焚烧技术

焚烧法是一种高温热解处理技术，即以一定量的过量空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，废物中的有害有毒物质在800-1200℃的高温下氧化、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。

焚烧法不但可以处理固体废物，还可以处理液体废物；不但可以处理城市垃圾和一般工业废物，而且可以用于处理危险废物。在焚烧处理城市生活垃圾时，也常常将垃圾焚烧处理前暂时储存过程中产生的渗滤液和臭气引入焚烧炉焚烧处理。焚烧法事宜处理有机成分多、热值高的废物；当处理可燃有机物组分很少的废物时，需要补加燃料，这回使运行费用增高。但如果有条件辅以适当的废热回收装置，则可弥补上述缺点，降低废物焚烧成本，从而获得较好的经济效率。

三、垃圾衍生燃料RDF技术

垃圾衍生燃料RDF（Refuse Derived Fuel），即先将生活垃圾在进炉前进行有效的预处理和成型加工，然后作为固体燃料被焚烧利用，从而为解决上述问题提供了新的思路。目前已应用于城市生活垃圾焚烧处理及资源化利用的工程实践中。

垃圾衍生燃料RDF制作系统是由破碎分选子系统和加工成型子系统组成的。垃圾衍生燃料RDF加工生产技术是将生活垃圾首先进行破碎，分拣出可燃物，再加入添加剂干燥，最后将其挤压成型，制成颗粒状物质RDF燃料。RDF燃料的特点是大小均匀，所含热值均匀，成型工艺可使垃圾热值提高4倍左右，且易运输及储备，在常温下可储存6～10个月不会腐坏。因此可以临时将一部分垃圾储存起来，以解决在锅炉停运或垃圾产出高峰时期的处置能力问题；通过在成型过程中加入添加剂[5， 7]可以达到炉内脱除SO2，HCl和减少二恶英类物质排放的目的。

国外对RDF技术的研究起步较早，在美国、日本等国已得到广泛应用，并开始商业化发展。美国是世界上最早利用RDF发电的国家，已有发电站37座，占垃圾发电站的21%。如美国维吉尼亚州的RDF工厂，每天将约2000t的生活垃圾制成RDF用于电厂发电。日本政府于20世纪90年代开始支持该技术的引进和研发工作，近几年已有十几家大公司对RDF工艺投入大量资金进行RDF资源化研究和开发。2004年投运的上海宝山神工生活废物综合处理厂即安装了RDF生产线。

1、垃圾衍生燃料RDF技术与垃圾焚烧技术的比较

（1）垃圾衍生燃料RDF 的制备，不受场地和规模限制，适合中、小型垃圾处理厂分散制造后，再收集起来进行高效发电，有利于提高垃圾发电的规模和效益，比用原生垃圾焚烧发电，效率提高25%～35%，使大规模的热能循环利用成为可能；而垃圾焚烧受场地和规模限制，垃圾焚烧量在400t以下时，一般用于供热水或蒸汽，但受地理条件、季节变化和周边环境的限制，热能常常得不到充分利用。

（2）垃圾衍生燃料RDF经分选、脱氯、脱硫处理，可大大减轻烟气对设备的腐蚀，烟气和灰渣比原生垃圾焚烧时减少2/3，减少了相关处理设备的投资。

（3）由于RDF具有较好的防腐性，能在仓内保管1年以上，可作为储备能源按需使用；垃圾直接焚烧，受垃圾成分波动的影响，产生热能不稳定，且由于垃圾需连续消纳，热能在无需求时也必须产生，造成能源浪费。

垃圾衍生燃料（RDF-5）具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二恶英类物质排放量低等特点，广泛应用于干燥工程、水泥制造、供热工程和发电工程等领域。

2、垃圾衍生燃料的应用

在RDF的生产中，最重要的是城市生活垃圾和制备工艺，什么成分的垃圾，决定采用什么样的制备工艺。一般整套垃圾燃料处理制备工艺由垃圾接收破碎单元、垃圾含水率降低及热值提高单元、造粒烘干单元及配套工程单元组成。

相同质量的垃圾，应用RDF技术，可以增加一倍的发电量。衍生燃料（RDF-5），可在垃圾发电厂、一般热电厂（燃煤）及普通燃煤机械锅炉中使用，在大型锅炉上使用效率会更高。由于中小城镇垃圾产出量有限，地级以下城市采用垃圾分区处理加工RDF-5，再集中于中心城市发电，可实现最佳的综合效益。

生活垃圾衍生燃料RDF是一种新型再生能源物质。在热电行业是一种能够部分代替煤炭的环保燃料，主要适用于各种以焚烧垃圾配套发电厂的原料预处理工序。同时适用于通过锅炉改造，将现有的6 MW/h燃煤小火电发电机组，改造成同能量输出的垃圾发电机组的燃料供应。

有专家估计今后每年垃圾发电对垃圾衍生燃料的需求量达1 000 万t以上，并每年按5%～8%的速度增长。

四、结论

1、比较而言，垃圾焚烧发电是我国今后一段时间主要的垃圾处理方式。这方面，国外发达国家技术已经成熟，中国自主研发的技术和装备也已得到不少的应用，并且具有较强的适应性和明显的成本优势。

篇6

随着各国经济的发展、城市化进程的加快和人民消费水平的提高，地球上的垃圾产量迅猛增长，垃圾处理已成为当前世界性的环境问题。自1979年以来，我国城市生活垃圾的产生量平均每年以6～10％的速度增长。*年，我国城市生活垃圾年产生量已达到18亿吨。

目前，国际上垃圾处理仍然采用填埋、堆肥、焚烧和回收利用四种方法。在我国，由于投入少等原因，生活垃圾填埋处理仍是最主要方式，占垃圾总处理量的90％以上。近几年来，垃圾填埋作为单一处置方式暴露出越来越多的问题，如：占地面积大、择址困难、资源化程度低、渗滤液难处理等。于是以焚烧技术为代表的垃圾处理技术在中国悄然兴起，成为新兴环保产业。垃圾焚烧技术在从国外引进的基础上在各地具体运用并有所发展。但我国的垃圾焚烧技术同先进国家相比，仍相当落后。由此，我国在引进和吸收国外垃圾焚烧技术时，应明确方向，应更有针对性地开发真正适合国情的垃圾焚烧技术。

*市的垃圾处理形势相当严峻，除二妃山外，金口、岱山、紫霞观、北洋桥4座垃圾填埋场在1～4年内将相继封场，新建填埋场的择址遇到征地困难、居民反对、场地条件不适宜等诸多问题，在短期内择址新建4座垃圾填埋场几近不可能。*市垃圾处理设施规划提出2010年前我市将新建关山、北洋桥、锅顶山、汉口4座垃圾焚烧厂，总生产规模将超过5000t/d，垃圾焚烧将成为我市最主要的垃圾处理方式。根据我市垃圾特性如何选择焚烧技术，本文从焚烧技术的现状、发展、我市垃圾特性、资源化等多个方面加以探讨。

2垃圾焚烧技术简介

2.1焚烧技术发展简介

早在1870年国外就开始应用焚烧技术处理城市生活垃圾。经过近120年的发展。垃圾焚烧技术日益成熟，尤其是近年来，随着发达国家对城市生活垃圾焚烧技术研究的逐步深化，垃圾焚烧技术水平迅速提高，垃圾焚烧设备日趋完善，垃圾焚烧能源利用率稳步提高，垃圾焚烧的二次污染防治技术及专用设备的设计制造也取得了长足进展。

许多发达国家建设了一大批不同类型、不同规模的高水平城市生活垃圾焚烧厂。从目前各国城市生活垃圾处理形势分析，城市生活垃圾焚烧已经成为许多发达国家处理城市生活垃圾的主要方式，而且将一直处于稳步上升趋势。

目前城市生活垃圾焚烧的资源化特点已得到了普遍公认，从而促进了发达国家城市生活垃圾焚烧技术的应用和大型焚烧设施建设的稳步增长，从总体上讲，城市生活垃圾焚烧技术正处于快速发展时期。

2.2炉型发展

从19世纪末到20世纪初，在科学技术的推动下，城市生活垃圾焚烧技术得到了空前广泛的应用。在现阶段，城市生活垃圾焚烧技术不断向前发展，应用范围也不断拓展，垃圾焚烧炉的炉型也由单一方式向多样化方向发展。

按焚烧炉的构造区分和目前国内外的应用情况主要可分为机械炉排式焚烧炉、流化床式焚烧炉、旋转窑式焚烧炉三大类，其中机械炉排式焚烧炉应用范围最广。另外还有热解焚烧炉等炉型。

2.3炉排焚烧炉处理技术介绍

机械炉排焚烧炉的品种繁多，使用历史长，具有较高的可靠度，是适于处理大容量垃圾的成熟焚烧设备。机械炉排焚烧炉主要分为往复运动炉排焚烧炉及滚动炉排焚烧炉二大类型。下表为目前主要国外机械炉排焚烧炉主要参数比较。

炉排焚烧炉在发达国家已是比较成熟的技术，但发达国家焚烧的垃圾热值大多在8000ki/kg。炉排焚烧炉是由往复移动部件组成，垃圾经由给料装置推送至倾斜炉排上，在炉内高温加热，使得部分垃圾得以干燥，另经炉排的运动除将垃圾往前推送外，并将垃圾层松化并经历干燥、燃烧及后燃等各阶段，以达完全燃烧。不过转动式炉排汽孔容易堵塞，维修工作量大，大件物品夹住的可能性较大，移动式炉排占地面积大，风道系统复杂，对高水份、低热值的垃圾燃烧不完全，着火较为困难，使用较少；扇形反转式炉排由于燃烧不易控制，炉温较高，还处在不断完善阶段。

炉排炉的优点是不需要对垃圾预处理，燃烧速度快，可连续运转。其不足之处如下：

1)、炉排必须耐热，在长期连续运行期间，热应力必须不变，炉排对材质要求高。

2)、由于垃圾成份复杂，维持在整个炉排内均匀移动、均匀完全地燃烧是困难的。在炉排的局部区域会出现高温区，在高温状态下NOx浓度上升，需要采取脱NOx设备，设备投资和运行成本很高，增加了垃圾处理成本。

3)、不适应水份范围较宽的垃圾焚烧。

4)、炉温较难控制，垃圾的熔渣在1000℃以上和1050—1100℃时处于软化和粘性状态，成为特殊的腐蚀性物质，可能腐蚀炉壁。

5)、炉排炉难以实现炉内脱除HCL气体，需要在尾部加装专门的HCL脱除设备。

6)、炉排护的炉排制造较复杂，成本高，体积庞大，占地面积大。

2.4回转炉焚烧处理技术

回转窑焚烧系统衍生于广泛用于水泥工业中耐火砖衬里回转锻烧窑。垃圾由倾斜且缓慢旋转的旋转窑上方前端送人，用旋转速度控制垃圾前进速度，使垃圾在窑内往前输送过程中完成干燥、焚烧及灰冷却之过程，冷却灰渣由炉窑下方末端排出。

回转窑整个炉体可由冷却水管及有孔钢板焊接形成桶形，也可由钢制圆桶内部加装防火衬组成，炉体向下方倾斜，分成干燥混合、燃烧及后燃烧三区段，并由前后两端滚轮支持，由链轮驱动装转运轮子而旋转炉体，垃圾在炉体上，因旋转而获得良好的翻搅及向前输送，预热空气由底部穿过有孔钢板至窑内，使垃圾能完全燃烧。

特点：回转窑的特点是燃料适应性广，可焚烧不同性能的废弃物，此种炉型机械零件比较少，故障少，可以长时间连续运行；炉体简单运行可靠。但回转窑的热效率低，如需辅助燃料时消耗较多，排出气体的温度低，有恶臭，需要脱臭装置或导人高温后燃室焚烧，由于窑身较长，占地面积大，且后燃室要求较为严格，其成本较高，价格相对较贵。

2.5流化床焚烧炉处理技术

流化床燃烧技术是本世纪六十年代初迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。采用该技术的焚烧炉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)。

流化床的特点是颗粒与气体之间传热和传质速率高，物料投人流化床后，在床层内几乎呈完全混合状态，投向床层的废弃物能迅速分散均匀。流化床炉具有炉体较小、焚烧炉渣的热灼减率低、炉内可动设备少、燃烧效率高、负荷调节范围宽、污染物排放低、炉内燃烧热强度高、适合燃用低热值燃料、便于每天启动和停炉、投资较小等优点。

与炉排炉比较，流化床焚烧炉有以下缺点：

1)、比炉排炉多设置了流动砂循环系统，且流动砂造成的磨损较大；

2)、燃烧速度快，燃烧空气的平衡较难，容易产生CO，为使燃烧各种不同垃圾时都保持较合适的温度，必须调节空气量和空气温度。

3)、炉内温度控制较难。

2.6综合比较

三种垃圾焚烧技术综合比较见下表。

总的来看，流化床和炉排炉技术有各自的优势和适应性，回转窑技术在现在水平下尚不宜用于城市生活垃圾焚烧。

2.7国内应用实例

我国城市垃圾焚烧技术的研究起步于八十年代中期。“八五”期间被列为国家科技攻关项目。有关研究单位和企业，不但对国内外城市垃圾焚烧技术发展的现状和趋势进行了广泛的研究和实际考察，而且对垃圾焚烧关键技术进行了深入细致的分析、探讨和研究，并结合示范工程对引进的马丁炉炉型进行了国产化研究。从整体上讲，上世纪八九十年代，生活垃圾焚烧技术在我国的应用仍处于研究试用阶段；随着我国城市垃圾中的可燃物含量提高、经济水平的提升，九十年代末至现在垃圾焚烧技术得到了广泛运用，深圳、珠海、广州、上海、沈阳、北海、厦门、常州等城市都建成了垃圾焚烧厂，一些城市如南京、成都都在筹建垃圾焚烧厂。

随着城市生活垃圾焚烧技术的发展和焚烧设施建设在我国的逐步展开，垃圾焚烧的缺点也日益暴露出来，主要问题是焚烧的二次污染，尤其是废气的污染防治问题。我国早先建设的几个垃圾焚烧厂其废气处理技术水平低、不成系统，达不到无害化要求。总体来看，我国垃圾焚烧总体技术水平与国外焚烧炉及其烟气净化、监测设备相比还是有相当差距，焚烧厂主体设备仍以进口为主，但国产化率正逐年提高。

2.7.1炉排炉技术应用

我国目前有深圳、珠海、上海、宁波等城市采用炉排焚烧技术，均已投入运行。具体炉型介绍如下：

(1)深圳市政环卫综合处理厂主要应用杭州锅炉厂开发研制的150t/d逆推机械炉排焚烧炉余热锅炉，该锅炉引进了三菱——马丁倾斜逆向推动往复炉排技术。

(2)浙江宁波采用了德国倾斜顺向推动往复炉排焚烧炉。该项目一期总投资4亿元人民币。由德国NOELL公司引进3台日处理350吨的垃圾焚烧炉，采用液压自控电顺推阶梯机械炉排，日处理垃圾量为1000吨。

(3)上海浦东生活垃圾发电厂采用法国Alstorm公司的SITY—*倾斜往复阶梯式机械炉排，已于1999年12月开始试运行。全厂平均垃圾日处理能力1000吨，每吨垃圾可发电372度，每年可产生1亿度的电。该厂烟气净化采用石灰脱硫、活性炭吸附和布袋除尘等多种方式，该厂烟气净化执行欧洲环保标准。

(4)珠海垃圾焚烧电厂采用从美国底特律炉排公司进口的四阶段顺推式往复炉排(200*3)。

另外我国各地也相继开发了各类垃圾焚烧链条炉排式炉，一般规模均在100t/d以下，如常州三立环卫工程有限公司，其焚烧炉为改进的链条炉排焚烧炉，处理规模为50t/d，作为常州垃圾综合处理厂中堆肥筛上物焚烧装置。国内目前自行开发研制的垃圾炉排焚烧炉尚未能实现高效焚烧和低污染排放。其它的都为引进国外的炉排，焚烧炉价格较昂贵。

2.7.2回转炉技术应用

回转炉目前主要用于危险废物的焚烧处理，由于回转炉技术对于低热值、高灰分垃圾不适用，因此在我国尚未大规模用于生活垃圾的处理。

2.7.3流化床技术应用

国内流化床垃圾焚烧炉焚烧应用实例有：

(1)中国科学院工程热物理研究所在福建漳州*年建成100t/d循环流化床垃圾焚烧处理厂；2001年在浙江绍兴建成一台400t/d循环流化床垃圾焚烧炉。

(2)清华大学在北京朝阳区*年建成2台

150t/d循环流化床垃圾焚烧厂。

(3)浙江大学开发研制的流化床焚烧技术应用于浙江杭州余杭锦江热电有限公司(150t/d*1)、山东荷泽锦江环保能源有限公司(200t/d*2)、杭州锦江绿色能源有限公司(200t/d*1，300t/d*1)、河南郑州荥锦绿色环保能源有限公司(350t/d*3，2002年10月投入运行)、安徽芜湖绿洲环保能源有限公司(200t/d*3，2003年1月投入运行)。

3焚烧技术发展趋势

3.1主体设备专业化生产

据分析，国外城市生活垃圾焚烧炉的设计制造规模已经逐步由小型规模向大型规模、由单一功能(焚烧处理垃圾)向多功能(资源化回收和循环利用)、由机械型向机电一体化(自动化)方向发展，经过较长期的市场选择，出现了一批技术水平高、产量大、国际性的专业生产供应商。

3.2资源化利用

发达国家城市生活垃圾焚烧不仅能够实现垃圾的无害化和垃圾最大限度的减容，而且随着焚烧技术的发展，焚烧产生的热源和能源利用已相当广泛，比如许多城市的垃圾焚烧厂与供热网络和电网系统联网，成为城市能源供输的重要组成部分，同时也产生了比较理想的经济效益。

3.3二次污染防治

城市生活垃圾焚烧设施的污染防治技术主要包括：废气处理技术、废水处理技术、焚烧残渣处理技术、噪音及臭气防治技术等，其中废气处理技术难点最多，工艺最为复杂，处理成本最大，危害也最大。

发达国家都非常重视垃圾焚烧废气的危害，尤其是二恶英等有毒元素的危害，近年间，虽然发达国家在解决垃圾焚烧废气上下了很大功夫，在垃圾焚烧设施上配备了的焚烧废气污染防治设备，也取得了显著效果，但是由于废气处理设备的投资一般占焚烧设施投资的一半或三分之二以上，也造成在建设大型垃圾焚烧设施时配备废气净化处理设备的阻力。

如何处理焚烧残渣也是近年间发达国家发展垃圾焚烧研究的一个主要课题。所谓垃圾焚烧残渣(含残渣和集尘灰)的处理技术主要是依靠熔融技术去除残渣中含有的有害物质(重金属和二恶英等)达到残渣的无害化。残渣的熔融技术分直接熔触技术和间接熔融技术。处理焚烧残渣的目的是既要降低重金属污染，又要实行焚烧残渣的再利用。目前主要的残渣利用途径是制造建材，很多国家都利用焚烧残渣制造筑路材料，建筑骨料、预制板块粒料、陶粒、烧结砖等建筑材料，也有将其用于垃圾填埋场覆盖土的实例。

3.4高科技融入

城市生活垃圾焚烧技术的发展，吸引了大量高新技术的融人，现在已经进入实际利用阶段的有：高效垃圾发电技术，焚烧残渣处理和利用技术，废气处理的新技术，自动化控制技术以及焚烧炉的电脑设计等。高新技术的介入，使如今的垃圾焚烧厂从过去的单一处理型转成含有多种高新技术、具有多种功能的新型设施。同时垃圾焚烧技术的发展也有效地促进了焚烧技术在世界范围内的广泛应用。

3.5综合性处理

鉴于城市垃圾组分的变化较大，通过综合性处理有利于保持垃圾组分的相对稳定，延长焚烧炉的使用寿命，降低废气、残渣的处理难度，也有利于保证产出物的质重。

4焚烧技术在*市的应用研究

垃圾焚烧厂投资巨大，环保技术水平高，要求严，因此对垃圾焚烧厂的上马要审慎决策，否则会带来经济损失以及二次污染等问题。因此按照经济学、环境学、系统学的理论对我市生活垃圾焚烧技术的适用性进行研究很有必要。

4.1焚烧必要性

我市发展垃圾焚烧技术应该讲是势在必行，目前我市的5座垃圾填埋场已有3座1～3年内面临封场，再找几处合适的填埋场址已经不可能，而堆肥处理在我市因产品销路问题不能上马，别无选择，只能上马垃圾焚烧厂。目前，我市规划建设的有4座垃圾焚烧(发电)厂，分别是：关山环保资源电厂、北洋桥垃圾焚烧发电厂、锅顶山垃圾焚烧发电厂、汉口垃圾焚烧发电厂。

4.2焚烧可行性

4.2.1垃圾特性

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。随着我市经济的发展和人们生活水平的提高，城市生活垃圾的构成已发生了质的变化，有机物含量已经大大高于无机物含量。随着天然气的进汉，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，给我市城市垃圾的焚烧处理奠定了基础。一般当垃圾热值高于5000ki/kg，同时土地资源有限时，应优先采用焚烧法处理。2004年我市生活垃圾的湿基低位热已超过6000ki/kg，完全符合垃圾焚烧的要求。

4.2.2经济可行性

我市近年来经济健康、快速发展，经济实力日益雄厚，垃圾焚烧厂每1000吨处理能力投资4～6亿元对于我市已不是很大的负担，因此即便财政投资垃圾焚烧厂，也是可行的。

国家在垃圾焚烧处理产业方面的优惠政策保证了社会资本投资垃圾焚烧厂的投资回报，因此上马垃圾焚烧厂比垃圾填埋厂更容易吸引外资和社会资本进入。

4.3焚烧炉选择

炉排炉焚烧技术目前较成熟，炉体较大，但设备投资较高；流化床焚烧炉技术在国内正在发展之中，有一定的应用前景，炉体较小，投资较低。全国各城市垃圾焚烧厂运行结果表明：炉排炉水循环安全可靠，汽温调节性能好，燃烧较稳定。对城市垃圾具有很大宽容性，负荷调节灵活，与其它焚烧技术相比，目前有较大优势。根据建设部、国家环保总局、科技部共同的《城市生活垃圾》，垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉。禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉。考虑到*的垃圾特性、城市地位及经济技术水平，在焚烧厂建设上宜高起点严要求，应优先采用以炉排炉为基础的焚烧处理技术。

目前炉排焚烧炉设备主要有进口、国内改进型以及国内简易型三类，三种类型设备造价和环保情况差别很大。鉴于国产焚烧炉大都还存在一定问题，焚烧烟气所含的大量有毒有害物质未能被焚毁，需进行改进，如对炉排、炉体型式和气流模式等进行优化设计。因此我市在近两年应优先采用国外专业厂家的成套设备。

4.4配套政策

为保证垃圾焚烧厂的上马及正常运行，政府应出台如下政策：

1)、垃圾焚烧厂电力上网政策。要从政策上保证垃圾焚烧发电能顺利上网，核心问题是确定上网电价，根据国家政策及全国其它城市的范例以及垃圾焚烧电厂的处理成本，我市的垃圾焚烧发电上网电价应不低于0.50元/度。

2)、垃圾处理收费政策。实行垃圾处理收费是垃圾焚烧厂能顺利运行的重要保证，在垃圾处理收费政策出台之前，应由政府给予运营补贴。收费或补贴占标准为60—100元/吨。

3)、集中供热政策。政府组织引导由垃圾焚烧厂向居民区或企业供热，并制定收费标准，以发挥垃圾焚烧的综合效益，提高垃圾处理的资源化利用水平。

有人提出将混合垃圾分选处理后进行焚烧处理，分选处理后热值比较高部分燃烧效率高。美国和加拿大对RDF焚烧炉的焚烧标准给予一定放宽，德国垃圾法规定，当垃圾热值超过13000KJ/kg以上，其处理纳入回收利用范畴。分析国内城市生活垃圾成分，可燃物含量低，垃圾热值低，如果将垃圾分选处理的高热值垃圾与流化床等其他工业焚烧炉结合起来也许是相对理想的组合。

国家发改委最新的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》(发改价格[20*]7号)指出“生物质发电项目上网电价实行政府定价的，由国务院价格主管部门分地区制定标杆电价，电价标准由各省(自治区、直辖市)2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价组成。补贴电价标准为每千瓦时0.25元。”《可再生能源产业发展指导目录》(发改能源[2005]2517号)将“用于清洁处理和能源化利用城市固体垃圾，包括燃烧发电和填埋场沼气发电”列入生物质发电和生物燃料生产。《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》中同时指出，“发电消耗热量中常规能源超过20％的混燃发电项目，视同常规能源发电项目，执行当地燃煤电厂的标杆电价，不享受补贴电价”。这些政策的落实将对我国生活垃圾焚烧发电产生深刻的影响。

六、结束语

中国生活垃圾焚烧发展要不要沿着发达国家主流发展技术路线值得认真思考，只要我们能够按照“要大兴求真务实之风”的要求，对目前生活垃圾焚烧发展现状进行实事求是的分析，结论是不难得出的。

对于许多城市，土地资源非常宝贵，生活垃圾填埋场场地选择将越来越困难，垃圾填埋处理的成本也会越来越高，随着经济发展焚烧处理会逐步发展成为这一地区生活垃圾处理的重要手段。有条件的城市要积极稳妥推进垃圾焚烧厂建设。

篇7

关键词：垃圾焚烧；热工仪表；自动化技术；DCS

引言

工业垃圾是指工业生产过程所产生的废弃物。与生活垃圾相比，工业垃圾的破坏性更强，且工业垃圾处理过程有可能对生活环境造成破坏，因此必须高度重视对工业垃圾的处理。常见的工业垃圾处理技术包括焚烧处理、固化处理、卫生填埋等，但工业界往往把焚烧技术看作工业垃圾处理的最终选择。若想有效控制工业垃圾焚烧处理的效果，则必须提高对工业垃圾焚烧过程的控制。随着计算机技术的发展，自动化技术也呈现出迅猛发展的势头，同时工业垃圾焚烧自动化运作对热工仪表功能及性能的要求也越来越高，如此便要求热工仪表必须尽快从技术角度及设备角度进行改进。为此，文章作者结合实践经验，浅析工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用。

1 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的概况

热工仪表是指热工控制仪表，此乃工业垃圾焚烧的中枢系统，同时也是实现热工自动化的重要部件。工业垃圾焚烧的热工仪表是指用来捕捉及调控工业垃圾焚烧运作参数的控制性仪表。此热工仪表是由高智能型设备仪表、现代电子信息技术及热能控制理论有机结合而成，具体包含程控仪、变换器、传感器等部分，同时各部经电缆线连接起来，由此确保连接线路的完整性及控制系统的可靠性。据此可知，工业垃圾焚烧热工仪表的最大优势是把高新热能工程理论与智能化监管能力结合起来，由此实现工业垃圾焚烧运作的科学性、可靠性、经济性。目前，市面销售的热工仪表的种类较多，比如气动型、电动型、液动型、混合型、自力型热工仪表（按能源分类）；DCS型、组装型、单元组合型、基地式热工仪表（按结构分类）。工业垃圾焚烧热工仪表自动化运作是指工业垃圾焚烧过程，对数据的测量及信息的计算处理进行自动化调控，同时实现自动预警等。实践证实，工业垃圾焚烧的热工自动化仅依靠热工控制仪表及相关自动化设备便可实现。因为工业垃圾焚烧运作过程，热工仪表发挥着关键性的作用，因此热工仪表的选择必须慎重，同时必须确保所选热工仪表的质量及性能，由此改善热工仪表的自动化条件。为此，下文着重谈论工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状。

2 工业垃圾焚烧热工仪表自动化技术的应用现状

跨世纪以来，我国工业经济呈现出迅猛发展的势头，同时对工业垃圾的高效处理也变得十分迫切。除此以外，工业垃圾焚烧技术的改进也带动着热工仪表的更新换代，比如自动化控制技术，进而实现热工仪表性能更好且运行更可靠，并最终实现工业垃圾焚烧效率最大化。

据调查结果显示，DCS系统现已被广泛应用到工业垃圾焚烧领域，且此系统对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要，同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。DCS系统（又称集散型或分布式控制系统）是指采用计算机技术把全部二次显示仪表集中显示到电脑上，同时全部调节阀及一次仪表等依然分散安装到生产现场的对应位置。由于现场控制站是DCS系统的核心，所以控制站发生的任何故障均有可能引发严重后果，而若想避免此情况的发生，最好采用在线冗余技术来对DCS系统进行优化升级。DCS系统采用的基础技术包括计算机技术、控制技术、通信技术、CRT显示技术，即DCS系统经某种通信网络把控制室及现场控制站的工程师站和操作员站等连接起来，由此实现对现场生产设备的集中操作管理及分散控制。截至目前，DCS系统与个人计算机（PC）已经能够经可视化操作平台实现完美结合，因此工业垃圾焚烧热工仪表调控过程，DCS系统的操作变得更加方便。除此以外，随着DCS系统与PLC间共通性的增加，DCS接入PLC通讯接口的难度越来越低，如此便可实现信息参数的再加工或共享，进而方便对工业垃圾焚烧热工仪表运作的信息化管理。然而，随着DCS系统功能的增加，DCS系统的应用也遭遇诸多尴尬局面，例如把开关按钮设在控制台上会影响到DCS控制与主控室间的融洽度，进而影响到自动化控制技术的应用效果。DCS系统被广泛应用的同时，FCS系统也被逐渐应用到工业垃圾焚烧炉热工仪表控制领域。尽管DCS系统的应用使自动化控制系统的稳定可靠性明显改善，但就上位机体对信息的需求而言，DCS依然存在诸多缺陷亟待完善。考虑到DCS系统的分散控制性制约着现场整体的控制，因此FCS系统的应用能够实现上位机与热工仪表间的数据信息交换。

3 结束语

跨世纪以来，我国工业经济的发展持续呈现出高速发展的势头，但同时工业垃圾的处理也日渐紧迫。比较多种处理方法后发现，焚烧垃圾具有垃圾减量最彻底及回收热能的优点，因此焚烧已成为处理工业垃圾的主要方式。考虑到工业垃圾焚烧过程存在诸多不确定性，因此必须切实控制好工业垃圾焚烧的运作效率，尤其是对热工仪表运作效率的控制。由此可见，对热工仪表自动化技术的研究具有现实意义。长期以来，DCS系统就被广泛应用到工业垃圾焚烧控制领域。研究表明，DCS系统的应用对提升热工仪表自动化控制的安全适用性及经济可靠性非常重要，同时也对提高热工仪表自动化控制水平意义重大。但是，随着工业垃圾处理量的增加及处理要求的提高，DCS系统的应用应从两方面进行改进，即对DCS系统进行优化升级；实现DCS系统与其他先进技术的融合，进而实现工业垃圾焚烧效率的提高。

参考文献

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[4]孙应淳，陈杨.垃圾焚烧的优化自动燃烧控制[J].自动化与仪器仪表，2012（3）：121-122，129.

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【关键词】焚烧炉 焚烧炉分类 炉排 机械炉排炉

从18世纪开始，生活垃圾已经开始集中收集和堆放，但是集中堆放造成严重的环境污染问题，到19世纪开始出现焚烧处理垃圾的方式，但是方法比较简单。进入19世纪末机械焚烧炉开始出现，并应用于垃圾焚烧处理。经过100多年的发展，垃圾焚烧技术有了显著进步。目前应用于垃圾焚烧的各种型号的垃圾焚烧炉有数百种，根据不同的分类方法可以分为以下几类。

一、按处理方式分类

最具代表性的城市生活垃圾焚烧炉有：层燃焚烧炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉。

其中层燃焚烧炉按炉排形势，又分为滚动炉排、链条炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排、逆推倾斜往复炉排等。其中层燃机械炉排炉技术可靠，处理量大，维护方便，较适合我国生活垃圾处理的现状。流化床焚烧炉可分为循环流化床及沸腾炉，最大优点是可以达到完全的燃烧效果并对有害物质进行最彻底的破坏，一般排出炉外的未燃物均在1%左右，是几种方式中燃烧最充分的[1]。回转窑锅炉在城市生活垃圾处理中应用较少，主要应用于焚烧特种垃圾及污泥。

二、按炉膛形状分类

炉排炉能否将垃圾进行充分燃烧，主要是保证3T+E原则（Temperature――炉膛燃烧温度，Time――烟气在炉膛内的停留时间，Turbulence――燃烧烟气湍流程度，Ex-cessoxygen――过热空气量）。炉膛燃烧烟气紊流程度主要和炉膛结构和尺寸，二次风布置有关。炉膛形状主要分为3种类型，顺流式、逆流式、混流式（见下图1）。

顺流式焚烧炉炉膛进口设在焚烧炉尾部，烟气流向与垃圾运动方向相同，适用于低水分，高热值垃圾。顺流式主要应用在欧美等发达国家，在国内应用较少。逆流式焚烧炉炉膛进口设置在焚烧炉前端，烟气流向与垃圾运动方向相反，具有较强的垃圾干燥能力，特别适用于高水分，低热值的垃圾。混流式焚烧炉炉膛进口位于炉排中部，根据垃圾热值的高低可调节炉膛位置，热值高时向焚烧炉尾部移动，热值低水分高的时候需要干燥新投入的垃圾，炉膛可向焚烧炉前部移动。根据我国城市生活垃圾的特性，目前国内应用较多的为混流式垃圾焚烧炉，依据城市的垃圾特性做结构的适当调整。

三、按炉排结构分类

层燃型垃圾焚烧炉主要由进料斗、进料管、推料器、炉排、炉排片、液压系统、液压站出渣口、除渣机、炉墙钢架及炉墙、一次风二次风系统等组成。其中炉排作为垃圾焚烧炉排炉最核心的的组件是用来区分机械炉排炉结构形式的主要方法。

层燃炉炉排主要分为往复炉排、滚筒炉排、链条炉排、摆动炉排、移动式炉排等。而目前应用较多的层燃型炉排主要有逆推倾斜炉排，顺推倾斜炉排，水平双向往复炉排组合式炉排，两段式炉排等等[2]。

（一）逆推式炉排

逆推式炉排指垃圾燃烧过程中垃圾的运动方向与炉排运动方向相反，每级炉排横向布置做往复运动。逆推式炉排一般倾斜布置，便于垃圾自然滚落，例如MATIN型垃圾焚烧炉炉排倾角26°，ALSTOM型垃圾焚烧炉炉排倾角24°。逆推炉排一般不分级，整体呈一个燃烧面，由于炉排倾角较大，垃圾有靠自重向前移动的倾向。

炉排片前端特制菱形凸起，成三角面。炉排在往复运动过程中，炉排向上运动对垃圾层起到搅动、翻转作用，向下运动将垃圾层向炉排尾部搬运。

逆推式炉排尺寸设计紧凑，燃烧速率一般比顺推炉排要高15%-20%。

（二）顺推炉排

（三）水平双向顺推炉排

水平双向顺推炉排是指整体炉排水平布置，运动炉排组和固定炉排组交错布置，各组炉排组向上倾斜25°布置。运动炉排组起到推动和翻转垃圾层的作用，运动炉排组靠垃圾自重使其紧贴固定炉排片。此类炉排一般分段布置，并设置跌落落差，利于垃圾的有效燃烧。通常根据垃圾燃烧阶段分为干燥，燃烧，燃尽3个模块，每个模块间设置500-800mm左右落差。根据垃圾特性每个模块的长度可做适当调整，例如低热值垃圾可以增加干燥段长度。其典型应用为日本田熊公司的SN型炉排炉。

（四）组合式炉排

组合式炉排指炉排具有两种运动功能，一种是滑动炉排组做与垃圾运动方向相同的水平运动，类似顺推炉排炉排组倾角为0°情况；另一种是摆动炉排组沿与水平方向成一定夹角进行摆动，作用类似摆动炉排。其典型结构为西格斯炉排，图10中滑动炉排由固定位置向右运动，图11中当滑动炉排运动到指定位置，摆动炉排开始摆动。

组合式炉排根据垃圾的焚烧阶段也分为干燥段，燃烧段，燃尽段。不同生产制造厂商设计特点不同，有的炉排为整体呈一个平面，有的各段间设置路差，便于垃圾充分燃烧，但炉排组基本结构相同。

（五）滚动式炉排

滚动式炉排比较容易理解，原理和输送机械差不多，如图12所示。炉排由直径1.5m的滚筒按20°左右水平倾角布置。滚筒的数量一般视垃圾的特性及数量确定。每个滚筒由电机驱动，可实现无级调速，便于快速准确的控制燃烧速度。相邻滚动之间设有刮灰装置，一次风通过滚筒，给垃圾燃烧提供足够的氧气并冷却滚筒。滚筒式炉排在国内城市生活垃圾焚烧中较少应用。

（六）摆动式炉排

摆动炉排是一种比较特别的炉排，炉排整体倾角25°，没有跌落。摆动炉排运动和波浪类似，靠前后两个炉排的摆动推动垃圾向前移动。此类炉排在国内同样应用较少。

垃圾焚烧炉的形式并不只以上几种，这里仅介绍几种比较常用的炉排形式。

四、总结

本文主要介绍了生活垃圾焚烧炉的分类方法，并详细介绍了层燃垃圾焚烧炉的炉排结构及分类。目前国内广泛采用的垃圾焚烧炉主要分两类，流化床炉和机械炉排炉。机械炉排炉实际工程应用比流化床要多很多。而机械炉排炉中应用较多的为顺推、逆推和组合炉排方式，依公司的不同又具有不同的特点。根据我国城市生活垃圾低热值，高水分的特点，需要对进口炉排做相应的改良。

参考文献：

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P键词：餐厨垃圾；处理工艺；好氧堆肥

中图分类号 X705 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）09-0095-03

1 餐厨垃圾概述

作为城市有机生活垃圾的主要组成部分，餐厨垃圾是指居民家庭、餐饮行业以及企事业单位食堂在食品加工和用餐过程中产生的废料和残余，具有含水率高（高达60%～80%）、有机质占比高（占到干重的95%～98%）、含盐量高、有害物质成分较少等特点[1]。近年来，餐厨垃圾排放量逐年升高，由其引发的污染在城市环境污染问题中日趋显著，对城市卫生环境及居民的日常生活产生了一定的影响，如何合理安全地处置餐厨垃圾，已成为整个社会所关心的问题。

餐厨垃圾在处理上一般遵循无害化、减量化及资源化三大原则，目前在处理技术上，国内外主要采用焚烧法、卫生填埋法以及生物处理方法来对餐厨垃圾进行处理。焚烧法、卫生填埋法等传统餐厨垃圾处理方法通常处理不够彻底，容易引起二次污染，进一步增加环境负担。相比于其他垃圾，餐厨垃圾含有大量的淀粉、蛋白质等有机物，营养物质较为丰富，有害物质含量少，其中有机组分的生物降解率可高达80%，具有很大的回收利用价值。利用生物处理方法来对餐厨垃圾进行降解，不仅处理较为彻底，不会引发二次污染问题，而且在一定程度上对资源实现了回收利用，被公认为是目前比较具有发展前景的处理方法之一。

2 餐厨垃圾处理工艺与方法

2.1 焚烧法 焚烧法是将餐厨垃圾放在特殊设计的焚烧炉中，在1000℃以上高温条件下将垃圾有机成分彻底氧化分解，从而达到减量化目的的方法。焚烧法处理能力强，垃圾减量化程度可达50%～80%，焚烧产生的能量可以用于发电、供暖等，焚烧余下的残渣在高温下加入SiO2等辅料可用于生产水泥、瓷砖等建筑材料。我国通常将餐厨垃圾混入生活垃圾一同进行焚烧处理，资源化利用程度不高，餐厨垃圾含水率高达60%～80%，高含水量导致热值非常低，而焚烧发电对餐厨垃圾的热值具有较高要求，使用焚烧技术处理将大大增加餐厨垃圾的前处理成本。同时，不完全燃烧会产生二f英、氮氧化物、二氧化硫等有害气体及粉尘，破坏生态环境，危害人类健康。此外，焚烧场建设投资额较大，资金占用周期长，管理要求较高。垃圾焚烧技术简便快捷实现了无害化、减量化、资源化的要求，在很多发达国家被广泛采用已有百余年历史，是目前发达国家进行垃圾处理的主要手段。近年来，我国焚烧技术的可接受度并不是很高，废弃物焚烧项目争议引起民众的信任缺失，无论是从技术还是社会影响角度，焚烧技术用于餐厨垃圾处理项目的可行性很低。

2.2 卫生填埋法 卫生填埋法是目前发展中国家普遍采用的处理餐厨垃圾的主要方法之一，是指将垃圾埋入地下，通过各类微生物自身代谢将生物大分子充分降解为小分子的生化过程。卫生填埋技术简单，运行成本低，适合各种垃圾，国内大多数地区将餐厨垃圾直接倒入垃圾填埋场与其他家庭垃圾进行混合填埋。但垃圾填埋场会产生大量的渗滤液、有害气体，容易污染地下水，形成二次污染，危害人体健康，为了防止填埋过程中产生的渗滤液污染土壤和地下水，填埋场需要建设相应的收集和处理系统。此外，填埋场占用了大量土地资源，使用寿命有限，且资源回收利用率基本为零，大量可利用资源被浪费。

2.3 生物方法处理餐厨垃圾

2.3.1 好氧堆肥 好氧堆肥是在好氧情况下，利用自然界中广泛分布微生物的作用使餐厨垃圾中可生物降解有机质转化为有利于土壤性状改良并对作物生长有益且容易吸收利用的高肥力腐殖质的微生物学过程。餐厨废弃物有机质占比高，C/N比较低，N、P、K等元素含量较高，营养成分丰富，适合作为堆肥原料进行处理[2]。好氧堆肥过程大致可分为升温、高温及降温腐熟三大过程，堆肥初期淀粉、糖类等易分解有机物被利用，微生物大量生长繁殖，释放大量热量导致短期内堆体温度快速上升至55℃以上，进入高温阶段；随后易降解物质逐渐减少，加之氧化过程消耗了大量氧气，造成局部厌氧环境，复杂的有机物如纤维素等开始被降解，同时虫卵及病原菌在高温环境下失活，堆体开始逐渐形成腐殖质；持续一段时间后，较易分解的有机物大部分被分解，微生物活动逐渐减弱，温度也随之降低，腐殖质不断积累，堆肥进入腐熟阶段。好氧堆肥法主要工艺流程如图1所示。好氧堆肥工艺技术的优点是简单成熟，运行成本低，便于推广[3]，资源利用程度高，堆肥产物可作为有机肥料用于家庭蔬果及花卉种植。缺点是堆肥过程中持续的高温阶段虽然可以杀死病原菌和虫卵，但整个堆肥过程无害化不够彻底，不能很好地解决有害物质及重金属的污染问题，堆肥过程周期较长且占地面积较大；此外，堆肥处理过程无封闭设置，卫生条件相对较差，容易产生恶臭从而引发二次污染。

2.3.2 厌氧消化 厌氧消化是指无氧或缺氧条件下，利用兼性微生物或厌氧微生物的自身代谢将餐厨垃圾中的复杂有机物降解为小分子无机物，以实现餐厨废弃物减量化及无害化的过程。厌氧消化通常不设通风系统，通过接种下水管道污泥、牲畜粪便或者利用餐厨垃圾自身孳生的微生物进行发酵过程，发酵过程一般分为水解发酵、产酸脱氢和产甲烷三大步骤[4]，主要工艺流程如图2所示。通过控制消化条件及程度可衍生出各种产物，目前研究方向多集中于沼气、氢气等新型能源物质的生产。厌氧消化自动化程度较高，密封条件易于控制恶臭气体的散发，此外，处理产物能回收得到大量甲烷气体，固体成分经厌氧消化可得到土壤有机肥或肥力改良剂，产品多样化且经济价值较高；但厌氧消化工艺技术相对较为复杂，消化过程反应器内生物量启动时间较长，且微生物对环境较为敏感，餐厨垃圾的高油脂高盐分这一特点使得该工艺无法持续稳定地降解餐厨垃圾。

2.3.3 好氧消化 好氧消化法主要是利用自然界中降解能力较强的复合微生物菌种或微生物制剂对餐厨垃圾进行分解，其原理与好氧堆肥基本相似，主要借助生化处理设备对餐厨废弃物中的有机物进行降解，其中90%以上的有机质转化为水蒸气及无害气体如CO2等，从而达到源头减量目的，主要工艺流程如图3所示。好氧条件下，餐厨废弃物中的可溶性有机小分子物质通过微生物的细胞壁和细胞膜被吸收利用，不溶性的大分子有机物则先附着在微生物体外，首先被微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质，再渗入细胞被利用。微生物通过氧化、还原和生物合成等一系列自身生命活动，一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物质，并释放出大量能量用于自身生长繁殖，另一部分有机物转化为生物体所必须的营养成分，合成新的细胞物质，微生物不断生长繁殖，产生更多的生物体，继续进行一系列的生化作用。相比其他处理方法，使用生化理设备降解餐厨垃圾的优点是时间短，自动化程度更高，同时餐厨垃圾及时得到处置，在源头上得到了有效的控制，避免了餐厨垃圾清运时可能产生的二次污染问题，节约了大量的运输费用[5]。缺点是机器投入资金较大，且单台设备处理量十分有限。

2.3.4 固态发酵制备蛋白饲料 固态发酵制备蛋白饲料是指通过物理方法将餐厨废弃物破碎、筛分、脱水、烘干后，在一定条件下，利用微生物代谢活动对餐厨废弃物进行固态发酵，将大分子有机物转化为易吸收的小分子物质，与此同时，单细胞高蛋白微生物得以繁殖，提高成品饲料中氨基酸及蛋白质含量的过程，主要工艺流程如图4所示。该工艺简单，机械化程度高，生产出的成品蛋白饲料可替代传统的大豆、鱼粉等蛋白饲料，产品附加值高，对餐厨垃圾资源化利用高；但从食品安全性角度来讲，餐厨废弃物制备蛋白饲料技术上存在蛋白同源性问题，可能会引发安全隐患[6]，对动物及人类的生命安全造成威胁。

2 结语

近年来，餐厨垃圾的有效处置问题得到了社会及民众的广泛关注，我国多数城市深刻认识到餐厨垃圾对城市环境和居民日常生活带来的危害，开始逐步探寻对餐厨垃圾进行资源化利用的方法。北京、上海、杭州等城市设置餐厨垃圾分类收集点，并出台《餐厨垃圾管理办法》等相关政策法规[7]，但大多数城市监管方法仍未制定，有关餐厨垃圾资源回收处置的技术也缺少相应标准。

餐厨垃圾的处理可以简单概括为源头减量、分类收集、资源化利用三步走，政府为餐厨垃圾的处理提供政策保障，完善各项法律法规，积极推动餐厨垃圾的循环再利用，同时不断开发餐厨废弃物新处理工艺，因地制宜寻找适合自己的处理模式和方法。目前我国餐厨垃圾处置仍处于初始阶段，政府应在出台相应政策规范的同时积极扶持餐厨垃圾处理产业，还要加强后续监管，构建健全的餐厨垃圾处理模式，同时综合已有技术逐步尝试新的模式方法，开发新技术，最终达到餐厨垃圾减量化、资源化和无害化的目的。

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关键词：陕西省；农村；生活垃圾；处置

中图分类号 X799.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）24-0077-03

Study on the Treatment of Rural Household Solid Wastes in Shaanxi Province

Bai Zhao1 et al.

（1Shaanxi provincial Environmental Monitoring Center Station，Xi'an 710054，China ）

Abstract：The rural household garbage in Shaanxi Province is mainly based on sanitary landfill，but landfill leachate disposal is lagging behind，which may cause great potential safety hazard to the surrounding soil and groundwater. Especially in the areas with abundant rainfall or the areas of drought ecological fragile areas，if disposed of improperly，it may cause irreversible ecological damage. In this paper，through the analysis of different pollutants in the domestic different incineration furnace，incineration flue gas treatment process，and the actual situation in rural areas，the best control technology suitable for rural garbage incineration was established.

Key words：Shaanxi Province；Rural；Household solid wastes；Disposal

1 前言

近年来，随着陕西省城市生活垃圾收集运输及处置体系的逐步完善，其城市生活垃圾已基本达到无害化处置。2015年陕西省城市生活垃圾清运量已达503.15万t，全省现有城市生活垃圾无害化处理厂17座，城市生活垃圾无害化处理率为98.07%[1]。与之相比，农村生活垃圾由于受到基础设施及地方监管等各方面因素的制约，收集处置相对滞后。

随着国家对农村环保工作的逐步重视，陕西省的农村环境面貌也得以改善。2012―2014年陕西省被财政部和环境保护部确定为全国农村环境连片整治示范省。全省43个县区率先开展农村环境连片整治工作，县级生活垃圾收运体系逐步建立，一批生活垃圾填埋场开工建设[2]。2015年陕西省县城生活垃圾清运量为263.3万t，生活垃圾填埋场已达80座，日填埋能力为10 023t[1]。

2 处置现状

对于农村生活垃圾，在不考虑土地成本及后期维护费用的前提下，其建设成本及运行成本相对较低，且垃圾填埋操作简单，处理对象要求低。所以目前陕西省农村生活垃圾处置仍以卫生填埋或简易安全填埋为主。随着县级生活垃圾处理场相继投入运行，环境问题也凸显出来。

农村生活垃圾的主要以无机物和有机物组成。其中，有机物占到垃圾总量的38.44%，有害垃圾占到垃圾总量的1.73%[3]。由于有机物含水率高，能产生大量的垃圾渗滤液，同时有害物质通过淋洗及化学反应，部分进入了垃圾渗滤液中，导致垃圾渗滤液成分复杂，COD和氨氮含量浓度高、重金属种类多，处理难度大，处理成本高[4]。

陕西南部地区属亚热带气候，年均降水量为839.56mm[5]。大量的降水将大大增加垃圾渗滤液的产生量。陕西北部地区属于干旱性生态脆弱区，地下水及土壤受到污染将严重影响该地区的生态系统。目前，由于受到资金及技术等条件的限制，县级垃圾填埋场的垃圾渗滤液处置还相对滞后，大量的垃圾渗滤液将对其周边的地下水、土壤带来极大的安全隐患。此外，生活垃圾长期在地下厌氧环境中易生成CH4可燃气体和NH3、H2S、等恶臭气体，能造成周边生态污染及火灾。

3 工艺比选

与垃圾填埋处置相比，垃圾焚烧处置具有占地少，减量化显著，处置周期短，热能二次利用等优点。目前，多数发达国家生活垃圾焚烧处理所占的比重较大。其中，日本垃圾焚烧率已达85%；丹麦的城市垃圾焚烧率已达75%[6]。我国的垃圾焚烧起步较晚。由于受到经济因素制约，我国的垃圾焚烧处置主要集中在东部发达省份。主要是由于（1）生活垃圾成分复杂，垃圾热值不稳地，需要添加辅助燃烧，造成运行成本的增加。（2）焚烧处理设备投资和运行费用高，废气处置工艺复杂。

对于农村生活垃圾进行焚烧处置，首先需要保证热值稳定。由于农村生活垃圾分散，垃圾产生量不大，且回收利用能产生社会效益。可通过人工初步分拣的方式，将垃圾分为可焚烧、可堆肥、可回用、有害物质4类。这样即可减少垃圾量，又可减少垃圾中的水分及有害物质，为后续尾气处理降低成本。其次，选用合适的焚烧炉及尾气治理系统，可以减少焚烧的运行成本及尾气中有害物质的含量。

4 污染控制

4.1 焚烧炉选型 目前，国内技术比较成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉、热解焚烧炉4类。由于受到资金及人员等方面的限制，农村生活垃圾焚烧的炉型选择应区别于传统城市生活垃圾焚烧工艺。农村生活垃圾焚烧系统应具有投资及运行成本低，操作简单，维护方便等特点。

机械炉排炉是最常用、适用性最好的城市生活垃圾焚烧炉型，它通过垃圾在连续滚动的炉排上进行层状燃烧。但其造价及运行费用高，操作及维护要求较高，主要用于大型城市生活垃圾焚烧工艺。流化床焚烧炉是将石英砂加热后与破碎成颗粒状的垃圾混合后快速燃烧。它具有燃烧温度较低，燃烧效率高等特点，但其对垃圾的热值及破碎分选均有严格的要求，运行及维护的技术要求较高，且需要加煤助燃才能保证其正常运行。常用于日处理垃圾500t以下的中型垃圾焚烧工艺。回转窑焚烧炉是垃圾通过炉体旋转在重力的作用下不断进行搅拌燃烧。该炉型对垃圾适应性强，可进行高温燃烧。但续传动装置复杂，燃料消耗大，运行费用及维修费用较高，主要用于中型垃圾焚烧工艺及危险废物的焚烧处置[7]。

与前3种炉型相比，热解焚烧炉具有运行成本低、操作简单等特点。传统的焚烧工艺使用过剩空气，不仅带来大量的粉尘，而且增加除尘负荷，同时使动力消耗增加。由于焚烧废气中可燃成分极少，二燃室要添加大量的辅助燃料来维持850℃以上的高温状态，同时产生大量的NOx。热解焚烧炉采用缺氧-好氧的处置工艺。垃圾进入热解气化炉，在缺氧的环境中受热裂解，垃圾中可挥发性物质于高温缺氧状态下从固体物中分解挥发出来大量有机气体。这些热解气再进入二燃室，与氧气充分混合后燃烧。在此过程中，由于空气的使用量减少，灰尘产生量降低，使得鼓风机及除尘器的耗电量大大减少。同时，由于热解气中含有大量的CO、CH4等可燃气体，使二燃室只需添加少量的辅助燃料即可维持在850℃以上的高温状态，且废气中NOx含量减少，从而大大降低了运行成本。

根据《生活垃圾焚烧控制标准》[8]及《生活垃圾焚烧处置工程技术规范》[9]（CJJ90-2009）对焚烧炉的技术要求，热解焚烧炉可通过控制引风量及鼓风量，使整个系统处于一个微负压状态。根据燃烧工况参数调节燃烧供风量，实现热解气化炉和二燃室空气量的自动控制。确保二次燃烧室内温度达到950℃以上，烟气在此温度停留时间2s以上，消除烟气中二f英、焦油等有害物质的生成。此外，热解气化炉中残留下来的可燃性固定碳可在炉床长时间停留，逐步转化成CO或CO2，使残渣具有较低的热灼减率。

4.2 尾气处置工艺 根据《生活垃圾焚烧控制标准》[8]要求，应采取有效手段控制烟气中的颗粒物、重金属、酸性氧化物、氮氧化物及二f英的排放量。

（1）酸性气体去除―半干法除酸。垃圾焚烧过程中产生的酸性气体主要是HCl、HF、NOX及SO2。除酸原理是利用碱性物质作为吸收剂去除烟气中的酸性气态物质。酸性气体净化工艺可分为湿法、干法及半干法3种。湿法除酸法处置效率高，但会产生液态生成物，需要进一步处理。液态生成物的处理工艺复杂，投资及运行费用较高。干法脱酸反应产物为固态，可直接进行最终处理，但其去除效率较低。所以，目前常选用半干法脱酸工艺。该工艺介于湿法及干法脱酸之间，其酸性污染物去除率较高且产生固态产物，可直接去除。但其自动化控制要求较高，需要设备进行二次调试。

（2）颗粒物去除―袋式除尘器。目前，焚烧烟气常使用袋式除尘器或电除尘器进行颗粒物的除去。根据《生活垃圾焚烧处置工程技术规范》[9]要求，生活垃圾焚烧烟气必须设置布袋除尘器。主要是由于（一），生活垃圾中含有Cl元素，在高温焚烧条件下能生成次氯酸或氯酸，它能腐蚀电除尘器的金属元件，而袋式除尘器中的布袋通常使用尼龙原料，具有较好的抗腐蚀性。（二），与电除尘器相比，布袋除尘器寿命较长、设备占地小、投资及运行成本低、操作简单，可有效保证除尘效率。（三），布袋除尘器不受粉尘比电阻影响，不受负荷影响等特点[10]。此外，发达国家在生活垃圾除尘方面也基本采用袋式除尘器。

（3）重金属去除―活性炭吸附+袋式除尘器。焚烧烟气中的重金属以气态或吸附态的形式存在，吸附态及部分气态重金属在烟气降温过程中凝结，可随颗粒物一起被除尘器去除。仍以气态形式存在重金属，需加入活性炭喷射或使用带有活性炭布袋的袋式除尘器

（4）氮氧化物去除―SNCR脱硝。现有烟气中NOx脱除工艺主要有选择性催化还原法（SCR）及选择性非催化还原法（SNCR）。虽然从处置效率来看，SCR优于SNCR。但SCR成本高，需消耗能多能耗，催化剂最终失活以后为危险废物，可能带来二次污染。应选用SNCR处置工艺。目前，SNCR在国内外焚烧烟气NOx脱除系统中应用最为广泛，欧盟和美国环保局均推荐垃圾焚烧烟气脱硝工艺采用该技术[11]。

（5）二f英控制―极冷塔+活性炭+袋式除尘器。二f英类化合物是一种强致癌性持久性有机污染物，它是焚烧烟气重要控制指标。二f英主要以气态及吸附态的形式存在于烟气中。对于小型焚烧炉应减少二f英类在气相中的比例，同时提高飞灰的去除效率是控制二f英排放的重要指标[12]。由于二f英的生成温度在200～600℃，烟气在降温过程中应尽量减少在该温度区域的停留时间，所以在二燃室出口处需加设极冷塔，以减少二f英二次合成。此外，由于二f英为微量有机化合物，即使在焚烧炉中完全分解，在后期降温过程中仍然有少量的二f英产生。需要在袋式除尘器前加入活性炭喷射工艺对其加以去除。

5 结论

综上所述，农村生活垃圾填埋由于受到资金及技术等条件的限制，县级以下垃圾填埋场的垃圾渗滤液处置相对滞后，周边土壤及地下水存在很大的安全隐患。特别是雨量丰富的地区及干旱生态脆弱区，不适合进行垃圾填埋处理。应选用生活垃圾焚烧处理工艺。农村生活垃圾焚烧系统应具有投资及运行成本低，操作简单，维护方便等特点，同时应保证烟气排放达标，建议选用以下处置工艺：热解气化炉+二燃室+急冷塔+半干法脱酸（消石灰喷射）+SNCR脱硝+活性炭喷射+布袋除尘器+活性炭吸附。

参考文献

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