一、垃圾處理方式
目前流行的垃圾處理方法主要有填埋法、焚燒法和堆肥法,它們各有利弊。以下表格分析了三種垃圾處理方式的利弊。
表一:垃圾處理方式對(duì)比圖
通過上述幾種方式的簡(jiǎn)要比較,可以理解為什么垃圾填埋作為我國(guó)發(fā)展初期的主要垃圾處理模式,其優(yōu)越的性價(jià)比和較低的進(jìn)入門檻使該方式在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都頗受青睞。
2005年《可再生能源法》明確提出“鼓勵(lì)發(fā)展生活垃圾焚燒處理”后,國(guó)家關(guān)于垃圾處理的優(yōu)惠政策就向垃圾焚燒方向傾斜。2017年,國(guó)家發(fā)改委、住建部聯(lián)合發(fā)布的《“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》中提出要求“直轄市、計(jì)劃單列市和省會(huì)城市(建成區(qū))生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到100%;其他城市生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到95%以上,縣城(建成區(qū))生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到80%以上,建制鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到 70%以上”,以及在部分區(qū)域?qū)崿F(xiàn)原生垃圾“零填埋”。
要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),各地政府逐漸將重心移向垃圾處理率較高的焚燒處理方式。
二、垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)
生活垃圾能否采用焚燒處理技術(shù),取決于垃圾中可燃質(zhì)量、低位發(fā)熱值和垃圾含水率。一般要求,生活垃圾低位發(fā)熱值在3350kj/kg以上,垃圾含水率50%以下,垃圾能夠自然焚燒,但無(wú)法滿足爐膛內(nèi)煙氣850℃/2S的要求。
當(dāng)生活垃圾低位發(fā)熱值在6280kj/kg以上,方可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燃燒,滿足發(fā)電的需要,有效利用能源,建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電廠。目前,國(guó)內(nèi)建成焚燒設(shè)施的城市,生活垃圾低位熱值大多在5000kj/kg上下,含水率一般大于50%。
下圖是一張垃圾處理流程圖,帶大家讀懂垃圾焚燒發(fā)電到底是怎么回事。
圖一:垃圾處理流程圖
其中焚燒爐是垃圾焚燒發(fā)電的核心,決定著垃圾處理的效果和運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。焚燒爐充分燃燒后才能達(dá)到無(wú)害化和減量化的目標(biāo)。常用的焚燒爐有爐排爐、流化床焚燒爐、熱解焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯等類型。下面介紹最為常見的爐排爐和循環(huán)流化床兩種模式。
爐排爐技術(shù):通過爐排的機(jī)械運(yùn)動(dòng)加強(qiáng)垃圾擾動(dòng),促進(jìn)垃圾完全燃燒
循環(huán)流化床:高速氣流驅(qū)動(dòng)垃圾在爐膛內(nèi)沸騰流動(dòng),促進(jìn)完全燃燒
表二:常見焚燒爐對(duì)比圖
在國(guó)外,由于垃圾分類嚴(yán)格,以爐排爐為主。在中國(guó),由于是混合收集的生活垃圾,具有成分復(fù)雜多變、熱值低、含水率高的特點(diǎn),所選擇的垃圾焚燒技術(shù)必須與這些特性相適應(yīng)。
因此,國(guó)內(nèi)爐排爐、流化床焚燒爐兩者并舉。國(guó)家建設(shè)部、國(guó)家環(huán)??偩职l(fā)布的《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》要求:“目前垃圾焚燒宜采用以爐排爐為基礎(chǔ)的成熟技術(shù),審慎采用其它爐型的焚燒爐”。所以機(jī)械爐排爐作為垃圾焚燒爐首選爐型。
據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年中國(guó)垃圾焚燒爐約為329臺(tái),到2017年已超過1000臺(tái),未來(lái)幾年在政策驅(qū)動(dòng)下,我國(guó)垃圾焚燒爐迎來(lái)發(fā)展機(jī)遇期。
根據(jù)規(guī)劃的相關(guān)目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn),預(yù)計(jì)我國(guó)垃圾焚燒爐以年均復(fù)合增長(zhǎng)率17.23%的速度增長(zhǎng),到2022年我國(guó)垃圾焚燒爐將達(dá)到2273臺(tái),是當(dāng)前焚燒爐數(shù)量的2倍之多。下圖是對(duì)中國(guó)垃圾焚燒爐行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的預(yù)測(cè)。
圖二:2017-2022年中國(guó)垃圾焚燒爐行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(單位:臺(tái))
機(jī)械爐排爐和流化床焚燒爐均被列入《環(huán)境保護(hù)綜合名錄(2017年版)》。2017年9月,經(jīng)國(guó)務(wù)院同意,財(cái)政部聯(lián)合環(huán)保部等部門聯(lián)合制定出臺(tái)了《環(huán)境保護(hù)專用設(shè)備企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄(2017年版)》,包括24項(xiàng)環(huán)保專用設(shè)備,企業(yè)購(gòu)置并實(shí)際使用列入《環(huán)境保護(hù)專用設(shè)備企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄》范圍內(nèi)的環(huán)境保護(hù)專用設(shè)備的,該專用設(shè)備投資額的10%可以從企業(yè)當(dāng)年的應(yīng)納稅額中抵免;當(dāng)年不足抵免的,可以在后5個(gè)納稅年度中結(jié)轉(zhuǎn)抵免。
三、如何實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的無(wú)害化
雖然采用焚燒發(fā)電方式處理城市垃圾已成為越來(lái)越多省份的選擇,但垃圾焚燒發(fā)電廠依然面臨諸多爭(zhēng)議,困擾大家的還是垃圾焚燒發(fā)電前后產(chǎn)生的煙氣、灰渣、滲濾液、臭氣的處理問題。
如果未能很好地處理上述三廢的排放,焚燒廠可能遭自環(huán)保局的嚴(yán)厲懲罰,甚至因?yàn)閷?duì)二次廢物的違法處理,被追究刑事責(zé)任。接下來(lái)我們將介紹幾種主要的焦點(diǎn)排放物。
二噁英
垃圾焚燒廠排放的廢氣主要來(lái)自于焚燒過程所產(chǎn)生的煙氣,其主要污染物為粉塵、氯化氫、二氧化硫、氮氧化物、二噁英及重金屬等。根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB18485-2014)要求,生活垃圾焚燒煙氣排放限制為0.1ngTEQ/Nm3,即0.1納克國(guó)際毒性當(dāng)量值每標(biāo)準(zhǔn)立方米,該要求已經(jīng)與部分發(fā)達(dá)國(guó)家持平。
對(duì)于該氣體排放,因?yàn)槔谌紵郎囟?50℃時(shí)會(huì)產(chǎn)生二噁英,當(dāng)排煙溫度冷卻到300-500℃時(shí),會(huì)重新生成二噁英,故而一般采用急冷卻技術(shù)使煙氣急速冷卻到200℃以下,遏制其再合成。目前通常采取“3T+E”的原則,提高爐膛溫度(Temperature)、提高在高溫區(qū)的停留時(shí)間(Time)、提高爐膛內(nèi)混合強(qiáng)度(Turbulent)和過量空氣系數(shù)(Excessair),使垃圾進(jìn)行充分燃燒。
焚燒飛灰
垃圾在焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生5%左右的垃圾焚燒飛灰。根據(jù)《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18485-2014),飛灰須按照危險(xiǎn)廢物管理,必須單獨(dú)收集,不得與生活垃圾、焚燒殘?jiān)然旌?,不得在廠區(qū)長(zhǎng)期儲(chǔ)存,不得進(jìn)行簡(jiǎn)易處置,也不得隨意外運(yùn)排放。飛灰如進(jìn)入填埋場(chǎng)處置,還需滿足《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16889-2008)的要求。
目前對(duì)垃圾焚燒飛灰主要采取直接密封填埋、水泥固化后填埋、熔融固化后填埋和化學(xué)穩(wěn)定后再填埋等方式。另,雖然未正式通過,但企業(yè)在處置飛灰時(shí)可參考住建部在2017年發(fā)布的《生活垃圾焚燒飛灰固化穩(wěn)定化處理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)》進(jìn)行。
垃圾焚燒滲濾液
日常生活中,我們?nèi)拥睦魸穸容^大或餐廚垃圾成分較多,在垃圾袋底部會(huì)有液體滲出,這就是垃圾滲濾液。焚燒滲濾液具有COD高,BOD5/COD高,金屬離子含量高,毒性大,難處理等特點(diǎn)。
垃圾在垃圾儲(chǔ)坑放置期間會(huì)有大量的滲濾液滲出,收集就是首要環(huán)節(jié)。這些滲濾液可以經(jīng)儲(chǔ)坑底部外側(cè)的污水收集池與輸送泵,送至污水處理系統(tǒng),采用“預(yù)處理-厭氧反應(yīng)器(UASB)-生化處理系統(tǒng)(MBR)-納濾膜(NF)-反滲透膜(RO)-回用水池”工藝處理后作為工業(yè)冷卻水,或者可在收集后,回噴到垃圾焚燒爐中處理。兩種方法都可以實(shí)現(xiàn)廠區(qū)污水零排放。
垃圾聚集帶來(lái)的臭氣
為了不讓垃圾臭氣泄漏,垃圾坑的頂部會(huì)安裝強(qiáng)力抽風(fēng)機(jī),通過專門的管道送往焚燒爐的底部,作為燃燒用的空氣再利用,使垃圾坑一直處于負(fù)壓狀態(tài)。最后,污水處理站及渣池防臭,全部采用密封設(shè)計(jì),把臭氣抽入垃圾坑,再一同通過強(qiáng)力抽風(fēng)機(jī)送至焚燒爐助燃。
四、總結(jié)
雖然國(guó)內(nèi)垃圾焚燒以及排放物的處理技術(shù)已經(jīng)很成熟,且已達(dá)到較高水平,但還是有很多垃圾發(fā)電廠因各種排放超標(biāo)而被罰款,而且垃圾焚燒發(fā)電行業(yè)還面臨著排放標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高、鄰避困境、惡性競(jìng)爭(zhēng)等問題。
垃圾焚燒并不是原生垃圾拿來(lái)焚燒,而是經(jīng)過一定的垃圾分類后進(jìn)行燃燒。所以,要想真正地實(shí)現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電的無(wú)害化,需要從源頭控制垃圾產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)“從搖籃到墳?zāi)埂钡墓芾砟J?,將垃圾處理進(jìn)行區(qū)域化管理,區(qū)域內(nèi)嚴(yán)格制定執(zhí)行計(jì)劃,區(qū)域間相互協(xié)作,必要時(shí)采取經(jīng)濟(jì)手段。同時(shí),政府在監(jiān)管的時(shí)候,需要保證公眾的知情權(quán)與參與權(quán),將相關(guān)信息公開,逐漸積累公眾的環(huán)保意識(shí)。
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