北京城市生活垃圾处理转型新思路_垃圾热解气化技术_钱睿

［2 ， 4 ］
垃圾焚烧的比例， 垃圾焚烧固然有很多优点， 但是垃圾 焚烧的引发的环境问题也比较严重 。 1. 3. 1 二恶英 垃圾焚烧易产生二次污染， 特别是二恶英。 作为 一级致癌物， 二恶英还具有生殖毒性和遗传毒性。 很 多国家大力支持关于二恶英问题的研究工作 ， 正是为 了减轻乃至消除长期依赖垃圾焚烧所带来的残留危 害
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环 境 工 程 2014 年第 32 卷增刊
2015 年全部 天堂 、 南宫在内的五座生活垃圾焚烧厂 ， 建成后 ， 全 市 生 活 垃 圾 日 焚 烧 处 理 能 力 将 达 到 1. 1 万 t， 生活垃圾日处理能力可以达到 2. 4 万 t， 焚烧比 例由现在的不到 10% 提高到 40% ， 而填埋比例将会 降低到 30% 以下 ， 其余处理方式的比例也在不断提
垃圾常见处理方式优缺点对比
堆肥处理 焚烧处理 回收利用 垃圾资源利用率最高； 污染程度最低
释放热量可杀灭病虫菌， 无害化； 垃圾 减 量 化 高，一 般 减 少 体 积 生成养分和有机物充足的肥料， 改 90% ， 减重 80% ； 良土 壤， 改 善 农 作 物 质 量， 提高 产量； 成本低廉 高温灭菌， 无害化程度高； 残渣性能稳定， 减少二次污染； 垃圾焚烧热能供热取暖和发电 成熟焚烧设备价格昂贵， 一次性投 入巨大， 适用性有待验证； 产生二恶英等剧毒污染气体， 污染 大气， 危害环境和人体健康； 产生城市飞灰， 加大雾霾治理难度
［2 ］ 排热解气化焚烧炉， 单台处理量为 200 t / d 。 我国垃圾处理热解气化技术起步晚， 发展历程仅
垃圾热解气化较普通垃圾焚烧的优势
垃圾焚烧 垃圾热解气化 吸热过程 无氧或缺氧条件 利用有 机 物 的 热 不 稳 定 性， 使之裂解 多种固 体 废 弃 物， 包括生活 垃圾、 工业垃圾和医疗垃圾， 能处理含水量高达 60% 的固 体废弃 物， 有机垃圾使用性 最强
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2. 2
垃圾焚烧处理垃圾效果显著
垃圾热解与焚烧都属于热处理技术， 但是热解法 和焚烧法是两个完全不同的过程 ， 详见表 2 。
表2
项目 对比 热过程 氧气条件 作用机理 适用范围
大 CAO 技术， 单台处理量为 100 t / d。 佛山南海市的 垃圾热解气化焚烧发电厂拥有两台美国 Basic 抛式炉
10 多年时间， 但是也已经取得了丰厚的成果。 在东莞 厚街镇有具有自主技术产权并投入运行的垃圾热解气 化焚烧发电厂， 包括 4 台单台处理量为 150 t / d 的焚烧 炉。浙江丽水市垃圾焚烧发电厂于 2011 年 12 月进入 调试运行， 使用热解气化技术处理生活垃圾， 实测烟气 排放指标符合国家标准， 个别项目优于国家标准， 达到 2000 。 欧盟 标准 电厂的平均发电能力达到并超过 4226 kW · h 的设计指标， 利用余热发电调试成功， 丽水 市垃圾焚烧发电厂目前日处理能力 350 t。 湖北宜昌 市生产的一款垃圾焚烧炉出口到西班牙 ， 建成了垃圾 发电的国际化样板工程， 这是首例中国产垃圾热解气 化发电项目成套设备出口。鄞州泰来环保自主研发了 1t 一套热解气化垃圾发电系统， 在 1000 ℃ 的高温下， · h 时， 生活垃圾经热解气化后， 可发电 320 kW 发电后 剩余的残渣则是铺设道路的良好材料 。这套系统在国 内国际市场上获得青睐， 并与伊朗签订了总计 2. 16 亿 美元的合同， 计划建造 15 座热解气化垃圾发电站。 3 垃圾热解气化技术在北京市的适用性分析 3. 1 技术门槛低 垃圾热解气化技术作为行业的领先技术 ， 正在发 。 达国家逐步推广 我国近年自主研发的垃圾连续热解 气化技术科技含量高， 更适应我国国情， 在国内有成熟 的使用经验。因此， 北京市使用垃圾热解气化技术选 择障碍少， 引入门槛低， 使用有方可循， 是一个能够短 期内投入生产的实用型技术。应当充分考虑这些技术 的特点和使用经验， 结合北京的垃圾处理现状， 综合考 虑经济因素和社会影响等问题， 选择合适的热解气化 技术和设备。 3. 2 政府引导易 政府是治理垃圾污染的责任主体之一， 需要在很 ［1 ］ 多方面发挥作用 ， 特别在城市规划建设方面更是起 到决定性的作用。垃圾热解气化技术， 在国内很多地 区已经投入使用， 可以直接借鉴其运作和管理方式。 相对于大型的填埋场、 焚烧厂等垃圾处理设施的影响， 热解气化厂的环境和社会影响小， 政府引导更为高效 便利。在北京， 如有更多污染低、 处理能力强、 占地面 积小的热解气化处理场在北京广袤的城市范围中运 作， 在为政府弱化运输和选地的困难之外 ， 更能够及时 彻底解决城市生活垃圾， 达到就近处理的目的。 政府 只需严格把关垃圾分类收集和运输， 在合理区域合理
8% 、 2% ， 肥、 焚烧三种方式处理的比例分别为 90% 、 卫生填埋技术已经渐渐无法应对北京越来越紧缺的 土地资源和“邻避效应 ” 带来的问题 ， 北京正逐步加 大焚烧的比例 ， 并不断提高处理总能力 。 按照 2012 新定的《北京市生活垃圾处理设施建设三年实 施 方 ， 案》 北京将优先安排垃圾处理设施规划建 设 ， 计划 建成 41 座生活垃圾 、 餐厨垃圾 、 建筑垃圾处理项目 。 北京正在投入巨资重点建设包括阿苏卫 、 六里屯 、 北
成分复杂， 现在普遍使用的卫生填埋技术已经 产速快、 难以应对垃圾高产的现实， 政府正在通过加大垃圾焚 烧比例改变这一现状， 但是垃圾焚烧会给北京带来二 恶英排放、 雾霾天气等二次环境污染问题， 引起人们更 大的恐慌。所以解决生活垃圾污染的关键在于更新垃 圾处理技术。 本文通过对北京生活垃圾处理现状介 绍， 着重分析各种垃圾处理方式优缺点对比 ， 尤其突出 了垃圾焚烧与垃圾热解气化技术的区别 ， 阐释垃圾热 解气技术在垃圾处理方面的优势， 为新时期北京垃圾 处理技术更新提供参考。 1 1. 1 北京城市生活垃圾处理现状及问题 城市生活垃圾高速增长 北京 城 市 生 活 垃 圾 长 期 处 于 高 速 增 长 状 态 ， 从 2003 年到 2008 年， 从年均 400 多万 t 涨到 672 万 t， 日 产生量 1. 84 万 t。到现在更是即将突破两万吨大关。 北京市处理垃圾的方式主要是卫生填埋 ， 尽管政府逐
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生活垃圾处理方式转变过程中的新问题 北京市在众多生活垃圾处理方式中选择了加大了
沸点的重金属及其化合物， 是雾霾危害的元凶之一。 清华大学聂永丰认为， 焚烧飞灰是一种同时具有重金 属高浸出毒性和二恶英类物质高毒性当量的双重危险 废物， 其后期处理成本往往不被纳入计算 ， 也就是说实 际上垃圾焚烧的处理成本会更高。我国现有垃圾焚烧 PM2. 5 ， 所以生 标准中并没有控制可吸入颗粒物 PM10 、 活垃圾被焚烧得越多， 这些有害重金属被排入空气的 就越多， 可能继续加剧雾霾。 垃圾焚烧技术存在的缺陷早已被发达国家所认 识， 随着国际公约中空气污染防治条约的落实 ， 未来有 排除垃圾焚烧的可能。 在国际上， 垃圾焚烧技术并不 是处理垃圾的主流方式School of Engineering and Technology，China University of Geosciences，Beijing 100083 ，China） Abstract： The treatment of municipal solid waste in Beijing is on big changes that the proportion of waste incineration is increased during the construction of ecological civilization in the new period． Pyrolysis and gasification process of municipal solid waste was introduced starting with city characteristics of Beijing and defects in waste incineration． Waste pyrolysis and gasification technology was then specifically addressed，on the basis of which comparative analysis had been done between general waste incineration and MSW pyrolysis gasification technology． Some pyrolysis and gasification technology application examples were cited to provide a reference for the transformation of largescale waste treatment technology in Beijing． Keywords：Beijing； dowestic refuse； treatment； transformation； pyrolysis and gasification technology of refuse
存在问题
占用大量土地资源；产生渗滤液 二次污染地下水资源； 厌氧发酵产生甲烷等易爆气体； 原 生 垃 圾 自 然 稳 定 化 需 20 ～ 30 年
处理效率不高； 需要做较多准备工作， 包括分选、 破 碎、 保 温、 调 节 pH 值， 最后还要 降温； 残余的重金属离子会残留二次污染
需要大量分选工作； 需要政府和相关企业的 支持
。 德国、 荷兰、 比利时等欧
《焚烧炉禁建令》 ， 洲国家相继颁布了 日本到 2000 年 7 月已有 4600 座垃圾焚烧设施被停止使用。 城市建设的各种环节， 必须考虑生态效益和环境 成本， 根据以上分析， 北京应该推广更加具有生态效益 的垃圾处理新技术—垃圾热解气化技术。 2 2. 1 — —垃圾热解气化 垃圾处理新技术— 垃圾热解气化技术概述 热解气化技术被称为第三代废物处理技术 ， 是一 种新兴的垃圾处理的方法。它将有机物在无氧和缺氧 状态下加热， 使之分解为可燃性气体、 可燃油和炭黑。 整个工艺流程中所产生的气体、 固体物和水都能经过 处理回收， 垃圾处理后的排放量大幅度减少。 且对我 国来说， 相对垃圾焚烧其成本较低， 设备技术门槛低， 有成型的技术设备和可以借鉴的国内外经验 ， 具有较 强的可行性。