新型城镇化战略背景下垃圾资源化利用的研究

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(河北白洋淀)
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(3)垃圾分质资源化利用技术
焚烧发电
➢ 优势
同时达到无害化、减量化和 资源化的处理技术
➢ 存在问题
投资与运行费用高 “二次污染”问题严重
二噁英(Dioxins)类气体排放
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(3)垃圾分质资源化利用技术
垃圾填埋
➢ 优点:施工作业设备简单、一次投资相对较小,运行费用较低 ,适应性及灵活性强
党的十七届五中全会和“
十二五”规划建议提出了加 快社会主义新农村建设, 统筹城乡发展的重大历史 任务
实现社会主义新农村建设和城镇化健康发展战略目标的有力科技支撑之一; 支撑国家“以奖促治”连片治理,改善城镇环境质量,体现以人为本的民生科技工程。
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城镇垃圾对生态系统和人体健康造成极大威胁
垃圾围城
城镇环 境污染
农业科技成果转化资金项目
复合微生物菌剂制备及生物强化有机肥开发中试与 示范(2008GB24420470)
973课题
城市固体废物循环转化机理研究(2005CB724203)
863课题
垃圾焚烧飞灰熔融固化技术
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研究成果
❖ 深入研究了生活垃圾废物代谢过程与城市生命体互动机理,通 过生活垃圾处理处置全过程优化管理模型,构建了生活垃圾管 理调控与优化技术。
➢ 系统集成:集成建立了由农村环保合作社运作的 城乡一体化生活垃圾分类收运与处理技术体系。
垃圾分类
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(3)垃圾分质资源化利用技术
存在问题与对策
对策
垃圾生物强化资源 问
化技术

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(3)垃圾分质资源化利用技术
针对不同区域特征,选择小型分散式或大型自动化堆肥设备
(三门峡市)
开发翻转式、多阶段接种梯形搅拌、二室生物发酵反应系统等专利设备,研 制自动化控制动态生物强化资源化反应装备,实现技术与装备的统一!
• 通过强化政策导向,推进技术进步,培育规范市场,加 强监督管理,逐步建立与社会主义市场经济体制相适应 的环保产业宏观调控体系。
产业化发展目标
• 加强环保设备产业规模,建立以创新开发为主要目标、 以解决实际工程中的难题和难点为主要任务的产业链条 。
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关键技术及产化现状
❖ 焚烧关键技术:完全燃烧和热解气化燃烧技术,以及二恶英控
➢ 缺点:占用大量土地,垃圾渗滤液、填埋气等二次污染物处理 困难
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(4)二次污染控制技术——渗滤液
高机盐 有毒有机物
高COD 重金属
技术难题 :
处理后产生的富含重金 属有机污染物的浓夜无 法处理,回灌填埋场, 导致填埋及渗滤液处理 系统崩溃
两段浸没直接接触燃烧蒸发技术(清华大学),采用两级超滤 分离和高效截留技术,无机盐及其它毒性物质去除率达95%, 利用直接接触燃烧蒸发,高效浓缩浓液,可直接固化填埋,并 回收腐植酸,实现渗滤液资源化。
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申请知识产权情况
获得自主知识产权情况
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出版专著及论文情况
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报告提纲

新型城镇化过程中垃圾污染问题

垃圾资源化利用技术与工程实践

我院研究基础

环环保保产产业业面化临面的临机的遇机与遇挑与战挑战
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产业化发展思路与目标
产业化发展思路
• 坚持以市场为导向、以产品为龙头、以科技为先导、以 效益为中心、以企业为主体的原则;
(3)促进环保产业健康发展,以日益严格的环保要求对环保产业的
需求,为环境保护提供良好的技术保障和物质基础,促进其成为新的 经济增长点
制和焚烧烟气净化技术;关键部件是机械炉排,废物焚烧及废热 发电的设备制造技术及其控制软件。
❖ 填埋关键技术:生化反应器填埋场设计技术,填埋场防水防渗
衬层结构及其设计技术,填埋场气体导排、收集、处理及利用技 术,以及填埋场渗滤液处理技术。
❖ 堆肥关键技术:有效的垃圾分选\发酵技术和设备;改善堆肥质
量的关键技术以及堆肥臭气控制技术。
统筹城乡资源,统筹规划管理,提升城镇垃圾资源化综合利 用与二次污染协同控制技术、装备水平,建立以市场为导向 、符合区域特色的垃圾处理处置模式!
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报告提纲

新型城镇化过程中垃圾污染问题

垃圾能资源化利用技术与工程实践

我院研究基础

环保产业化面临的机遇与挑战
8 (1)城镇垃圾后优化耦合管理机制与决策系 统
气候湿润、水质性污 染、农村垃圾与畜禽 粪便混杂且含水率高
气候较干燥、水资源 较短缺、农村垃圾与 农业废弃物混杂
人均耕地少、经济 相对发达、雨量较 多、小型塘沟较多 、村民素质较高
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城镇垃圾能源化利用关键技术与配套体系
城乡一体化 收集、转运
分类转运
分类收集
节能低耗
互补高效 综合处理
分质资源 化处理
城乡统筹长效运行机制
基于目标责任制监督 考核机制
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报告提纲

新型城镇化过程中垃圾污染问题

垃圾资源化利用技术与工程实践

我我院院研研究究基基础础

环保产业化面临的机遇与挑战
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在生活垃圾资源化处理及二次污染控制方面中国环科院承担国家973、863、科 技支撑、自然基金等课题20多项,形成了一系列研究成果。
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(4)二次污染控制技术——渗滤液
垃圾渗滤液腐植酸高效纯化提取与浓缩高值化技术、装备,通过资源化实现 渗滤液污染物的无害化。
进入后续 处理系统
透过液
渗滤液原液
一级超滤
浓缩液1
冷凝液
预热后浓缩液2 换热器
二级蒸汽

助 一级蒸汽(含污染物)














透过液回流
浓缩液 2
二级超滤
节能30-50%
技术推广 平台
混合物料 高效生物 发酵
资源化利 用关键技 术导则
关键技术
与设备
循环经济 产业链衔 接技术
资源化利用
源头减排方 法和技术
城镇垃圾
臭气污染 控制技术
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城镇垃圾污染控制和生态建设保障机制
多渠道、多方式 补偿机制
多元化投入机制
研究 成果
政府搭台、企业推 动的技术推广平台
全过程公众参与 机制
基于固废处理处置物质循环转化规律、代谢机理及环境效应, 提出污染控制原理,开发了固体废物无害化、资源化专利技术
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(5)城乡统筹污染控制模式与保障机制
➢针对我国不同区域农村环境容量、环境污染趋势 、经济发展水平等差异明显,缺乏适宜的生活污 染控制与生态建设模式,提出了以下模式:
➢ 分散型农户庭院生活污染一体化处理模式; ➢ 集中型新农村生活垃圾与污水共处理模式; ➢ 城郊型村庄生活污染城乡一体化共处理模式; ➢ 种植+养殖“产沼型”处理模式; ➢ 农村生活污染生态化处理+观光农业模式; ➢ 资源节约型村庄分质用水循环利用模式。
分层串联高效恶臭气体控制技术流程图
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多级生物滤池 (上海松江固废生物综合处理厂)
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(4)二次污染控制技术——飞灰
❖ 垃圾焚烧飞灰熔融固化技术
❖ 相关研究成果得到了国际同行的认可 ,文章发表在“J. Hazard. Mater” 2009
❖ 同时,研究成果获得了国家发明专利 :ZL200410101493.4
城乡环境协调关系
经济
城乡统筹技术模式
社会
农城村市生环活境污保染护防经治验和、生资态源建设
区域 特征
城乡统筹机制
技术
城乡统筹关键技术和 工程实践
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利用系统动力学、BP神经网络、生命周期等组合预测模型,科学预测城市 生活垃圾产量、组分,阐明时空分布规律、驱动因素,提出综合调控原理和源头 减排策略。建立不确定机会约束两阶段混合整数优化模型,将系统分析、优化与 后优化、多属性评价相结合,建立垃圾问题诊断、优化和综合防治与管理一体化 体系,支撑生活垃圾科学管理及决策。
5
6
新型城镇化战略背景下垃圾资源化利用
源头
过程
协同
分质收运与机械分 垃圾分质资源化
二次污染控制
分质
城乡
选预处理技术
利用关键技术
来自百度文库技术
能源
统筹
化技
垃圾
术集
利用 管理 优化
生物 堆肥
厌氧 发酵
焚烧 发电
填埋 处理
渗滤液 高效纯 化提取 与浓缩
恶臭气 体高效 收集与
处理
飞灰快 速稳定

成与 二次 污染 技术 模式
浓缩液 3
浓缩液 4 (产品液)
二级超滤系统
脱盐、初步浓缩
预热系统
能量回收
两段系统
去除挥发性有机物
浓缩
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北京腐植酸高效纯化提取与浓缩高值化示范工程
两级超滤系统
浸没燃烧蒸发系统
(4)二次污染控制技术——恶臭气体
➢分层串联高效恶臭气体控制技术
负压吸风-分层串联高效恶臭气体控制技术与装备,恶臭气体全封闭收集, 实现以废治废。
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(3)垃圾分质资源化利用技术
❖仓式沼气干 发酵系统
❖采用车库型沼 气干发酵系统
❖沼气干发酵开 始后的2~5 天 后产气趋于稳
(德国)
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(3)垃圾分质资源化利用技术
农村有机生活垃圾干法厌氧消化处理技术
农村沼气发酵复合菌剂
有机固体废弃物干式沼气设施图
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(3)垃圾分质资源化利用技术
淀中村垃圾好氧-厌氧一体化高效处理技术
28 考虑南方湿润区与北方干旱区、山区与平原、内陆与滨海、经济发达与 欠发达、居住分散和相对集中区域差异性,进行分区分类
气候干燥,水土流失、草 场退化、荒漠化、土壤贫 瘠并存,水短缺与浪费并 存,畜牧业主导,太阳能 丰富、经济落后
土地广阔,但气候寒 冷,生物处理设施存 在越冬问题
地势复杂,水土流失、石漠 化,农民居住分散,农村经 济较落后,乡村旅游发达, 生活污水和垃圾收集处理难 度较大
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城镇垃圾后优化耦合管理机制与决策系统
基于优化-验证-反馈的生活垃圾不确定性多目标动态优化模型,提出了后优化耦合管 理机制,实现环境和经济的有效权衡。 通过优化收集路线、机械分选、资源化处理以及二次污染控制技术组合,实现生活 垃圾分质资源化与二次污染控制最佳工艺技术集成设计。
城市生活垃圾综合管理 决策系统模型图
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(2)垃圾分质收运与机械分选预处理技术
❖ 生活垃圾压缩与中转
❖ 混合生活垃圾压缩效率低、成本高、渗滤液滴漏等问题
预压缩式生活垃圾压缩机结构图
“平进平出”生活垃圾中转站系统
(上海环境设计研究院)
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(2)垃圾分质收运与机械分选预处理技术 ❖ 生活垃圾分选与资源回收
❖ 生活垃圾组分复杂,机械分选效率低 ❖ 资源化产品回收效率低
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产业化发展思路与建议
(1)立足于国家环境科技需求,以城镇化、社会主义新农村建设为
契机,构建城乡互动体系,改善城镇环境质量,促进城乡互动协调发 展
(2)以政府投入为导向,以市场开拓为主导,以企业科技进步、自
主开发、滚动发展为先导,以规模化、综合化、系列化、标准化生产 为主线,建立统一开放、竞争有序的环保产业市场体系和运行机制
(北京阿苏卫垃圾处理厂)
(2)垃圾分质收运与机械分选预处理技术
废塑料打包
废玻璃
废金属
废电池
垃圾分选效率达到80%
(上海松江固废生物综合处理厂)
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(2)垃圾分质收运与机械分选预处理技术
农村垃圾特点: ➢ 分散 ➢ 可就地资源化 ➢ 规模效应差 ➢ 缺乏稳定的收运处理资 金与人力
➢ 关键技术节点攻关:对村庄多户垃圾 收集设施数量及布置进行了设计,制 定了城乡统筹、集中连片、分散式3种 模式下农村生活垃圾收集转运方法。
项目类别
十二五科技支撑重大项目
项目名称
村镇环境综合整治重大科技工程
十一五科技支撑重大项目
城乡多元统筹农村环境污染防治关键技术研究与示范
十一五科技支撑子课题 机械-好氧生物处理工艺与设备开发(2006BAC06B04-03)
十一五科技支撑子课题
CBS城市垃圾生化菌种堆肥技术研究
国家自然科学基金
多阶段接种技术对生活垃圾堆肥效率
污染土地
渗滤液横流
破坏生态环境
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城镇垃圾处理处置存在问题
主要问题
(1) 城镇垃圾产生量少分散, 区域差异性大,规模效应差 !
(2) 技术适应性差,基础设施 不完善,统筹规划管理困难!
(3) 难以解决资源化与二次 污染间的矛盾,难以权衡环 境效益与经济效益!
上述热点、敏感问题极大地影响综合处理发展和社会和谐!
❖ 在生活垃圾资源化处理及二次污染控制方面,阐明了填埋和堆 肥过程中物质循环转化规律与代谢机理,研究了现代生物强化 堆肥、填埋关键技术与装备,并深入生活垃圾渗滤液、堆肥恶 臭气体、焚烧飞灰等二次污染控制研究,形成了一套生活垃圾 分质资源化与二次污染协同控制的技术群。
❖ 取得文章、著作、专利、标准等一系列科研成果,为我国生活 垃圾处理处置提供了管理与技术支撑。
新型城镇化战略背景下垃圾 资源化利用的研究
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报告提纲

新型城镇化过程中垃圾污染问题

垃圾资源化利用技术与工程实践

我院研究基础

环保产业化面临的机遇与挑战
新型城镇化是必然趋势,是实现我国从大国到强国的必由之路
发达国家
城市 70%
村镇 30%
当前国情
城市人口 5亿
村镇人口 8亿
✓城镇化率每提高一个百分点,将新增投资需求6.6万亿元,能够替代10万亿元出口
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