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生活垃圾焚燒處理技術特點及典型案例

發布日期:2017-05-16 點擊次數:57 字體顯示:【大】  【中】  【小】

1. 生活垃圾焚燒技術

1.1 生活垃圾特性

生活垃圾主要產生于居民家庭、商業機構和辦公場所居民日常生活和社會活動過程,包括交通運輸、市政園林和江河湖泊清收的一般固體廢棄物。

生活垃圾來源廣泛,具有特殊的理化特性和管理特點:

____持續產生,數量巨大?;谌丝诘漠a生量分析,統計顯示每人每天的生活垃圾產生量約0.81.2kg。

____組分復雜,污染嚴重。生活垃圾含有大量的水分、有機質和一定量的無機物,包括少量或微量的重金屬等特殊廢棄物,未經妥善處理或處理處置不當,惡臭氣體影響大氣環境,滲濾液影響水體,重金屬影響土壤,且部分污染一旦形成,影響持久。

____特殊資源,價值有限。生活垃圾中的部分物質具有再生或利用價值,如有機質可生物堆肥、可燃物料可焚燒發電等,但總體而言,作為垃圾其價值有限。

1.2 生活垃圾處理

生活垃圾處理處置的基本原則是“減量化、資源化和無害化。減量化強調的是源頭控制垃圾的產生量,倡導綠色生活方式,減少垃圾產生;資源化是針對生活和工作過程產生的垃圾特性,鼓勵分類回收和再生或循環利用,盡可能物盡其用;無害化是要求所有垃圾的最終處理處置,必須技術成熟、安全可靠,保障社會經濟可持續發展,保障人居環境和生態環境安全。

目前,除自然棄置外,經有序的垃圾清收并集中處理處置,主要包括填埋、焚燒、堆肥等方式。

____填埋:可以可靠的滿足生活垃圾的最終處置要求,具有技術成熟,適應性強,作業簡單,處理成本較低等特點,但選址條件嚴苛(水體環境、地質安全、總體容量),可控性差,土地占用量大,潛在風險高。在土地資源充足和條件適宜的地區,填埋是垃圾處理的首選方式。

____焚燒:可以可靠的滿足生活垃圾的處理處置要求,具有技術成熟,減量顯著,連續穩定消納持續產生的大量等特點,但焚燒成本高,二次污染控制技術復雜,運行管理難度較大。隨著土地資源日益緊張,焚燒是城市生活垃圾處理的主要方式。

____堆肥:可以可靠的滿足部分有機垃圾的處理處置要求,尤其適用于園林廢棄物的處理和利用,針對復雜組分、產生量大的城市垃圾處理特點,其適應性和堆肥產品安全性有限,只能作為大型城市垃圾處理系統的補充或非主要方式。

1.3 生活垃圾焚燒技術特點

生活垃圾焚燒處理是二十世紀三十年代起的工藝技術,歷經近百年的使用和發展,目前普遍應用于國內外打中型城市或地區。垃圾焚燒后減重80%-90%,減容85%-95%,焚燒產生的高溫煙氣經回收利用可以發電和供熱,具有良好的垃圾處理無害化、減量化資源化效果。

生活垃圾焚燒技術的主要特點:

____土地利用率高。同樣的垃圾處理量,垃圾焚燒廠需要的用地面積只是垃圾衛生填埋場1/20-1/15,針對大型城市連續產生的大量垃圾,有限的土地上建造的焚燒系統,可以連續穩定的實現其消納、消解。

____處理速度最快?;旌?/span>垃圾在衛生填埋場中的分化、降解時間通常需要10-30年,而在焚燒廠經停、焚燒的垃圾,基本周期不過3-5天,垃圾處理速度快、效率高。

____減容效果良好。同等量的垃圾,通過填埋約可減容30%,通過堆肥約可減容60%,而通過焚燒約可減容85%以上,大型城市其燃氣率高,可燃垃圾占比量大,焚燒減容率約95%。

____污染排放較低。垃圾填埋產生的水、氣污染,主要通過封閉或部分封閉控制,作業期間的無組織排放強度較低,但總量較大;焚燒過程通過規范配套的二次污染控制系統及其高度自動化的檢測調節系統運行,可以有組織的實現各種污染物的監督和控制,滿足嚴格的污染物排放限值要求。根據德國權威環境研究機構研測,如采用同樣嚴格的歐盟污染控制標準,垃圾焚燒產生的污染僅為垃圾衛生填埋的1/50左右。

____資源利用率高。混合垃圾中的金屬經過焚燒可以有效去除表面污染物后接近全部回收再利用,可燃物料經過焚燒系統配套的熱能發電機組,每噸垃圾可發電300-500度,大約每5個人產生的生活垃圾,通過焚燒發電可滿足1個人的日常用電需求。

1.4 生活垃圾焚燒技術應用

____焚燒技術成熟可靠。完整的生活垃圾焚燒技術,不僅包括垃圾焚燒,而且包括垃圾預處理、二次污染控制和能源高效利用等工藝技術。生活垃圾焚燒技術已經在國內外得到大量的成功應用,而且這些大量的應用業績顯示,其技術成熟,安全可靠。

____焚燒技術先進適用。支撐垃圾焚燒的工藝技術,無論爐排焚燒爐或是循環流化床焚燒爐,均有完善功能配置和良好的負荷適應性。即使對于未經分類的城市混合垃圾物料,經過垃圾接收、暫存和預處理等前置工藝系統,焚燒工藝系統,以及煙氣凈化、污水處理、灰渣處理和噪音控制等二次污染控制配套工藝系統,包括能源高效回收與發電系統、過程檢測及自動控制系統等協同處理,也具有高度穩定的燃燒安全性能、污染控制效果和能源利用效率。針對部分熱值低下的垃圾形成的沖擊負荷,大型焚燒爐都有輔燃系統和穩燃裝置,能夠確保垃圾焚燒過程安全及焚燒效果達標。

____國際焚燒市場普及。目前,歐洲共有19個國家采用了焚燒方式處理生活垃圾,包括:奧地利,比利時,捷克,丹麥,芬蘭,法國,德國,匈牙利,愛爾蘭,意大利,盧森堡 ,荷蘭,挪威,葡萄牙,斯洛伐克,西班牙,瑞典,瑞士和英國,共有 470 多座垃圾焚燒利用設施(Waste-to-Energy Plants)。

歐洲,作為垃圾焚燒處理技術的發源地,垃圾焚燒廠的歷史超過300年, 目前有許多焚燒廠在持續的改建和擴建。如:

1)德國的MVA Krefeld焚燒廠先后建設了5條焚燒線:

____1975年,該廠建成2條線,處理能力均為288/日;

____1982年,又增加了1條線,處理能力也為288/日;

____1997年,又增加了1條線,處理能力為432/日;

____2011年,又增加了1條線,處理能力為600/日。

2)瑞典SävenäsverketiGöteborg焚燒廠有7條焚燒線:

____1972年,建成了3條線,處理能力均為360/日;

____1994年,增加了1條線,處理能力為528/日;

____1995年,增加了1條線,處理能力為528/日;

____2001年,增加了1條線,處理能力為360/日;

____2009年,增加了1條線,處理能力為360/日。

在美國,上個世紀九十年代以來,美國垃圾處理以衛生填埋為主(約占一半),生活垃圾管理以可再生資源回收為主,在垃圾焚燒廠方面注重運營,而不是建設新的設施。但近幾年來,美國的又重新開始認識到垃圾焚燒建設的必要性。 2012年,美國共有85座垃圾焚燒利用設施,其中,77 座由私有企業運營,座由公共部門運營。目前,尚有 20 個新建及擴建垃圾焚燒項目。

在日本,全國現有 1200 多座垃圾焚燒廠,其中各種規模的都有。按照是否連續運行可大體分為四類,其中:

____全連續式焚燒廠,平均規模250-300/日;

____準連續式焚燒廠,平均規模約為70-80/日;

____機械爐排-序批式焚燒廠,平均規模約為20-25/日;

____固定爐排-序批式焚燒廠,平均規模約為不到10/日。

盡管日本焚燒廠總數在減少,但其連續式垃圾焚燒廠數量仍然是呈增加趨勢。 2000年相比,2009年日本連續式垃圾焚燒廠數量增加了20%;而其它三種類型分別減少了35%、53%68%。

 

因此,對于人口量大、土地資源緊張的大中城市,如果經濟條件適宜,垃圾焚燒是技術成熟的、可優先選擇的垃圾處理主流方式。

 

3)總體效果

 

2. 生活垃圾焚燒發電廠

2.1 建設及運行標準

生活垃圾焚燒發電廠的建設,具有嚴格的建設審批程序,包括特性經營權的招標采購,規劃的符合性、土地使用審批、環境影響評價、能評、安評和社會穩定性評價及其批復等。

同時,為保障生活垃圾焚燒發電廠的建設水平和建設質量,國家針對垃圾焚燒發電廠制定并頒布實施有關政策、標準和規范,包括但不限于:

____《國務院批轉住房城鄉建設部等部門關于進一步加強城市生活垃圾處理工作意見的通知》(國發[2011]9號);

____《關于進一步加強生物質發電項目環境評價管理工作的通知》(環發[2008]82號);

____《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014);

____《城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》(2010);

____《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》(CJJ90-2009);等。

為了規范生活垃圾焚燒發電廠的運行,已經頒布實施的政策、標準和規范,包括但不限于:

____《生活垃圾焚燒廠運行監管標準》(CJJ/T212-2015);

____《生活垃圾焚燒廠運行維護與安全技術規程》(CJJ 128-2009);

____《國家發改委關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》(發改價格[2012]801號);等。

國外針對垃圾焚燒發電技術應用和工程建設、運行,可供參考的約束性規范,如:

____歐共體垃圾焚燒污染物排放控制的指導性規范《Directive 2000/76/EC the European Parliament and of the Council of 4 December 2000 on the incineration of waste;

____世界銀行貸款建設項目垃圾焚燒發電工程技術規范《Municipal Solid Waste Incineration,World Bank Technical Guidance Report1999.8;等。

2.2 典型污染物排放限值

針對垃圾焚燒排放煙氣中存在的污染物限值,目前中國執行的標準GB18458-2014,主要指標基本與國際接軌,部分指標比較如下:

序號

污染物

單位

國標

GB18485-2014

歐共體

2000/76/EC

日本

(現行限值)

1

顆粒物 (24h均值)

mg/m3

20

10

20

2

NOx (24h均值)

mg/m3

250

200

105

3

SO(24h均值)

mg/m3

80

50

57

4

HCl (24h均值)

mg/m3

50

10

25

5

HF (24h均值)

mg/m3

-

1

-

6

Hg及其化合物

mg/m3

0.05

0.05

0.05

7

鎘、鉈及其化合物

(Cd +Tl )

mg/m3

0.1

0.05

-

8

銻、砷、鉛、鉻、鈷、銅、錳、鎳及其化合物(Sb+As+Pb

+Cr+Co+Cu+Mn+Ni)

mg/m3

1.0

Pb£0.5

其他重金屬£0.5

-

9

二噁英類

ng TEQ/m3

0.1

0.1

0.1

10

CO (24h均值)

mg/m3

80

50

88

2.3 焚燒廠建設要點

____每條焚燒生產線的年運行時間應在8000小時以上,垃圾焚燒系統的設計服務期限不應低于25年。

____垃圾池有效容積應按5-7天的額定垃圾焚燒量確定。垃圾池應設置垃圾滲濾液收集設施。

____應保證垃圾在焚燒爐內得到充分燃燒,二次燃燒室內的煙氣應在不低于850℃的條件下滯留時間不小于2秒,焚燒爐渣熱灼減率應控制在5%以內,有條件時宜控制在3%以內。

____必須設置袋式除塵器,去除焚燒煙氣中的粉塵污染物。

____應選用干法、半干法、濕法或其組合處理工藝,有效去除焚燒煙氣中的氯化氫、氟化氫、硫氧化物、氮氧化物等酸性污染物。

____應采取措施嚴格控制煙氣中二噁英的排放,包括:控制燃燒室內焚燒煙氣的溫度、停留時間與氣流擾動工況;減少煙氣在200-500℃溫度區的滯留時間;設置活性炭粉等吸附劑噴入裝置。

2.4 焚燒煙氣控制措施

垃圾焚燒廠排放的廢氣主要來自于焚燒過程所產生的煙氣,其主要污染物為粉塵、氯化氫(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、氟化氫(HF)、有機污染物、二惡英及重金屬等。

主要通過計算機控制系統可以實現垃圾焚燒、熱能利用、煙氣處理等過程的高度自動化,控制設定的燃燒條件(如爐膛溫度高于850℃,煙氣停留時間大于2秒,保持煙氣湍流流動和6%-8%的過氧量),使焚燒系統在額定工況下運行,原始排放物濃度降到最低,并保證二噁英等有機物的徹底分解。

同時安裝各種有效的煙氣處理設備,如布袋除塵、活性炭吸附有害物質等,并使用煙氣在線監測裝置——以連續監測每條焚燒線的煙氣排放指標,確保垃圾焚燒廠煙氣污染物排放達到規定標準要求。

2.5 惡臭氣體控制措施

____應采用密閉性好、具有自動裝卸結構的壓縮式運輸車來運輸垃圾,盡量減少臭味外溢。

____在垃圾卸料大廳出入口應設置空氣幕,并在垃圾運輸車卸料前后關閉電動卸料門,以防止臭氣外逸。

____垃圾坑應采用密閉式設計,在垃圾坑上方設置吸風口,將惡臭氣體作為燃燒空氣引至焚燒爐內高溫分解,并使垃圾坑和卸料大廳處于負壓狀態。

____應設置備用的活性炭廢氣凈化設施,在全廠停爐檢修期間,垃圾坑內的臭氣必須經活性炭廢氣凈化設施凈化達標后才能排放。

____滲濾液處理系統應設計為密閉結構,并在頂部設導氣管,將產生的沼氣和臭氣通過導氣管、抽風機導入焚燒廠垃圾坑。

2.6 二噁英控制措施

二噁英,是二噁英類和呋喃類物質的簡稱,包括結構和性質都很相似的眾多同類物或異構體的兩大類,共210種有機化合物,其中部分種類具有毒性。

二噁英并不是垃圾焚燒廠特有的公害,它是一種有機物與氯一起加熱就會產生的化合物,是一種比較普遍的化學現象。二噁英在空氣、土壤、水、食物和垃圾中都能發現,有研究顯示,食品是其主要來源,人體接觸的二噁英中約有90%來自食物攝入。

垃圾焚燒廠控制二噁英排放,主要采用成熟的前“3T”焚燒和后高效凈化技術,其一是保持焚燒爐膛內溫度大于850度,并控制煙氣在爐膛內停留2秒以上,使二噁英得到完全分解;其二是煙氣通過先進可靠的凈化處理系統,將單位二噁英濃度控制在0.1納克以內,達到標準規定的排放限值。

現代垃圾焚燒技術進步的關鍵成果之一,即焚燒煙氣中二噁英的有效控制和凈化排放,有關資料顯示,目前大量采用垃圾焚燒的發達國家,垃圾焚燒廠對自然界二噁英排放總量的貢獻率都低于1%。

2.7 焚燒廠的監管要求

應定期監控垃圾貯坑中的垃圾貯存量,并采取有效措施導排垃圾貯坑中的滲濾液。滲濾液應經處理后達標排放。

應實現焚燒爐運行狀況在線監測,監測項目至少應包括焚燒爐燃燒溫度、爐膛壓力、煙氣出口氧氣含量和一氧化碳含量,應在顯著位置設立標牌,自動顯示焚燒爐運行工況的主要參數和煙氣主要污染物的在線監測數據。

應實現煙氣自動連續在線監測,監測項目至少應包括氯化氫、一氧化碳、煙塵、二氧化硫、氮氧化物等項目,并與當地環衛和環保主管部門聯網,實現數據的實時傳輸。

對垃圾焚燒產生的爐渣和飛灰應按照規定分別進行妥善處理或處置。

在各工藝環節要采取切實有效的臭氣控制措施,廠區應做到無明顯臭味;要在相關位置按要求使用除臭系統,并按要求及時維護。

在垃圾貯坑、污水及滲濾液收集池、地下建筑物、生產控制室等沼氣易聚集場所,應加強日常監測監管,以確保安全生產。

3. 典型垃圾焚燒項目

3.1國外典型項目

____意大利布雷西亞城垃圾焚燒發電廠

1)項目地址:Brescia, Italy。

焚燒規模:3 x 820 t/d,焚燒設備Martin Grate。

2)主體工藝:高溫機械焚燒+半干法煙氣脫酸+SCR+BF+單元制CEMS。

____法國巴黎市垃圾焚燒發電廠

1)項目地址:parist,Franch。

焚燒規模:2 x 750 t/d,焚燒設備Vonroll Grate。

2)主體工藝:高溫機械焚燒+SNCR+半干法煙氣脫酸+SCR+BF+單元制CEMS。

3)煙氣排放指標:(*當地規定,Isseane實際排放控制值)。

4)工程特色:工廠位于城市核心區,緊鄰塞納河,距離埃菲爾塔1800m;地面之下建筑體33m,地面之上建筑物高21m,工業景觀型外觀。

3.2 國內典型項目

____深圳市老虎坑垃圾焚燒發電廠

項目地址:深圳市寶安區老虎坑。

焚燒規模:3x400 + 4x750 t/d,焚燒設備SKG Grate。

____廣州市李坑垃圾焚燒發電廠

項目地址:廣州市白云區李坑。

焚燒規模:2 x 520 t/d,焚燒設備Martin_MHI Grate。

 

1. 生活垃圾焚燒技術

1.1 生活垃圾特性

生活垃圾主要產生于居民家庭、商業機構和辦公場所居民日常生活和社會活動過程,包括交通運輸、市政園林和江河湖泊清收的一般固體廢棄物。

生活垃圾來源廣泛,具有特殊的理化特性和管理特點:

____持續產生,數量巨大?;谌丝诘漠a生量分析,統計顯示每人每天的生活垃圾產生量約0.81.2kg。

____組分復雜,污染嚴重。生活垃圾含有大量的水分、有機質和一定量的無機物,包括少量或微量的重金屬等特殊廢棄物,未經妥善處理或處理處置不當,惡臭氣體影響大氣環境,滲濾液影響水體,重金屬影響土壤,且部分污染一旦形成,影響持久。

____特殊資源,價值有限。生活垃圾中的部分物質具有再生或利用價值,如有機質可生物堆肥、可燃物料可焚燒發電等,但總體而言,作為垃圾其價值有限。

1.2 生活垃圾處理

生活垃圾處理處置的基本原則是“減量化、資源化和無害化。減量化強調的是源頭控制垃圾的產生量,倡導綠色生活方式,減少垃圾產生;資源化是針對生活和工作過程產生的垃圾特性,鼓勵分類回收和再生或循環利用,盡可能物盡其用;無害化是要求所有垃圾的最終處理處置,必須技術成熟、安全可靠,保障社會經濟可持續發展,保障人居環境和生態環境安全。

目前,除自然棄置外,經有序的垃圾清收并集中處理處置,主要包括填埋、焚燒、堆肥等方式。

____填埋:可以可靠的滿足生活垃圾的最終處置要求,具有技術成熟,適應性強,作業簡單,處理成本較低等特點,但選址條件嚴苛(水體環境、地質安全、總體容量),可控性差,土地占用量大,潛在風險高。在土地資源充足和條件適宜的地區,填埋是垃圾處理的首選方式。

____焚燒:可以可靠的滿足生活垃圾的處理處置要求,具有技術成熟,減量顯著,連續穩定消納持續產生的大量等特點,但焚燒成本高,二次污染控制技術復雜,運行管理難度較大。隨著土地資源日益緊張,焚燒是城市生活垃圾處理的主要方式。

____堆肥:可以可靠的滿足部分有機垃圾的處理處置要求,尤其適用于園林廢棄物的處理和利用,針對復雜組分、產生量大的城市垃圾處理特點,其適應性和堆肥產品安全性有限,只能作為大型城市垃圾處理系統的補充或非主要方式。

1.3 生活垃圾焚燒技術特點

生活垃圾焚燒處理是二十世紀三十年代起的工藝技術,歷經近百年的使用和發展,目前普遍應用于國內外打中型城市或地區。垃圾焚燒后減重80%-90%,減容85%-95%,焚燒產生的高溫煙氣經回收利用可以發電和供熱,具有良好的垃圾處理無害化、減量化資源化效果。

生活垃圾焚燒技術的主要特點:

____土地利用率高。同樣的垃圾處理量,垃圾焚燒廠需要的用地面積只是垃圾衛生填埋場1/20-1/15,針對大型城市連續產生的大量垃圾,有限的土地上建造的焚燒系統,可以連續穩定的實現其消納、消解。

____處理速度最快?;旌?/span>垃圾在衛生填埋場中的分化、降解時間通常需要10-30年,而在焚燒廠經停、焚燒的垃圾,基本周期不過3-5天,垃圾處理速度快、效率高。

____減容效果良好。同等量的垃圾,通過填埋約可減容30%,通過堆肥約可減容60%,而通過焚燒約可減容85%以上,大型城市其燃氣率高,可燃垃圾占比量大,焚燒減容率約95%。

____污染排放較低。垃圾填埋產生的水、氣污染,主要通過封閉或部分封閉控制,作業期間的無組織排放強度較低,但總量較大;焚燒過程通過規范配套的二次污染控制系統及其高度自動化的檢測調節系統運行,可以有組織的實現各種污染物的監督和控制,滿足嚴格的污染物排放限值要求。根據德國權威環境研究機構研測,如采用同樣嚴格的歐盟污染控制標準,垃圾焚燒產生的污染僅為垃圾衛生填埋的1/50左右。

____資源利用率高。混合垃圾中的金屬經過焚燒可以有效去除表面污染物后接近全部回收再利用,可燃物料經過焚燒系統配套的熱能發電機組,每噸垃圾可發電300-500度,大約每5個人產生的生活垃圾,通過焚燒發電可滿足1個人的日常用電需求。

1.4 生活垃圾焚燒技術應用

____焚燒技術成熟可靠。完整的生活垃圾焚燒技術,不僅包括垃圾焚燒,而且包括垃圾預處理、二次污染控制和能源高效利用等工藝技術。生活垃圾焚燒技術已經在國內外得到大量的成功應用,而且這些大量的應用業績顯示,其技術成熟,安全可靠。

____焚燒技術先進適用。支撐垃圾焚燒的工藝技術,無論爐排焚燒爐或是循環流化床焚燒爐,均有完善功能配置和良好的負荷適應性。即使對于未經分類的城市混合垃圾物料,經過垃圾接收、暫存和預處理等前置工藝系統,焚燒工藝系統,以及煙氣凈化、污水處理、灰渣處理和噪音控制等二次污染控制配套工藝系統,包括能源高效回收與發電系統、過程檢測及自動控制系統等協同處理,也具有高度穩定的燃燒安全性能、污染控制效果和能源利用效率。針對部分熱值低下的垃圾形成的沖擊負荷,大型焚燒爐都有輔燃系統和穩燃裝置,能夠確保垃圾焚燒過程安全及焚燒效果達標。

____國際焚燒市場普及。目前,歐洲共有19個國家采用了焚燒方式處理生活垃圾,包括:奧地利,比利時,捷克,丹麥,芬蘭,法國,德國,匈牙利,愛爾蘭,意大利,盧森堡 ,荷蘭,挪威,葡萄牙,斯洛伐克,西班牙,瑞典,瑞士和英國,共有 470 多座垃圾焚燒利用設施(Waste-to-Energy Plants)。

歐洲,作為垃圾焚燒處理技術的發源地,垃圾焚燒廠的歷史超過300年, 目前有許多焚燒廠在持續的改建和擴建。如:

1)德國的MVA Krefeld焚燒廠先后建設了5條焚燒線:

____1975年,該廠建成2條線,處理能力均為288/日;

____1982年,又增加了1條線,處理能力也為288/日;

____1997年,又增加了1條線,處理能力為432/日;

____2011年,又增加了1條線,處理能力為600/日。

2)瑞典SävenäsverketiGöteborg焚燒廠有7條焚燒線:

____1972年,建成了3條線,處理能力均為360/日;

____1994年,增加了1條線,處理能力為528/日;

____1995年,增加了1條線,處理能力為528/日;

____2001年,增加了1條線,處理能力為360/日;

____2009年,增加了1條線,處理能力為360/日。

在美國,上個世紀九十年代以來,美國垃圾處理以衛生填埋為主(約占一半),生活垃圾管理以可再生資源回收為主,在垃圾焚燒廠方面注重運營,而不是建設新的設施。但近幾年來,美國的又重新開始認識到垃圾焚燒建設的必要性。 2012年,美國共有85座垃圾焚燒利用設施,其中,77 座由私有企業運營,座由公共部門運營。目前,尚有 20 個新建及擴建垃圾焚燒項目。

在日本,全國現有 1200 多座垃圾焚燒廠,其中各種規模的都有。按照是否連續運行可大體分為四類,其中:

____全連續式焚燒廠,平均規模250-300/日;

____準連續式焚燒廠,平均規模約為70-80/日;

____機械爐排-序批式焚燒廠,平均規模約為20-25/日;

____固定爐排-序批式焚燒廠,平均規模約為不到10/日。

盡管日本焚燒廠總數在減少,但其連續式垃圾焚燒廠數量仍然是呈增加趨勢。 2000年相比,2009年日本連續式垃圾焚燒廠數量增加了20%;而其它三種類型分別減少了35%、53%68%。

 

因此,對于人口量大、土地資源緊張的大中城市,如果經濟條件適宜,垃圾焚燒是技術成熟的、可優先選擇的垃圾處理主流方式。

 

3)總體效果

 

2. 生活垃圾焚燒發電廠

2.1 建設及運行標準

生活垃圾焚燒發電廠的建設,具有嚴格的建設審批程序,包括特性經營權的招標采購,規劃的符合性、土地使用審批、環境影響評價、能評、安評和社會穩定性評價及其批復等。

同時,為保障生活垃圾焚燒發電廠的建設水平和建設質量,國家針對垃圾焚燒發電廠制定并頒布實施有關政策、標準和規范,包括但不限于:

____《國務院批轉住房城鄉建設部等部門關于進一步加強城市生活垃圾處理工作意見的通知》(國發[2011]9號);

____《關于進一步加強生物質發電項目環境評價管理工作的通知》(環發[2008]82號);

____《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014);

____《城市生活垃圾焚燒處理工程項目建設標準》(2010);

____《生活垃圾焚燒處理工程技術規范》(CJJ90-2009);等。

為了規范生活垃圾焚燒發電廠的運行,已經頒布實施的政策、標準和規范,包括但不限于:

____《生活垃圾焚燒廠運行監管標準》(CJJ/T212-2015);

____《生活垃圾焚燒廠運行維護與安全技術規程》(CJJ 128-2009);

____《國家發改委關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知》(發改價格[2012]801號);等。

國外針對垃圾焚燒發電技術應用和工程建設、運行,可供參考的約束性規范,如:

____歐共體垃圾焚燒污染物排放控制的指導性規范《Directive 2000/76/EC the European Parliament and of the Council of 4 December 2000 on the incineration of waste;

____世界銀行貸款建設項目垃圾焚燒發電工程技術規范《Municipal Solid Waste Incineration,World Bank Technical Guidance Report1999.8;等。

2.2 典型污染物排放限值

針對垃圾焚燒排放煙氣中存在的污染物限值,目前中國執行的標準GB18458-2014,主要指標基本與國際接軌,部分指標比較如下:

序號

污染物

單位

國標

GB18485-2014

歐共體

2000/76/EC

日本

(現行限值)

1

顆粒物 (24h均值)

mg/m3

20

10

20

2

NOx (24h均值)

mg/m3

250

200

105

3

SO(24h均值)

mg/m3

80

50

57

4

HCl (24h均值)

mg/m3

50

10

25

5

HF (24h均值)

mg/m3

-

1

-

6

Hg及其化合物

mg/m3

0.05

0.05

0.05

7

鎘、鉈及其化合物

(Cd +Tl )

mg/m3

0.1

0.05

-

8

銻、砷、鉛、鉻、鈷、銅、錳、鎳及其化合物(Sb+As+Pb

+Cr+Co+Cu+Mn+Ni)

mg/m3

1.0

Pb£0.5

其他重金屬£0.5

-

9

二噁英類

ng TEQ/m3

0.1

0.1

0.1

10

CO (24h均值)

mg/m3

80

50

88

2.3 焚燒廠建設要點

____每條焚燒生產線的年運行時間應在8000小時以上,垃圾焚燒系統的設計服務期限不應低于25年。

____垃圾池有效容積應按5-7天的額定垃圾焚燒量確定。垃圾池應設置垃圾滲濾液收集設施。

____應保證垃圾在焚燒爐內得到充分燃燒,二次燃燒室內的煙氣應在不低于850℃的條件下滯留時間不小于2秒,焚燒爐渣熱灼減率應控制在5%以內,有條件時宜控制在3%以內。

____必須設置袋式除塵器,去除焚燒煙氣中的粉塵污染物。

____應選用干法、半干法、濕法或其組合處理工藝,有效去除焚燒煙氣中的氯化氫、氟化氫、硫氧化物、氮氧化物等酸性污染物。

____應采取措施嚴格控制煙氣中二噁英的排放,包括:控制燃燒室內焚燒煙氣的溫度、停留時間與氣流擾動工況;減少煙氣在200-500℃溫度區的滯留時間;設置活性炭粉等吸附劑噴入裝置。

2.4 焚燒煙氣控制措施

垃圾焚燒廠排放的廢氣主要來自于焚燒過程所產生的煙氣,其主要污染物為粉塵、氯化氫(HCl)、二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、氟化氫(HF)、有機污染物、二惡英及重金屬等。

主要通過計算機控制系統可以實現垃圾焚燒、熱能利用、煙氣處理等過程的高度自動化,控制設定的燃燒條件(如爐膛溫度高于850℃,煙氣停留時間大于2秒,保持煙氣湍流流動和6%-8%的過氧量),使焚燒系統在額定工況下運行,原始排放物濃度降到最低,并保證二噁英等有機物的徹底分解。

同時安裝各種有效的煙氣處理設備,如布袋除塵、活性炭吸附有害物質等,并使用煙氣在線監測裝置——以連續監測每條焚燒線的煙氣排放指標,確保垃圾焚燒廠煙氣污染物排放達到規定標準要求。

2.5 惡臭氣體控制措施

____應采用密閉性好、具有自動裝卸結構的壓縮式運輸車來運輸垃圾,盡量減少臭味外溢。

____在垃圾卸料大廳出入口應設置空氣幕,并在垃圾運輸車卸料前后關閉電動卸料門,以防止臭氣外逸。

____垃圾坑應采用密閉式設計,在垃圾坑上方設置吸風口,將惡臭氣體作為燃燒空氣引至焚燒爐內高溫分解,并使垃圾坑和卸料大廳處于負壓狀態。

____應設置備用的活性炭廢氣凈化設施,在全廠停爐檢修期間,垃圾坑內的臭氣必須經活性炭廢氣凈化設施凈化達標后才能排放。

____滲濾液處理系統應設計為密閉結構,并在頂部設導氣管,將產生的沼氣和臭氣通過導氣管、抽風機導入焚燒廠垃圾坑。

2.6 二噁英控制措施

二噁英,是二噁英類和呋喃類物質的簡稱,包括結構和性質都很相似的眾多同類物或異構體的兩大類,共210種有機化合物,其中部分種類具有毒性。

二噁英并不是垃圾焚燒廠特有的公害,它是一種有機物與氯一起加熱就會產生的化合物,是一種比較普遍的化學現象。二噁英在空氣、土壤、水、食物和垃圾中都能發現,有研究顯示,食品是其主要來源,人體接觸的二噁英中約有90%來自食物攝入。

垃圾焚燒廠控制二噁英排放,主要采用成熟的前“3T”焚燒和后高效凈化技術,其一是保持焚燒爐膛內溫度大于850度,并控制煙氣在爐膛內停留2秒以上,使二噁英得到完全分解;其二是煙氣通過先進可靠的凈化處理系統,將單位二噁英濃度控制在0.1納克以內,達到標準規定的排放限值。

現代垃圾焚燒技術進步的關鍵成果之一,即焚燒煙氣中二噁英的有效控制和凈化排放,有關資料顯示,目前大量采用垃圾焚燒的發達國家,垃圾焚燒廠對自然界二噁英排放總量的貢獻率都低于1%。

2.7 焚燒廠的監管要求

應定期監控垃圾貯坑中的垃圾貯存量,并采取有效措施導排垃圾貯坑中的滲濾液。滲濾液應經處理后達標排放。

應實現焚燒爐運行狀況在線監測,監測項目至少應包括焚燒爐燃燒溫度、爐膛壓力、煙氣出口氧氣含量和一氧化碳含量,應在顯著位置設立標牌,自動顯示焚燒爐運行工況的主要參數和煙氣主要污染物的在線監測數據。

應實現煙氣自動連續在線監測,監測項目至少應包括氯化氫、一氧化碳、煙塵、二氧化硫、氮氧化物等項目,并與當地環衛和環保主管部門聯網,實現數據的實時傳輸。

對垃圾焚燒產生的爐渣和飛灰應按照規定分別進行妥善處理或處置。

在各工藝環節要采取切實有效的臭氣控制措施,廠區應做到無明顯臭味;要在相關位置按要求使用除臭系統,并按要求及時維護。

在垃圾貯坑、污水及滲濾液收集池、地下建筑物、生產控制室等沼氣易聚集場所,應加強日常監測監管,以確保安全生產。

3. 典型垃圾焚燒項目

3.1國外典型項目

____意大利布雷西亞城垃圾焚燒發電廠

1)項目地址:Brescia, Italy。

焚燒規模:3 x 820 t/d,焚燒設備Martin Grate。

2)主體工藝:高溫機械焚燒+半干法煙氣脫酸+SCR+BF+單元制CEMS。

____法國巴黎市垃圾焚燒發電廠

1)項目地址:parist,Franch。

焚燒規模:2 x 750 t/d,焚燒設備Vonroll Grate。

2)主體工藝:高溫機械焚燒+SNCR+半干法煙氣脫酸+SCR+BF+單元制CEMS。

3)煙氣排放指標:(*當地規定,Isseane實際排放控制值)。

4)工程特色:工廠位于城市核心區,緊鄰塞納河,距離埃菲爾塔1800m;地面之下建筑體33m,地面之上建筑物高21m,工業景觀型外觀。

3.2 國內典型項目

____深圳市老虎坑垃圾焚燒發電廠

項目地址:深圳市寶安區老虎坑。

焚燒規模:3x400 + 4x750 t/d,焚燒設備SKG Grate。

____廣州市李坑垃圾焚燒發電廠

項目地址:廣州市白云區李坑。

焚燒規模:2 x 520 t/d,焚燒設備Martin_MHI Grate。

 

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