周 民

（泰安市環(huán)境衛(wèi)生管理處，山東 泰安 271000）

垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其在泰安市的應(yīng)用研究

周 民

（泰安市環(huán)境衛(wèi)生管理處，山東 泰安 271000）

結(jié)合目前城市生活垃圾焚燒處理技術(shù)及國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀，對泰安市發(fā)展垃圾焚燒技術(shù)的可行性進行了探討。

生活垃圾；處理方法；焚燒技術(shù)

采取焚燒的方法處理城市垃圾，是當(dāng)今發(fā)達國家最廣泛應(yīng)用的手段之一［1］。山東省泰安市引進、吸收和發(fā)展垃圾焚燒技術(shù)，優(yōu)化處理工藝，從根本上實現(xiàn)了垃圾處理減量化、資源化、無害化。筆者從國內(nèi)外垃圾焚燒技術(shù)的現(xiàn)狀、發(fā)展及在泰安市應(yīng)用方面加以探討，為其他城市發(fā)展垃圾焚燒提供參考。

1 垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 垃圾焚燒技術(shù)進展

國外在1870年開始應(yīng)用焚燒技術(shù)處理城市生活垃圾。經(jīng)過140 a的發(fā)展，垃圾焚燒技術(shù)日益成熟，垃圾焚燒已成為發(fā)達國家處理生活垃圾的主要方式，且處于上升趨勢。

我國城市垃圾焚燒技術(shù)的研究起步于20世紀80年代中期。“八五”期間對引進的馬丁爐爐型進行了國產(chǎn)化研究。20世紀八九十年代，垃圾焚燒技術(shù)進入研究試用階段。自90年代末起，垃圾焚燒技術(shù)在引進國外技術(shù)的基礎(chǔ)上得以廣泛應(yīng)用，深圳、珠海、廣州、上海、北京等100多個城市相繼建起了垃圾焚燒發(fā)電廠。目前，我國常用的垃圾焚燒處理技術(shù)有爐排爐焚燒處理技術(shù)、回轉(zhuǎn)爐焚燒處理技術(shù)和流化床焚燒處理技術(shù)3種。

1）爐排爐焚燒處理技術(shù)。機械爐排式焚燒爐的品種繁多，使用歷史長，具有較高的可靠度，是適于處理大容量垃圾的成熟焚燒設(shè)備。主要分為往復(fù)運動爐排焚燒爐、滾動爐排焚燒爐2種類型。其應(yīng)用實例見表1。

2）回轉(zhuǎn)爐焚燒處理技術(shù)?；剞D(zhuǎn)爐焚燒系統(tǒng)衍生于水泥工業(yè)中耐火磚襯里回轉(zhuǎn)鍛燒窯。目前，該技術(shù)主要用于危險廢物的焚燒處理，在我國尚未大規(guī)模用于生活垃圾的處理。

表1 我國爐排爐焚燒技術(shù)應(yīng)用實例分析

3）流化床焚燒處理技術(shù)。流化床焚燒技術(shù)是20世紀60年代初發(fā)展起來的一種新型清潔燃燒技術(shù)，其應(yīng)用實例見表2。

表2 我國流化床焚燒技術(shù)應(yīng)用實例分析

1.2 常用垃圾焚燒處理技術(shù)比較

3種垃圾焚燒技術(shù)綜合比較見表3。

在垃圾焚燒技術(shù)應(yīng)用的同時，應(yīng)重視其產(chǎn)生的二次污染問題，尤其是廢氣的污染防治。垃圾焚燒時會產(chǎn)生大量的飛灰（約占垃圾焚燒灰渣總量的20%），因其中含有大量可溶性重金屬和二惡英而不能直接填埋處理［2］。目前，處理垃圾焚燒飛灰的方法主要有水泥固化、熔融固化、化學(xué)穩(wěn)定性、酸或其他溶劑洗提等，而熔融固化是目前公認的較穩(wěn)定、較安全的方法［3-6］。我國早先建設(shè)的幾個垃圾焚燒廠，廢氣處理技術(shù)水平低，達不到無害化和資源化要求。

表3 3種常用垃圾焚燒技術(shù)的綜合比較

總體來看，流化床和爐排爐技術(shù)有各自的優(yōu)勢和適應(yīng)性，而回轉(zhuǎn)爐技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)水平下尚不宜用于城市垃圾焚燒。我國垃圾焚燒總體技術(shù)水平與國外焚燒爐及其煙氣凈化、監(jiān)測設(shè)備相比還有相當(dāng)?shù)牟罹?，焚燒廠主體設(shè)備仍以進口為主，但國產(chǎn)化率逐年提高。

1.3 垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展趨勢

目前，垃圾焚燒技術(shù)正處于快速發(fā)展時期。垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展吸引了大量高新技術(shù)的融入，如高效垃圾發(fā)電技術(shù)、焚燒殘渣處理和利用技術(shù)、廢氣處理的新技術(shù)、自動化控制技術(shù)以及焚燒爐的電腦設(shè)計等。

隨著垃圾焚燒技術(shù)的進一步發(fā)展，垃圾焚燒技術(shù)逐漸向主體設(shè)備專業(yè)化生產(chǎn)、資源化利用、二次污染防治［7-8］、高科技融入和綜合性處理等方向發(fā)展。而且垃圾焚燒爐的設(shè)計制造規(guī)模已逐步由小型規(guī)模向大型規(guī)模、由單一功能（焚燒處理垃圾）向多功能（資源化回收和循環(huán)利用）、由機械型向機電一體化（自動化）方向發(fā)展。

2 垃圾焚燒技術(shù)在泰安市的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)項目必要性分析

目前泰安市區(qū)日產(chǎn)生垃圾700 t，很多垃圾露天堆積，大量占用農(nóng)田，造成環(huán)境污染，危害人體健康。相對于城市垃圾產(chǎn)生量持續(xù)增長，垃圾處理能力卻嚴重不足，市區(qū)小堰堤填埋場已遠遠不能滿足每天700 t生活垃圾的處理需求。在城郊新建填埋場的擇址遇到征地困難、居民反對、場地條件不適宜等諸多問題。因此，泰安市發(fā)展垃圾焚燒技術(shù)勢在必行。

2.2 應(yīng)用垃圾焚燒技術(shù)項目可行性分析

2.2.1 工藝可行性

城市生活垃圾的處理方法與垃圾成分有很大關(guān)系，而垃圾的成分則與燃料結(jié)構(gòu)、消費水平、收集方式、地域和季節(jié)等多種因素有關(guān)。隨著泰安市經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的提高，生活垃圾成分已發(fā)生了質(zhì)的變化，有機物含量已大大高于無機物含量。垃圾成分由“多灰、多水、低熱值”向“較少灰、較高熱值”的方向發(fā)展，有利于實施垃圾焚燒處理。一般當(dāng)垃圾熱值高于5 000 kJ/kg且土地資源有限時，應(yīng)優(yōu)先采用焚燒處理工藝。泰安市生活垃圾的低位熱值超過6 000 kJ/kg，完全符合垃圾焚燒工藝的要求。

2.2.2 焚燒處理規(guī)模可行性

垃圾焚燒發(fā)電的可行性除與電力上網(wǎng)因素相關(guān)外，主要考慮垃圾熱值和處理量2個方面。泰安市的垃圾熱值滿足焚燒并發(fā)電的要求（＞6 000 kJ/kg）；在處理量方面，一般日處理小于300 t的焚燒廠發(fā)電上網(wǎng)在經(jīng)濟上不劃算，泰安市規(guī)劃建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電項目設(shè)計規(guī)模為日焚燒生活垃圾800 t，達到了規(guī)模經(jīng)濟，上網(wǎng)發(fā)電可行。

2.2.3 場址可行性

應(yīng)用垃圾焚燒處理工藝建設(shè)生物質(zhì)能發(fā)電項目包括垃圾焚燒發(fā)電廠和垃圾無害化填埋場。根據(jù)有關(guān)的國家標(biāo)準和規(guī)范要求，有2處場址可以作為備選場地。一處是原有的小堰堤垃圾填埋場，其位于國家重點工程項目京滬高速鐵路沿線附近，若獲得國家對于原垃圾場擴容的批準將極其困難。另一處是蛤蟆山填埋場，位于青春創(chuàng)業(yè)園內(nèi)，土地的性質(zhì)是城建開發(fā)用地，在此建設(shè)填埋場符合規(guī)劃要求，同時與已規(guī)劃準備建設(shè)的垃圾焚燒發(fā)電廠僅一墻之隔，焚燒爐渣可近距離運輸?shù)教盥駡?。?jīng)過比較，優(yōu)先選擇蛤蟆山填埋場，因其占地面積達20余hm2，距市區(qū)10 km，且整個填埋區(qū)地處蛤蟆山山谷，處于主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向側(cè)，對周圍大氣和居民生活影響較小。

2.2.4 經(jīng)濟可行性

該項目各項主要經(jīng)濟指標(biāo)見表4。

表4 泰安市垃圾焚燒項目主要經(jīng)濟指標(biāo)

由表4可知，該項目的內(nèi)部收益率、投資回收期等指標(biāo)較好，總體風(fēng)險較小。

2.2.5 投資市場可行性

泰安市采取特許經(jīng)營辦法，在垃圾焚燒項目投資市場招標(biāo)過程中，采用競爭性談判方式，綜合比較確定最佳合作伙伴。政府通過垃圾處理收費保證建設(shè)投資的回收和企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2.6 環(huán)評可行性

擬建泰安垃圾焚燒項目，屬于《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年）》、《資源綜合利用目錄》中鼓勵類項目，符合《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》等國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策及指導(dǎo)意見，符合我國垃圾處理減量化、資源化、無害化的政策，符合清潔生產(chǎn)的有關(guān)要求，在建立與之配套的運行機制的前提下，具有一定的清潔生產(chǎn)示范作用。

按照原國家環(huán)?？偩帧蛾P(guān)于加強生物質(zhì)發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知》，依據(jù)項目報建程序，通過了由原國家環(huán)?？偩謱υ摾贌l(fā)電項目進行的環(huán)境影響評估和嚴格評審：擬建項目屬公益性環(huán)保項目，具有良好的環(huán)境效益和社會效益，有一定的經(jīng)濟效益，本項目是可行的。

2.3 焚燒爐選擇分析

爐排爐焚燒技術(shù)較成熟，爐體較大，但設(shè)備投資昂貴；流化床焚燒爐技術(shù)在國內(nèi)正在發(fā)展中，有一定的應(yīng)用前景，爐體較小，投資較低。經(jīng)過綜合分析，泰安市優(yōu)先采用中國科學(xué)院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，尾氣排放達到歐盟標(biāo)準。

2.4 項目保障措施分析

2.4.1 垃圾預(yù)處理

垃圾的含水率、熱值、塊體大小對于垃圾焚燒發(fā)電項目的運行穩(wěn)定性、發(fā)電量、電力質(zhì)量影響很大，因此應(yīng)對原生垃圾進行預(yù)處理，預(yù)處理方式包括以下3種。

1）源頭分類收集。收運方式對垃圾成分可產(chǎn)生較大影響，若實現(xiàn)分類或分區(qū)收集，則可提高進入焚燒廠的垃圾質(zhì)量，從而提高焚燒熱效率，降低成本。

2）場內(nèi)分選。一是揀出大塊物體，避免對爐體的損壞，減少停機時間；二是揀出可回收物，增加經(jīng)濟效益和環(huán)境效益；三是揀出有害物質(zhì)，減少二次污染。

3）簡易堆肥后焚燒。泰安市垃圾的含水率較高，超過40%，若采用垃圾焚燒技術(shù)，必須降低垃圾含水率以提高垃圾的熱值。采用垃圾簡易堆肥技術(shù)可在5～7 d內(nèi)去除垃圾中的29%～40%水分，并能改善垃圾的顆粒形狀，提高垃圾的可燃性及熱值、增加垃圾持續(xù)燃燒的穩(wěn)定性。

2.4.2 焚燒電廠垃圾保障供應(yīng)

泰安市出臺了《泰安市生活垃圾城鄉(xiāng)一體化作業(yè)規(guī)范和質(zhì)量標(biāo)準》，對于村鎮(zhèn)垃圾收集、設(shè)施管理及村鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量標(biāo)準作出了具體規(guī)定，所有生活垃圾全部送至焚燒發(fā)電廠，不再自行填埋，泰安中心城區(qū)及周邊19個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、街道）按城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)規(guī)劃合理建設(shè)垃圾收集點或垃圾中轉(zhuǎn)站，配置足夠數(shù)量的專用垃圾壓縮車，每天按時將生活垃圾運送至焚燒發(fā)電廠，既改善了城鄉(xiāng)生活環(huán)境，又確保了焚燒發(fā)電廠垃圾供應(yīng)。

2.4.3 滲瀝液處理達標(biāo)排放

污水處理站建于垃圾填埋場東南側(cè)，占地0.18 hm2，處理對象為垃圾填埋場滲瀝液及垃圾焚燒發(fā)電廠滲瀝液，采用MBR+NF+RO工藝，處理規(guī)模為120 m3/d，處理后的出水水質(zhì)達到GB 16889—2008生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準的一級排放標(biāo)準和GB/T 18920—2002城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)中“城市綠化”水質(zhì)標(biāo)準。

2.4.4 配套政策

1）垃圾焚燒項目電力上網(wǎng)政策。要從政策上保證垃圾焚燒發(fā)電能順利上網(wǎng)，核心問題是確定上網(wǎng)電價。根據(jù)國家政策及全國其他城市的范例及垃圾焚燒發(fā)電廠的處理成本，確定泰安市的垃圾焚燒發(fā)電上網(wǎng)電價為0.647元/（kW·h）。

2）垃圾處理收費政策。實行垃圾處理收費是垃圾焚燒發(fā)電廠能順利運行的重要保證，在垃圾處理收費政策出臺之前，應(yīng)由政府給予垃圾處理補貼。目前，泰安市的垃圾焚燒補貼標(biāo)準為40元/t。

3）集中供熱政策。政府組織引導(dǎo)由垃圾焚燒發(fā)電廠向岱岳區(qū)青春創(chuàng)業(yè)園、岱岳區(qū)委區(qū)政府、居民區(qū)、企事業(yè)單位供熱，并制定收費標(biāo)準，以發(fā)揮垃圾焚燒的綜合效益，提高垃圾處理的資源化利用水平。

3 垃圾焚燒項目在泰安市的運行效果

泰安市應(yīng)用垃圾焚燒處理工藝的項目是指生物質(zhì)能發(fā)電項目——泰安市生活垃圾綜合處理場，其包括垃圾焚燒發(fā)電廠和垃圾無害化填埋場?，F(xiàn)從立項運作、建設(shè)管理、運營績效3個方面加以分析。

3.1 從項目立項運作分析

該生活垃圾焚燒發(fā)電廠是國家環(huán)保新政策實施后，原國家環(huán)?？偩謱徍伺鷾实牡?個垃圾發(fā)電項目；在山東省內(nèi)率先引進中國科學(xué)院具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，采取政府扶持、引入外資、市場化運作的BOO模式；由山東省發(fā)改委批準，是中馬綠能國際集團投資有限公司與北京中科戰(zhàn)略合作的第1個項目成果，項目終期規(guī)模可日處理垃圾1 500 t，滿足泰安市未來25 a生活垃圾處理減量化、資源化、無害化的需要。

3.2 從項目建設(shè)管理分析

泰安市生活垃圾綜合處理場占地24.53 hm2，總投資3.5億元。該場分為2部分：一部分是由泰安中科環(huán)保電力有限公司利用外資承建并運營的生活垃圾焚燒發(fā)電廠；另一部分是由市財政投資和利用部分國債建成的垃圾無害化填埋場，由泰安市環(huán)境衛(wèi)生管理處負責(zé)管理。

垃圾焚燒發(fā)電廠占地6.73 hm2，設(shè)計日焚燒生活垃圾800 t，年發(fā)電量1.2億kW·h；建設(shè)規(guī)模為2爐2機，即2臺500 t/d循環(huán)流化床垃圾焚燒爐，配1×12 MW+1×6 MW凝氣式汽輪發(fā)電機組，采用中國科學(xué)院具有自主知識產(chǎn)權(quán)的循環(huán)流化床垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)，尾氣排放達到歐盟標(biāo)準。垃圾焚燒發(fā)電廠于2007年11月8日開工建設(shè)，2009年10月1日正式投入運營。垃圾無害化填埋場占地17.8 hm2，有效容積101萬m3，設(shè)計使用年限29 a，可日均填埋垃圾焚燒爐渣100 t；填埋場還包括滲瀝液收集處理設(shè)施和輔助配套設(shè)施。該填埋場隨著生活垃圾焚燒發(fā)電廠的運營即投入使用。

3.3 從項目運營績效分析

3.3.1 環(huán)境效益

1）資源得到再利用。垃圾填埋場內(nèi)占地9.8 hm2的草木綠化、道路沖洗、場區(qū)降塵所用水，均采用垃圾滲瀝液處理后的中水，廢水復(fù)用率為100%，極大地節(jié)約了水資源。在固體廢物利用及處置上，焚燒灰渣作為建材原料、飛灰（危險廢物）作為水泥生產(chǎn)用生料分別進行綜合利用。

2）減少了污染物排放。焚燒爐廢氣經(jīng)“半干法脫酸+活性炭吸附+布袋除塵器”的綜合煙氣凈化系統(tǒng)處理，確保焚燒煙氣的達標(biāo)排放。項目最終排放量為二氧化硫210.24 t/a，符合污染物排放總量指標(biāo)要求。該項目滲瀝液日均產(chǎn)生量為82.5 m3/d，經(jīng)過處理規(guī)模120 m3/d的污水處理站處理達標(biāo)后，全部回用于綠化、道路及作業(yè)區(qū)澆灑降塵。

3.3.2 經(jīng)濟效益

從泰安市現(xiàn)狀來看，日焚燒處理生活垃圾700 t，年焚燒處理生活垃圾25.5萬t，實際年發(fā)電量為6 384.9萬kW·h，摻煤比為6%～8%（質(zhì)量比），可以得知泰安市1 t生活垃圾的發(fā)電量約為250 kW·h。經(jīng)濟指標(biāo)財務(wù)內(nèi)部收益率為4.02%，高于行業(yè)基準收益率4%水平；投資回收期為18 a，滿足行業(yè)基準回收期18 a的標(biāo)準。

3.3.3 社會效益

垃圾發(fā)電廠正式運營后，不僅處理了泰城和肥城市每日產(chǎn)生的700 t生活垃圾，每年還能生產(chǎn)6 384.9萬kW·h的綠色電能，并用約5 a的時間，將積存16 a的小堰堤垃圾填埋場的150萬t垃圾逐步處理完畢，使泰安市垃圾處理無害化步入循環(huán)經(jīng)濟、生態(tài)文明的新階段。焚燒項目有效解決了泰安市城鄉(xiāng)生活垃圾消納出路難題，真正實現(xiàn)了垃圾減量化、資源化、無害化，從根本上有效減少了城鄉(xiāng)垃圾污染，改善了城鄉(xiāng)生活環(huán)境，對提高人民生活質(zhì)量、減少垃圾占地、改善旅游環(huán)境、緩解當(dāng)?shù)毓╇娋o張局面、解決就業(yè)問題、推動當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟發(fā)展等起到了重要作用。

4 結(jié)束語

1）利用垃圾焚燒發(fā)電，既有利于促進環(huán)境保護和資源綜合利用，又符合國家產(chǎn)業(yè)政策，同時能夠取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

2）垃圾焚燒不僅能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾的無害化和垃圾最大限度的減容，而且隨著焚燒技術(shù)的發(fā)展，焚燒產(chǎn)生的熱源和能源利用已相當(dāng)廣泛，垃圾焚燒廠與供熱網(wǎng)絡(luò)和電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，成為城市能源供輸?shù)闹匾M成部分，同時也產(chǎn)生了比較理想的經(jīng)濟效益。

3） 焚燒技術(shù)是發(fā)展迅速的垃圾處理方法之一，國內(nèi)生活垃圾焚燒處理的比例將逐年提高，泰安市的實踐證明，采用合理的電力上網(wǎng)價格與垃圾處理收費標(biāo)準、先進的焚燒和尾氣凈化技術(shù)、適當(dāng)?shù)哪茉椿厥绽孟到y(tǒng)，是保證泰安市垃圾焚燒項目立項以及良好運行的重要保證。

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Developmental Status of Waste Incineration Technology and Its Application Research in Taian City

Zhou Min
（Environmental Sanitation Management Office of Taian,Taian Shandong 271000）

Combining status of municipal domestic waste incineration technology and its application situation in China,feasibility of waste incineration technology applied in Taian city wasdiscussed.

domestic waste；treatment method；incineration technology

X705

B

1005－8206（2011） 03－0020－05

2010-09-21

周民（1972—），工程師，主要從事環(huán)衛(wèi)工程技術(shù)的研究。E-mail：zhoumin72@163.com。

（責(zé)任編輯：劉冬梅）