張瑞青, 杜 鵬, 閔海華, 梁 恒 ,張 濤

(1. 山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司，濟(jì)南 250013;2.中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津 300381;3.泛華建設(shè)集團(tuán)有限公司山東設(shè)計(jì)分公司，濟(jì)南 250013)

1 前 言

靜脈產(chǎn)業(yè)，最早是由日本學(xué)者吉野敏行提出來(lái)的，他認(rèn)為在循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系中，根據(jù)物質(zhì)流向的不同，可分為兩個(gè)過程: 一是從原料開采到生產(chǎn)“流通”消費(fèi)的過程; 二是從生產(chǎn)或消費(fèi)后的廢物收集運(yùn)輸“分類分解”再資源化或最終廢棄處置的過程。仿照生物體內(nèi)血液循環(huán)的概念，前者可以稱為動(dòng)脈過程，后者則可稱為靜脈過程[1]。

靜脈產(chǎn)業(yè)園也稱循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園，是指建立以靜脈產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的生態(tài)工業(yè)園，把傳統(tǒng)的“資源-產(chǎn)品-廢棄物”的線性經(jīng)濟(jì)模式，改造為“資源-產(chǎn)品-再生資源”閉環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，實(shí)現(xiàn)生活和工業(yè)廢物的循環(huán)再利用[2]，最終實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約和環(huán)境負(fù)荷降低的目的。

2 南方某市概況

南方某市總面積2 430km2，戶籍人口1 358 675人，流動(dòng)人口235 468人，下轄7個(gè)街道、17個(gè)鎮(zhèn)。2016年12月，被列為第三批國(guó)家新型城鎮(zhèn)化綜合試點(diǎn)地區(qū)。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，該市現(xiàn)有生活垃圾焚燒發(fā)電廠日均生活垃圾進(jìn)廠量約1 100t，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)處理能力900t/d的總規(guī)模。預(yù)計(jì)至2020年，該市市政污水處理設(shè)施總體規(guī)模將超過30萬(wàn)m3/d，市政污泥產(chǎn)量可達(dá)250t/d(以含水率80%計(jì))；目前該市污泥主要采用衛(wèi)生填埋與堆肥農(nóng)用等方式處理，現(xiàn)有技術(shù)與設(shè)施均已不能滿足本市污泥無(wú)害化處理與環(huán)境保護(hù)的實(shí)際需求。原填埋場(chǎng)封場(chǎng)后，大量焚燒爐渣無(wú)處消納。另外本市目前尚無(wú)餐廚垃圾處理場(chǎng)所，餐廚垃圾無(wú)法得到有效規(guī)范處理處置。不僅容易造成環(huán)境污染，更易產(chǎn)生“地溝油”、“垃圾豬”等問題。因此本市急需建設(shè)生活垃圾、市政及工業(yè)污泥、餐廚垃圾及焚燒爐渣、飛灰的處理場(chǎng)所。

“十三五”期間是該市建設(shè)富庶、文明、開放、和諧城市關(guān)鍵時(shí)期。為保證經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，鞏固提升國(guó)家級(jí)生態(tài)城市創(chuàng)建成果，需重點(diǎn)解決城市固體廢棄物減量化、資源化、無(wú)害化處理處置問題。縱觀國(guó)內(nèi)外發(fā)達(dá)地區(qū)的廢物管理狀況，結(jié)合該市的實(shí)際情況，在城市近郊區(qū)建設(shè)固體廢物環(huán)境產(chǎn)業(yè)園區(qū)，對(duì)污染物進(jìn)行集中處理，是解決廢物處理設(shè)施建設(shè)用地的關(guān)鍵問題，也是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)和資源循環(huán)型社會(huì)的有效途徑。環(huán)境產(chǎn)業(yè)園區(qū)不僅可以實(shí)現(xiàn)污染幾種處理、風(fēng)險(xiǎn)集中控制，還可以提高各類城市固廢資源化利用率、節(jié)約土地資源。

3 園區(qū)選址

園區(qū)選址距離該市市區(qū)直線距離11km，實(shí)際運(yùn)距約16km。園區(qū)占地面積為1 224畝。目前廠址用地主要為林地、果園。

4 產(chǎn)業(yè)類型和功能選擇

園區(qū)產(chǎn)業(yè)類型和功能選擇應(yīng)從該市實(shí)際產(chǎn)業(yè)缺口需求出發(fā)，并結(jié)合園區(qū)的定位、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)及國(guó)際循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園案例經(jīng)驗(yàn)，確定產(chǎn)業(yè)類型和功能布局。建設(shè)“固體廢棄物處理與處置、節(jié)能環(huán)保設(shè)備研發(fā)制造、尖端環(huán)保技術(shù)孵化、中德環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)交流合作”等功能為一體的國(guó)際型靜脈產(chǎn)業(yè)園，由6個(gè)功能組成。

(1)固廢處置功能區(qū)：主要承擔(dān)生活垃圾焚燒發(fā)電、污泥焚燒發(fā)電、飛灰填埋、餐廚垃圾處理等功能。飛灰填埋庫(kù)區(qū)使用完畢后進(jìn)行封場(chǎng)綠化可以作為青少年環(huán)保教育的附屬綠地。

(2)資源再生利用功能區(qū)：主要承擔(dān)建筑垃圾再生利用功能。

(3)中德環(huán)保設(shè)備研發(fā)制造功能區(qū)：主要承擔(dān)中德環(huán)保技術(shù)交流、德國(guó)環(huán)保產(chǎn)品本土化轉(zhuǎn)化、環(huán)保設(shè)備研發(fā)、制造、展示功能。

(4)綜合管理服務(wù)功能區(qū)：主要承擔(dān)園區(qū)規(guī)劃、開發(fā)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、技術(shù)咨詢等綜合管理和服務(wù)功能。

(5)科研宣教功能區(qū)：主要承擔(dān)園區(qū)教育培訓(xùn)、宣傳展示、科研監(jiān)測(cè)等功能。

5 規(guī)劃項(xiàng)目

5.1 近期項(xiàng)目

近期以生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目、污泥焚燒發(fā)電項(xiàng)目、飛灰填埋項(xiàng)目并重建成3大工程，近期投資12.6億元。

5.1.1 生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目

①處理對(duì)象：該市11個(gè)鎮(zhèn)區(qū)分類收集后的生活垃圾。

②建設(shè)規(guī)模：總規(guī)模1 500t/d；一期800t/d；中期400t/d、遠(yuǎn)期400t/d。

③占地面積：占地面積約為50畝。

④工藝方案。

垃圾車從物流口進(jìn)入廠區(qū)，經(jīng)過地磅秤稱重后進(jìn)入垃圾傾卸平臺(tái)，卸入垃圾貯坑。貯坑內(nèi)的垃圾通過垃圾吊車抓斗抓到焚燒爐給料斗，經(jīng)溜槽落至給料爐排，再由給料爐排均勻送入焚燒爐內(nèi)燃燒，選用EAVT機(jī)械爐排式焚燒爐。垃圾燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)余熱鍋爐冷卻至190℃后進(jìn)入煙氣凈化系統(tǒng)。余熱鍋爐以水為工質(zhì)吸收高溫?zé)煔庵械臒崃浚a(chǎn)生4.0MPa，400℃的蒸汽。供汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電。垃圾在爐排上待可燃份完全燃燒，灰渣落入出渣機(jī)，出渣機(jī)將爐渣推送至灰渣貯坑。灰渣貯坑上方設(shè)有橋式抓斗起重機(jī)，可將匯集在灰渣貯坑中的灰渣抓取，經(jīng)固化后裝車運(yùn)至附近的生活垃圾填埋場(chǎng)最終處置。

⑤技術(shù)先進(jìn)性：系統(tǒng)采用負(fù)壓設(shè)計(jì)，無(wú)臭氣逸出；煙氣排放滿足歐盟現(xiàn)行最嚴(yán)苛的德國(guó)17.BimSchV煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，有效避免二次污染；經(jīng)濟(jì)節(jié)能，垃圾發(fā)電平均效率高；運(yùn)行穩(wěn)定，年平均運(yùn)行時(shí)間超過8 000h；零排放廢水處理系統(tǒng)；垃圾焚燒充分，污染物高溫分解徹底，無(wú)二次污染。

5.1.2 污泥焚燒發(fā)電項(xiàng)目

①處理對(duì)象：本市各市政及工業(yè)污水處理廠產(chǎn)生的污泥。

②建設(shè)規(guī)模：總規(guī)模含水率80%的污泥300t/d；近期：200t/d；遠(yuǎn)期：100t/d。

③占地面積：占地面積約為50畝。

④工藝方案：污泥場(chǎng)外運(yùn)輸為汽車運(yùn)輸，污泥運(yùn)輸車進(jìn)場(chǎng)后，先經(jīng)汽車衡稱量，以計(jì)算進(jìn)廠污泥量，然后進(jìn)入儲(chǔ)泥池。污泥經(jīng)污泥計(jì)量斗下方的單螺桿式污泥泵通過管道將污泥傳送至污泥干化機(jī)內(nèi)。干化機(jī)換熱氣源為0.5mPa飽和蒸汽。污泥在干化機(jī)停留時(shí)間為3～5h后，含水率可降至40%左右，由干化機(jī)污泥排出口排出。干化后的污泥由皮帶機(jī)輸送到主廠房爐前污泥斗進(jìn)行定量。給料借助自身重力和引入的送料風(fēng)沿著落料管滑落進(jìn)入爐膛。本項(xiàng)目采用EAVT污泥自持焚燒技術(shù)，選用鼓泡式流化床污泥焚燒爐，爐膛內(nèi)的整體溫度保持在850℃以上，同時(shí)，控制爐膛出口的氧量維持在6%～8%，保證煙氣中可燃成分的完全燃燒。鍋爐燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機(jī)提供。離開爐膛并夾帶大量物料的煙氣經(jīng)高溫絕熱型旋風(fēng)分離器之后，絕大部分物料被分離出來(lái)，經(jīng)返料器返回爐膛，實(shí)現(xiàn)循環(huán)燃燒。分離后的煙氣經(jīng)空氣預(yù)熱器進(jìn)步換熱后由尾部煙道排出，煙氣出空氣預(yù)熱器時(shí)溫度降至150℃以下，在煙道經(jīng)過布袋除塵器除塵后，由活性炭吸附煙氣中重金屬及二噁英等成份后，最后由引風(fēng)機(jī)引入爐后脫酸塔進(jìn)行脫酸處理，處理后煙氣經(jīng)過脫酸塔上部煙囪排入大氣。

⑤技術(shù)先進(jìn)性：可實(shí)現(xiàn)針對(duì)中國(guó)低熱值污泥的高效焚燒；系統(tǒng)采用負(fù)壓設(shè)計(jì)，無(wú)臭氣逸出；煙氣排放滿足歐盟現(xiàn)行最嚴(yán)苛的德國(guó)17.BimSchV煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)，有效避免二次污染；運(yùn)行穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)節(jié)能，年平均運(yùn)行時(shí)間超過8 000h；零排放廢水處理系統(tǒng)；污染物高溫分解徹底，無(wú)二次污染。

5.1.3 飛灰與爐渣填埋項(xiàng)目

①處理對(duì)象：本市生活垃圾焚燒發(fā)電廠焚燒產(chǎn)生的飛灰與爐渣。

②建設(shè)規(guī)模：飛灰產(chǎn)生量約40t/d。填埋場(chǎng)總庫(kù)容90萬(wàn)m3。

③占地面積：占地面積約為260畝。

④工藝方案：生活垃圾焚燒發(fā)電廠的飛灰固化采用水泥+螯合劑的處理工藝，固化合格后，送本項(xiàng)目進(jìn)行填埋處置。填埋場(chǎng)使用復(fù)合防滲系統(tǒng)，廢物從鋪設(shè)的襯層之上開始逐層填埋，逐步填高；為了防止地基的不均勻沉降，填埋物料的鋪設(shè)應(yīng)滿鋪整個(gè)場(chǎng)底，使場(chǎng)底受力均勻。填埋場(chǎng)邊坡隨填埋高度的增加需進(jìn)行一定的封場(chǎng)處理，地面以上的“收坡”坡度為1∶3，封場(chǎng)的頂面做成坡向四周的排水坡面。

⑤技術(shù)先進(jìn)性：復(fù)合防滲系統(tǒng)，防滲層由柔性膜和粘土層構(gòu)成,分三層施工,滲透系數(shù)不大于5×10-7cm/s，滲透性極低,具有很好的防滲效果；具有可監(jiān)測(cè)性和可修復(fù)性；滲濾液處理效果好；沼氣利用效率高等。

5.1.4 園區(qū)污水廠項(xiàng)目

①建設(shè)規(guī)模和工程范圍：本項(xiàng)目主要處理對(duì)象為園區(qū)產(chǎn)生的滲濾液、生產(chǎn)廢水以及生活廢水。

①項(xiàng)目概況：園區(qū)的污水在污水廠進(jìn)行統(tǒng)一處理，處理后回用。

②建設(shè)規(guī)模：近期處理規(guī)模為800t/d，遠(yuǎn)期處理規(guī)模為1 200t/d。

③占地面積：占地面積約為50畝。

④工藝流程：污水→預(yù)處理→生化處理→深度處理→回用。

⑤技術(shù)先進(jìn)性：全廠廢水處理零排放，無(wú)二次污染問題。

5.1.5 近期建設(shè)項(xiàng)目明細(xì)表(表1)

表1 近期建設(shè)項(xiàng)目明細(xì)表Tab.1 Details of recent construction projects

5.2 中遠(yuǎn)期項(xiàng)目

逐步建設(shè)餐廚垃圾處理項(xiàng)目、建筑垃圾資源化利用項(xiàng)目、固廢博物館3大工程，園區(qū)遠(yuǎn)期總投資20.6億元。

5.2.1 餐廚垃圾處理項(xiàng)目

①處理對(duì)象：本市主城區(qū)產(chǎn)生的餐廚垃圾、園林廢棄物、農(nóng)業(yè)秸稈等。

②建設(shè)規(guī)模：處理餐廚垃圾200t/d。

③占地面積：本項(xiàng)目占地面積約50畝。

④工藝方案：系統(tǒng)采用EEBM生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化技術(shù)設(shè)計(jì)；首先把餐廚垃圾通過專用餐廚垃圾車收運(yùn)至卸料斗，經(jīng)過分揀、破碎、除油、制漿等預(yù)處理工段把餐廚垃圾制成含固率約為10%左右的漿料，分揀出的雜物送去焚燒廠焚燒。園林廢棄物與農(nóng)業(yè)秸稈等先經(jīng)過粉碎機(jī)破碎，與餐廚漿料混合后，由漿料泵入?yún)捬跸蕻a(chǎn)生沼氣，沼氣送至生活垃圾焚燒發(fā)電廠助燃。沼液排入園區(qū)的污水處理廠處理。厭氧發(fā)酵單元產(chǎn)生的沼渣為高效有機(jī)液態(tài)農(nóng)肥，不含污染物，可供本市轄區(qū)內(nèi)園林及農(nóng)業(yè)使用。

⑤技術(shù)先進(jìn)性：系統(tǒng)采用負(fù)壓設(shè)計(jì)，無(wú)臭氣逸出；產(chǎn)沼氣效率高；運(yùn)行穩(wěn)定且經(jīng)濟(jì)節(jié)能，年平均運(yùn)行時(shí)間超過8 000h；副產(chǎn)高效有機(jī)液態(tài)農(nóng)肥。

5.2.2 建筑垃圾綜合利用項(xiàng)目

①處理對(duì)象：本市城區(qū)產(chǎn)生的建筑垃圾。

②建設(shè)規(guī)模：處理建筑垃圾500t/d。

③占地面積：占地面積約為150畝。

④工藝方案：原料堆場(chǎng)的建筑垃圾經(jīng)裝載機(jī)進(jìn)入給料斗，首先經(jīng)振動(dòng)給料機(jī)篩分，去除混入其中的細(xì)粒級(jí)泥料。經(jīng)過篩除泥料后的建筑垃圾經(jīng)一級(jí)破碎機(jī)破碎成粒徑100mm以下的細(xì)塊，通過皮帶機(jī)輸送至二級(jí)破碎將已經(jīng)過處理的建筑垃圾進(jìn)行破碎，將建筑垃圾物料的尺寸范圍進(jìn)一步調(diào)小，目的在于最終獲得粒徑分布合理，具有實(shí)際使用價(jià)值的建筑垃圾再生轉(zhuǎn)化產(chǎn)品。經(jīng)過二級(jí)破碎后的物料通過皮帶機(jī)輸送到振動(dòng)篩分機(jī)篩分出不同粒徑范圍可再生骨料篩分后的物料分別通過皮帶機(jī)輸送至不同的骨料倉(cāng)作為制磚用骨料貯存或再通過皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至制磚生產(chǎn)線進(jìn)行制磚。剩余的廢渣土，運(yùn)至垃圾填埋場(chǎng)填埋。

5.2.3 固廢博物館

關(guān)注垃圾就是關(guān)心民生，保護(hù)環(huán)境就是愛護(hù)健康，打造清潔就是創(chuàng)造價(jià)值。為喚醒民眾環(huán)保意識(shí)，了解固廢、認(rèn)識(shí)固廢、關(guān)注固廢，利用園區(qū)內(nèi)的設(shè)施建造一個(gè)集環(huán)境教育、固廢培訓(xùn)、文化旅游及固廢循環(huán)利用研究四大功能為一體的中國(guó)固廢博物館，將其打造成國(guó)內(nèi)領(lǐng)先世界一流的環(huán)保體驗(yàn)教育中心、固廢處理培訓(xùn)中心、垃圾與文化活動(dòng)研究中心、固廢循環(huán)利用研究中心、綠色義工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐活動(dòng)中心。擬建項(xiàng)目總用地面積10畝。

5.2.4 中遠(yuǎn)期建設(shè)項(xiàng)目明細(xì)表(表2)

表2 中遠(yuǎn)期建設(shè)項(xiàng)目明細(xì)表Tab.2 Details of medium and long term construction projects

6 物質(zhì)鏈構(gòu)建

靜脈產(chǎn)業(yè)園以固體廢物為原料，將它們轉(zhuǎn)化為可重新利用的資源和產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)各類廢物的再利用和資源化，通過物流、能流傳遞方式把不同工廠連接起來(lái)，形成了資源共享、副產(chǎn)品互換的產(chǎn)業(yè)共生組合，建立“生產(chǎn)者—消費(fèi)者—分解者”的物質(zhì)循環(huán)方式，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)閉路循環(huán)、能量多級(jí)利用和廢物產(chǎn)生最小化。

園區(qū)內(nèi)物質(zhì)聯(lián)系主要是不同處理設(shè)施間的原料〗互供，如生活垃圾及污泥焚燒系統(tǒng)產(chǎn)生的爐渣運(yùn)至建筑垃圾綜合利用項(xiàng)目制取建材，焚燒飛灰進(jìn)行固化處理后運(yùn)至安全填埋場(chǎng)填埋；餐廚垃圾處理產(chǎn)生的沼氣制成CNG，供收運(yùn)車輛加氣使用；各項(xiàng)目產(chǎn)生的污集中進(jìn)入園區(qū)污水處理站進(jìn)行處理，處理后的中水用于園區(qū)的綠化、洗車、沖廁、景觀用水(下圖)。

圖 靜脈產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)成Fig. Structure of venous industrial park supply chain

7 能量流構(gòu)建

園區(qū)能量集成應(yīng)綜合考慮余熱能源量、能級(jí)梯度及能源原料利用等方面。余熱利用應(yīng)盡可能提高其有效利用程度，利用余熱蒸汽和余熱發(fā)電方式實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源利用程度的最大化；能級(jí)梯度就是盡可能使用再生能源，從而減少使用初始能源；充分回收廢物中的生物質(zhì)能，提高園區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益[3]。

園區(qū)主要能源為生活垃圾焚燒發(fā)電廠及污泥焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的電能及余熱，以及餐廚垃圾和廚余垃圾厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣。電能并入城市電網(wǎng)，余熱蒸汽作為餐廚垃圾、設(shè)備研發(fā)制造工藝用汽、沼氣精制成為車用燃料。通過園區(qū)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目之間“能源梯級(jí)利用”來(lái)提高能源利用效率，實(shí)現(xiàn)能耗的最小化，并最終實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。

8 結(jié) 語(yǔ)

園區(qū)建成后，將實(shí)現(xiàn)消納生活垃圾55萬(wàn)t/a左右、消納市政污泥7.3萬(wàn)t/a、消納飛灰9.5萬(wàn)t/a、消納餐廚垃圾及綠色廢棄物7.3萬(wàn)t/a；消納建筑建筑垃圾18.3萬(wàn)t/a。固體廢物產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展，可節(jié)約固體廢物處理設(shè)施土地二次開發(fā)利用投資、整合資源、降低成本，實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。園區(qū)景觀改造和環(huán)境整治，周邊居住用地和工業(yè)土地價(jià)值可提升；城區(qū)內(nèi)分散布局的固體廢物處置和資源化設(shè)施集中在園區(qū)后，騰出的用地可實(shí)現(xiàn)其本身的土地價(jià)值。走資本市場(chǎng)的道路，實(shí)現(xiàn)企業(yè)自身管理和效益的進(jìn)一步提高。

參考文獻(xiàn)：

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