章文鋒

(上?？岛悱h(huán)境股份有限公司,上海 201703)

前 言

靜脈產(chǎn)業(yè)概念最早于20世紀(jì)80年代由日本學(xué)者吉野敏在《資源型設(shè)備的經(jīng)濟(jì)學(xué)》中提出，其認(rèn)為在循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系中，物質(zhì)流動(dòng)可分為兩個(gè)過程：從原料開采到生產(chǎn)加工、流通進(jìn)入消費(fèi)領(lǐng)域的過程和從生產(chǎn)或消費(fèi)后的廢棄物排放到收集運(yùn)輸、分類分解、資源化或最終處置的過程，仿照生物體內(nèi)的血液循環(huán)，前者被稱為動(dòng)脈產(chǎn)業(yè)，后者被形象稱為靜脈產(chǎn)業(yè)[1-2]。根據(jù)國家環(huán)?？偩?006年頒布的《靜脈產(chǎn)業(yè)類生態(tài)工業(yè)園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)》，靜脈產(chǎn)業(yè)類生態(tài)工業(yè)園區(qū)定義為以從事靜脈產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的企業(yè)為主體建設(shè)的生態(tài)工業(yè)園區(qū)，簡稱靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)[3]。

隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，伴隨著生活垃圾、餐廚垃圾、建筑垃圾、市政污泥、醫(yī)療垃圾、電子垃圾等各類廢棄物的逐年增加，進(jìn)而出現(xiàn)“垃圾圍城”等環(huán)境問題，如處理不當(dāng)或只進(jìn)行單獨(dú)處理，都將給經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境等多方面帶來壓力和不利影響。如今，生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目從技術(shù)和商業(yè)模式等方面來看已非常成熟，采用以生活垃圾焚燒發(fā)電為核心的靜脈產(chǎn)業(yè)園將是解決城市廢棄物處理行之有效的方案，即通過將生活垃圾焚燒發(fā)電與其他城市各類廢棄物進(jìn)行一體化協(xié)同處理，將傳統(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”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，形成產(chǎn)業(yè)的耦合、資源的共享和循環(huán)利用，變廢為寶[4～6]。

1 靜脈產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃方案

以生活垃圾焚燒發(fā)電為核心的靜脈產(chǎn)業(yè)園在國內(nèi)已有諸多實(shí)踐案例，如上?？岛悱h(huán)境股份有限公司投資、建設(shè)和運(yùn)營的青島市西海岸新區(qū)靜脈產(chǎn)業(yè)園、青島市小澗西生活垃圾綜合處理園區(qū)、珠海中信生態(tài)產(chǎn)業(yè)園[4]以及杭州大江東循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園等[7]。根據(jù)各個(gè)地區(qū)廢棄物種類及園區(qū)運(yùn)作模式的不同，靜脈產(chǎn)業(yè)園的規(guī)劃設(shè)計(jì)也會(huì)有所不同，本文以華東某市為例進(jìn)行以生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為核心的靜脈產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃設(shè)計(jì)研究。

1.1 華東某市基本概況

華東某市總面積7 400km2，常住人口554萬人，城鎮(zhèn)人口411萬人，城鎮(zhèn)化率74.2%。目前每日清運(yùn)處理生活垃圾量超過4 500t，已建設(shè)并投運(yùn)生活垃圾焚燒處理設(shè)施規(guī)模達(dá)3 600t/d，為實(shí)現(xiàn)城市生活垃圾零填埋，生活垃圾處理設(shè)施規(guī)模缺口超過1 000t/d。此外，還有相當(dāng)規(guī)模的其他廢棄物也需進(jìn)行處理，如餐廚垃圾、老舊垃圾處理場滲濾液濃縮液、市政污泥及建筑垃圾等。因此，有必要規(guī)劃建設(shè)一個(gè)以生活垃圾焚燒發(fā)電為核心的靜脈產(chǎn)業(yè)園。

1.2 靜脈產(chǎn)業(yè)園發(fā)展規(guī)劃

根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案的通知》，“無廢城市”不是不產(chǎn)生廢棄物，而是在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展得到保障的情況下，減少物質(zhì)的消耗，通過物質(zhì)和能源循環(huán)利用來實(shí)現(xiàn)城市廢棄物近零排放。

1.2.1 靜脈產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃設(shè)計(jì)思想

根據(jù)華東某市廢棄物種類和規(guī)模情況，結(jié)合“無廢城市”的建設(shè)理念，將靜脈產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃為以生活垃圾焚燒發(fā)電為核心，通過優(yōu)化產(chǎn)業(yè)園內(nèi)項(xiàng)目組合和技術(shù)工藝，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)土地節(jié)約與合理利用，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)、能源、水的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)園區(qū)廢水、廢渣廠內(nèi)利用。

1.2.2 靜脈產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容

通過對華東某市城市廢棄物產(chǎn)生量、各類城市廢棄物一般處理工藝、國內(nèi)外污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、各類廢棄物投資強(qiáng)度等方面進(jìn)行了詳盡的調(diào)研，再結(jié)合產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃設(shè)計(jì)思想，對靜脈產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)主要內(nèi)容歸納如下。

1.2.2.1 城市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目

處理對象：城市生活垃圾；

處理工藝：機(jī)械爐排式焚燒爐[8]；

排污標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)于國家標(biāo)準(zhǔn)，參照歐盟2010/75/EU標(biāo)準(zhǔn)；

處理規(guī)模：一期1 000t/日，二期1 000t/日，總規(guī)模達(dá)到2 000t/日；

項(xiàng)目投資：一期投資6.5億元，二期投資6.5億元，投資總額13億元；

占地面積：120畝；

裝機(jī)容量：40MW；

年發(fā)電量：3.2億千瓦時(shí)。

項(xiàng)目特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)：

(1)以垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為核心，可為園區(qū)內(nèi)其他項(xiàng)目提供電能和熱能，同時(shí)還可以協(xié)同處理其他項(xiàng)目產(chǎn)生的廢棄物；

(2)垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目內(nèi)規(guī)劃設(shè)計(jì)集環(huán)保教育與培訓(xùn)、工業(yè)文化旅游及固廢處理循環(huán)利用研究為一體的環(huán)保教育與科教中心。

1.2.2.2 餐廚垃圾處理項(xiàng)目

處理對象：城市餐飲垃圾+廚余垃圾+地溝油；

處理規(guī)模：300t/日+100t/日+30t/日；

項(xiàng)目投資：總投資約3.0億元；

占地面積：約50畝；

主體處理工藝：預(yù)處理+濕式厭氧+沼氣利用+沼液沼渣處理。

技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)：

(1)利用垃圾焚燒廠的煙氣和蒸汽作為熱源；

(2)高溫濕解——提高產(chǎn)油量；

(3)取消殘?jiān)逊使に嚩巍?jié)省用地(1/3)；

(4)固體殘?jiān)苯尤霠t焚燒——降低處理費(fèi)。

1.2.2.3 老舊垃圾處理場滲濾液濃縮液處理項(xiàng)目

處理對象：老舊垃圾處理場滲濾液濃縮液；

處理規(guī)模：500t/日；

項(xiàng)目投資：約1億元；

占地面積：約4.5畝；

處理工藝：均質(zhì)池+兩級DTRO+軟化+MVR蒸發(fā)+噴霧干燥工藝。

工藝優(yōu)點(diǎn)：

(1)利用垃圾焚燒廠的煙氣和蒸汽作為熱源；

(2)固體殘?jiān)芍苯尤霠t焚燒。

1.2.2.4 污水廠污泥處理項(xiàng)目

處理對象：污水廠污泥；

處理規(guī)模：600t/日；

項(xiàng)目投資：總投資3.0億元；

占地面積：約20畝；

處理工藝：利用垃圾焚燒廠蒸汽對污泥進(jìn)行干化，干化后污泥同垃圾摻燒；

工藝優(yōu)點(diǎn)：最精簡的工藝，最少的投資，最高的性價(jià)比。

1.2.2.5 建筑垃圾及焚燒爐渣處理項(xiàng)目

處理對象：建筑渣土、焚燒廠爐渣；

處理規(guī)模：4 000t/日；

項(xiàng)目投資：總投資4.0億元；

占地面積：400畝；

處理工藝：主要工藝為破碎、磁選、篩分，以及后期的制磚；

工藝優(yōu)點(diǎn)：利用垃圾焚燒發(fā)電廠的循環(huán)冷卻水，100%循環(huán)，不增加用水，不產(chǎn)生灰塵污染。

1.3 靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃項(xiàng)目的協(xié)同

靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)各項(xiàng)目間通過工藝協(xié)同設(shè)置，實(shí)現(xiàn)能源、熱量、污水處理等的工藝循環(huán)與協(xié)同，達(dá)到節(jié)能減排的目的。生活垃圾焚燒發(fā)電靜脈產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目工藝循環(huán)見圖1。由圖1可見，城市產(chǎn)生的生活垃圾送入焚燒發(fā)電廠焚燒，產(chǎn)生的蒸汽供給污泥處理項(xiàng)目，產(chǎn)生的余熱供污泥處理、餐廚厭氧發(fā)酵和老舊垃圾處理場滲濾液濃縮液處理項(xiàng)目，產(chǎn)生的爐渣送至建筑垃圾處理項(xiàng)目處理，發(fā)的電供上網(wǎng)和園區(qū)自用。污泥干化、餐廚垃圾處理及老舊垃圾處理場滲濾液濃縮液處理后的污泥和可燃?xì)堅(jiān)腿肷罾贌l(fā)電廠。生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目、餐廚垃圾處理及園區(qū)生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的廢水經(jīng)焚燒廠內(nèi)滲濾液處理站集中處理，產(chǎn)生的中水全部回用于園區(qū)生產(chǎn)和綠化用水。焚燒廠內(nèi)滲濾液處理站產(chǎn)生的濃水送至垃圾焚燒廠回噴處置。各類廢棄物處理過程中產(chǎn)生的臭氣可送入垃圾焚燒爐焚燒處理。餐廚垃圾處理及滲濾液處理站產(chǎn)生的沼氣可用于餐廚垃圾濕式厭氧發(fā)酵或送往垃圾焚燒廠燃燒，沼氣量足夠大還可以用于沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電。

圖1 靜脈產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目工藝循環(huán)Fig.1 The process cycle diagram of venous industrial park

靜脈產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目除了在工藝上協(xié)同，在公共設(shè)施和園區(qū)管理方面也可進(jìn)行有效的協(xié)同。比如：在公共設(shè)施方面，園區(qū)內(nèi)道路、地磅、管網(wǎng)、綜合辦公樓、宿舍和食堂等可以園區(qū)內(nèi)共享；在園區(qū)管理方面，專業(yè)技術(shù)人員、維保人員、管理人員及化驗(yàn)員等也可協(xié)同管理。

1.4 靜脈產(chǎn)業(yè)園物質(zhì)流和能量流分析

1.4.1 物質(zhì)流分析

靜脈產(chǎn)業(yè)園物質(zhì)流示意圖見圖2，由圖2可見，靜脈產(chǎn)業(yè)園內(nèi)物質(zhì)存在園內(nèi)園外雙循環(huán)。其中，園內(nèi)與園外間的循環(huán)為：園外城市廢物進(jìn)入園區(qū)進(jìn)行處理產(chǎn)生原材料供園外再利用，如生活垃圾焚燒產(chǎn)生的爐渣和建筑垃圾經(jīng)建筑垃圾處理廠生產(chǎn)再生建材供應(yīng)給園外綜合利用，以及餐廚垃圾處理產(chǎn)生的生物柴油可供園外企業(yè)深加工再利用等；園區(qū)內(nèi)循環(huán)為：園區(qū)內(nèi)以生活垃圾焚燒為核心的廢棄物處理項(xiàng)目間共生協(xié)作，如污泥處理廠、滲濾液濃縮液處理廠及餐廚垃圾處理廠產(chǎn)生的污泥、殘?jiān)茸鳛?/p>

圖2 靜脈產(chǎn)業(yè)園物質(zhì)流Fig.2 The material flow of venous industrial park

生垃圾焚燒廠原材料，生活垃圾焚燒廠和餐廚垃圾處理廠產(chǎn)生的滲濾液可回至園區(qū)內(nèi)滲濾液處理站處理，產(chǎn)生的中水回全部用于園區(qū)內(nèi)綠化和生產(chǎn)用水等。

因此，靜脈產(chǎn)業(yè)園以城市產(chǎn)生的廢棄物為原材料，通過園區(qū)內(nèi)以垃圾焚燒發(fā)電為核心的項(xiàng)目間的協(xié)同，將廢棄物轉(zhuǎn)化為再生資源，實(shí)現(xiàn)了“資源-產(chǎn)品-再生資源”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

1.4.2 能量流分析

靜脈產(chǎn)業(yè)園區(qū)應(yīng)盡可能提高能量有效利用程度，利用蒸汽發(fā)電和余熱實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)能源利用程度，盡可能使用再生能源，而減少使用初始能源，提高園區(qū)經(jīng)濟(jì)效益[6-7]。

圖3 靜脈產(chǎn)業(yè)園能量流Fig.3 The energy flow of venous industrial park

由圖3靜脈產(chǎn)業(yè)園能量流示意圖可見，靜脈產(chǎn)業(yè)園以生活垃圾焚燒廠為核心，焚燒產(chǎn)生的熱能通過鍋爐換熱產(chǎn)生蒸汽，一方面用于發(fā)電，供園區(qū)自用(包括其他廢棄物處理廠使用)和上國家電網(wǎng)，另外一方面，蒸汽及余熱可供污泥處理廠、填埋場滲濾液濃縮液處理廠、餐廚垃圾處理廠使用，盡可能提高能量的有效利用程度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了園區(qū)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一。

1.5 環(huán)保教育

1.5.1 環(huán)保教育展示

項(xiàng)目主廠房一樓設(shè)置接待大廳，布置圖片、沙盤與模型、實(shí)物樣品展展示區(qū)和多媒體演示設(shè)備，廠區(qū)內(nèi)合理、清晰布置參觀指示通道，適當(dāng)配置多語種解說站等(圖4，圖5)。

圖4 接待大廳Fig.4 The reception hall

1.5.2 參觀通道與解說站

園區(qū)內(nèi)設(shè)置參觀通道和關(guān)鍵工藝/設(shè)備解說站。

圖5 中央控制室Fig.5 The central control room

以垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為例的參觀通道和解說站位置見表1。

表1 參觀通道和解說站位置Tab.1 The location of visiting passage and interpretation station

1.6 靜脈產(chǎn)業(yè)園用地和投資匯總

靜脈產(chǎn)業(yè)園用地總需求約594.5畝，總投資約24億元，園區(qū)內(nèi)各項(xiàng)目用地及投資匯總?cè)绫?。

表2 靜脈產(chǎn)業(yè)園用地與投資匯總Tab.2 The land-use and investment of venous industrial park

1.7 靜脈產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目監(jiān)督系統(tǒng)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和“大數(shù)據(jù)”時(shí)代的來臨，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，在靜脈產(chǎn)業(yè)園內(nèi)采用數(shù)字化監(jiān)督系統(tǒng)對園區(qū)內(nèi)項(xiàng)目進(jìn)行監(jiān)督管理，靜脈產(chǎn)業(yè)園監(jiān)督系統(tǒng)界面樣圖見圖6。

圖6 靜脈產(chǎn)業(yè)園監(jiān)督系統(tǒng)Fig.6 The supervision system of venous industrial park

園區(qū)按信息化管理要求建設(shè)，在建成運(yùn)行時(shí)全程生產(chǎn)管理和各類資料實(shí)現(xiàn)信息化，生產(chǎn)過程中的重要參數(shù)、在線檢測數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)視頻圖像均可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，可實(shí)時(shí)傳送到政府各相關(guān)職能管理機(jī)構(gòu)和供社會(huì)查詢。

通過該監(jiān)督系統(tǒng)，既可以將園區(qū)的所有污染物排放數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)在同一平臺實(shí)時(shí)查看，還可以隨時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯總、分析等功能。此外，通過云端存儲(chǔ)、訂制APP，方便政府和社會(huì)隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程管理。

2 結(jié) 論

通過對華東某市以生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目為核心的靜脈產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃設(shè)計(jì)，發(fā)現(xiàn)在處理城市生活垃圾和各類廢棄物時(shí)，經(jīng)過園區(qū)內(nèi)項(xiàng)目工藝、公共設(shè)施和管理等方面協(xié)同，減少了環(huán)境影響和用地面積，降低了投資和運(yùn)行成本，提高了資源利用和管理效率，是解決“垃圾圍城”行之有效的綜合處理模式。

靜脈產(chǎn)業(yè)園不僅可以破除廢棄物處理帶來的鄰避效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)“綠色”經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也可作為環(huán)保教育基地和工業(yè)旅游示范基地，成為城市發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的一張靚麗名片。