【文章內(nèi)容簡介】 城市生活垃 圾產(chǎn)量受多種因素的影響，如城市人口，城市規(guī)模，經(jīng)濟發(fā)展，人民生活水平的提高；生活燃料結(jié)構(gòu)的變化，凈菜上市比 10 例都會對城市生活垃圾產(chǎn)量產(chǎn)生影響。無錫市作為發(fā)展中的城市，目前垃圾產(chǎn)量呈逐年上升趨勢。表 21是近 4年來環(huán)衛(wèi)部門對運往桃花山填埋場垃圾量的統(tǒng)計。 表 21 桃花山填埋場垃圾 量 年 份 單 位 2020 2020 2020 2020 填埋垃圾量 t/a 336714 368199 412733 479129 增長率 % — 可見 ， 垃圾處理 量增長率逐年遞增。無錫市市政環(huán)境衛(wèi)生管理處對全市垃圾量的統(tǒng)計資料顯示近幾年人均日產(chǎn)生活垃圾量為～ 1kg。據(jù)分析， 2020 年人均日產(chǎn)生生活垃圾為 1kg 左右， 2020生活垃圾將穩(wěn)定為 ，社會經(jīng)營性生活垃圾產(chǎn)量還不完全包括在內(nèi)。表 22 是近幾年無錫市垃圾產(chǎn)量及預(yù)測值： 表 22 無錫市垃圾產(chǎn)量及預(yù)測值 單位； t/d 年 份 2020 2020 2020 2020 2020 2020 2020 日產(chǎn)量 2159 2279 2405 2622 2945 3130 3332 按新的規(guī)劃，無錫市生活垃圾處理將采用焚燒與衛(wèi)生填埋相結(jié)合的方式。桃花山衛(wèi)生填埋場作為廢物最終處理場，南部及東部地區(qū)生活垃圾送往益多（ 1000t/d）垃圾焚燒廠焚燒處理。在北部地區(qū)宜建一垃圾焚燒廠，負責(zé)惠山區(qū)、錫山區(qū)、北塘區(qū)和崇安區(qū)部分地區(qū)的垃圾處理，目前以上地區(qū)居民生活垃圾，清掃垃圾、商業(yè)垃圾、企事業(yè)單位生活垃圾日產(chǎn)量為 1000t/d～ 1200t/d?？紤]到將來的發(fā)展，服務(wù)區(qū)垃圾焚燒廠規(guī)模為 1200t/d較為適宜。 生活垃圾的特性及熱值預(yù)測 無錫市垃圾來源于城區(qū)居民的生活垃圾、 商業(yè)垃圾、街道園林衛(wèi)生清掃垃圾、以及服裝、印染加工企業(yè)的工業(yè)垃圾。 從垃圾來源看，主要以居民住戶垃圾為主，占總清運量的 60％以上；其次是機關(guān)團體 11 垃圾、餐廚垃圾和企業(yè)垃圾，三者約占總清運量的 30％。 生活垃圾又由廚余、果皮、廢棄紙張、織物、玻璃陶瓷碎片、廢塑料制品、煤灰渣、塵土、各種廢舊包裝材料等組成。 無錫市市政環(huán)境衛(wèi)生管理處提供的歷年生活垃圾取樣分析如下，見表 23～ 表 25。 表 23 歷年生活垃圾成份分析 (％ ) 地域 年份 有 機 廢 物 非 可 燃 廢 物 其它 廚余 紙類 纖維 竹木 塑料 小計 金屬 玻璃 建材 小計 無 錫 市 1996 1997 1998 1999 2020 2020 可以看出，有機物約占 60%～ 80％（可燃物約占總量 30％），呈逐年上升趨勢，不可燃物占總量的 20%～ 30％，呈逐年下降趨勢。 表 24 無錫 市垃圾工業(yè)分析平均值 (%) 水 分 可 燃 分 灰 份 低位熱值 (kJ/kg)/(kcal/kg) 4400/1051 表 25 無錫市元素分析平均值 (%) C H O N S Cl 根據(jù)同類型經(jīng)濟發(fā)達城市的情況和無錫市目前的垃圾成分變化趨勢，今后生活垃圾的有機成分比重將會加大，垃圾熱值將會逐步上升，熱值預(yù)測如下： 12 年 份 低位熱值（ kJ/kg） 高位熱值（ kJ/kg） 2020 3953 9826 2020 4151 9998 2020 4576 10895 2020 5045 11581 2020 5848 12800 2020 6456 13410 本工程選取垃圾的設(shè)計參數(shù)為：城市生活垃圾低位熱值平均為5179kJ/kg (1237kCal/kg)，含水量為 ％。 13 第三章 熱負荷 供熱現(xiàn)狀 無錫市惠山區(qū)范圍內(nèi)現(xiàn)有大小鍋爐約 500 臺，絕大多數(shù)單位用熱由自備鍋爐解決，這些自備鍋爐數(shù)量多、分布廣、熱效率低、除塵設(shè)備差 ，其中有三家企業(yè)自備熱電廠主要以“自產(chǎn)自銷”為主，其中無錫榮成紙業(yè)股份有限公司熱電廠完全為企業(yè)內(nèi)部自用，沒有對外供熱，無錫市新苑熱電廠和無錫錫興鋼鐵股份有限公司熱電廠除了企業(yè)內(nèi)部自用外，還對外供了 8 家和 11家熱用戶，其最大熱負荷分別為 74t/h和 。目前正在建設(shè)中的惠聯(lián)熱電有限公司為城市熱電廠，在建規(guī)模為 2 臺 170t/h 高溫高壓鍋爐和 2 臺 25MW抽凝機組，建成后可對外供汽 160t/h。 熱負荷 根據(jù)《無錫市惠山區(qū)近期（ 2020年～ 2020 年）熱力規(guī)劃及遠景展望》對惠山區(qū)現(xiàn)有熱負荷的統(tǒng)計 和調(diào)查，惠山區(qū)現(xiàn)狀生產(chǎn)熱負荷為，生活熱負荷為 ，近期內(nèi)全區(qū)總熱負荷將達到。 無錫惠聯(lián)熱電一期工程供熱范圍內(nèi)熱負荷為 ，建成后可對外供汽 160t/h，基本滿足用熱需要，一期工程目前正在建設(shè)。無錫惠聯(lián)熱電二期工程供熱范圍內(nèi)熱負荷為 ，二期工程設(shè)計對外供汽能力約為 200t/h，二期工程尚在設(shè)計中?；萋?lián)熱電廠一、二期工程全部建成后熱負荷還缺少 ，本工程建設(shè)在惠聯(lián)熱電廠廠區(qū)范圍內(nèi)，本工程對外供熱能力為 ，可彌補惠聯(lián) 熱電廠對外供熱的不足。 惠山區(qū)現(xiàn)有熱負荷見表 31。 14 表 31 惠山區(qū)現(xiàn)有熱負荷 表 序號 用 汽 部 門 用 汽 參 數(shù) 用 汽 量 壓 力 （ MPa） 溫 度 （℃） 現(xiàn) 狀 （ t/h） 近 期 （ t/h） 1 惠山新城玉祁、前洲片區(qū) ～ 飽和 2 錢橋、藕塘片區(qū) ～ 飽和 3 洛社、揚市片區(qū) ～ 飽和 4 陸山、陽山胡隸片區(qū) ～ 飽和 230 5 總計 熱用戶熱負荷 本工程對外供熱能力為 ，供熱蒸汽并入惠聯(lián)熱電廠二期供熱管網(wǎng)，將對現(xiàn)有熱用戶進行集中供熱，本工程供汽參數(shù)為、 288℃，可滿足熱用戶要求。根據(jù)電廠出口蒸汽溫度、壓力和現(xiàn)有熱用戶所提供的蒸汽溫度、壓力，經(jīng)過焓值折算，考慮熱網(wǎng)損失 5%，折算到熱用戶熱負荷為 。 15 第四章 垃圾焚燒處理工藝技術(shù)方案 城市垃圾處置技術(shù)綜述 城市垃圾產(chǎn)量不斷增長，成份日趨復(fù)雜，其危害也越 來越嚴重，如果得不到處置，會污染環(huán)境。為緩解城市垃圾污染，世界各國都致力于垃圾的綜合治理和利用的研究工作，越來越多的人認識到垃圾其實是放錯位置的資源，應(yīng)采取措施加以利用。當前，現(xiàn)代化城市垃圾處理主要有三種方法：衛(wèi)生填埋、高溫堆肥與焚燒。 填埋法能大批量地處理垃圾，方法簡便，投入較少，占地多，曾是處理城市垃圾的主要措施，填埋量占廢棄物處理總量的 80%以上。正規(guī)的衛(wèi)生填埋場地需有可靠的防水結(jié)構(gòu)，并鋪設(shè)垃圾發(fā)酵沼氣的排出管道，最后復(fù)土掩埋。但填埋法無害化程度仍較低，易產(chǎn)生二次污染，危害水源及大氣，同時該方法資源回 收利用率低，填埋場征地，轉(zhuǎn)運等運行費日益升高。特別對于東南沿海地區(qū)，地下水位高、人口密度大，土地資源緊張，填埋及露天堆放極易造成水源污染。目前許多城市的垃圾填埋場已填滿或接近飽和，所以填埋法有下降的趨勢?！疤盥穹ā笨勺鳛槎逊始胺贌幚砉に嚉堄辔锏淖罱K處置方法。 高溫堆肥法是將生活垃圾變成腐殖土狀有機肥料。高溫發(fā)酵可消除垃圾中的病原體，但含氯、苯等有害有機物及重金屬等的污染無法解決，無害化不徹底，為避免垃圾中灰渣、紙張、塑料、橡膠、金屬等不易腐爛物破壞土壤結(jié)構(gòu)，必須篩分出來填埋或焚燒，所以堆肥法減量程度不高。 堆肥場臭氣較大，需遠離居民區(qū)，運行費及垃圾轉(zhuǎn)運費用較高，且肥料銷路困難。 世界上最早的焚燒爐建成于 19世紀末，在工業(yè)發(fā)達國家城市垃圾中可燃物較多、發(fā)熱量高，焚燒法得到廣泛應(yīng)用。多數(shù)采取原生垃圾直接焚燒的方式，也有垃圾加煤或油等輔助燃料一起助燃。焚燒法的特點如下： 16 （ 1）可處理生活垃圾及工業(yè)垃圾，無害化程度高，處理徹底； （ 2）利用廢物作為能源生產(chǎn)蒸氣、熱水和電力； （ 3）減容效果可達 90%以上，節(jié)約大量填埋場占地； （ 4）現(xiàn)代化焚燒廠衛(wèi)生條件良好，廠區(qū)占地少，綠化良好，無異味，且大多設(shè)置在離市區(qū)不遠 處，可節(jié)省大量運輸、能耗及運費。 衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥三種基本方法的比較見表 41。 表 41 三種垃圾處理方法比較 內(nèi) 容 衛(wèi)生填埋 焚 燒 堆 肥 技 術(shù) 可靠性 可 靠 可 靠 較可靠 占 地 大 小 中 等 選 址 較困難 ,要考慮地形 ,地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 ,防止地表水、地下水污染 ,一般遠離市區(qū) ,運輸距離較遠。 易，可靠近市區(qū)建設(shè)，運輸距離較近。 較易 ,僅需避開居民密集區(qū) ,氣味影響半徑 200m，運輸距離適中。 適用條件 無機物＞ 60% 密度＞ 垃圾低位熱值 5000kJ/kg時不需添加輔助燃料 . 從無害化角度 ,垃圾中可生物降解有機物≥ 10%,從肥效出發(fā)應(yīng) 40%. 最終處置 雖無需另外最終處置，但量大。 僅灰渣需作填埋處理，約為初始量的 10%～ 20%。 非堆肥物需作填埋處理 ,為初始量的 20%～ 25%。 產(chǎn)品市場 可回收沼氣發(fā)電。 能產(chǎn)生熱能或電能。 建立穩(wěn)定的堆肥市場較困難 建設(shè)投資 15～ 25萬元 /t 進口設(shè)備 50～ 60萬元 /t 國產(chǎn)設(shè)備 20～ 30萬元 /t 10～ 15萬元 /t 資源回收 無現(xiàn)場分選回收實例，但有潛在可能。 前處理 工序可回收部分原料 ,但取決于垃圾中可利用物的比例 前處理工序可回收部分原料 ,但取決于垃圾中可利用物的比例 地 表 水污染 有可能，但可采取措施減少可能性。 在處理廠區(qū)無，在爐灰填埋時，其對地表水污染的可能性與填埋相仿。 無 地 下 水污染 有可能，雖可采取防滲措施 ,但仍然可能發(fā)生滲漏 。 與灰渣的處置方式有關(guān)，處置不當有可能 無 大氣污染 有，但可用覆蓋壓實等措施控制 可以控制達標。 有輕微氣味，污染指標超標可能性不大。 土壤污染 限于填埋場區(qū) 無 需控制堆肥制品中重金屬含量 管理水平 一般 高 較高 從表 41 可見，對于沿海地區(qū)經(jīng)濟比較發(fā)達的城市，特別是江南 17 地區(qū)、人口密度大，地下水位高，由于垃圾填埋場占用場地較大，選址困難的狀況將日趨嚴重，應(yīng)考慮采用焚燒處理。 國際上生活垃圾焚燒技術(shù)狀況和爐型比較 國際上生活垃圾焚燒技術(shù)狀況 國外垃圾焚燒供熱發(fā)電，工藝流程大同小異，主要差別在于焚燒爐結(jié)構(gòu)各不相同。而不同爐型的焚燒廠也僅是焚燒爐本體部分有較大的差別，多數(shù)采取原生垃圾直接焚燒的方式，少數(shù) (主要在美國和日本 )采用專門制備的垃圾衍生燃料后焚燒。 目前國外用于生活垃圾直接焚燒 的有：爐排爐、回轉(zhuǎn)窯爐和流化床爐。 焚燒爐型比較 目前世界上應(yīng)用于處理固體廢物的焚燒爐按燃燒反應(yīng)過程可分為直接焚燒和熱解氣化焚燒；按燃料運動和氣固混合方式可分為機械爐排爐、回轉(zhuǎn)窯爐和流化床爐等。目前處理生活垃圾應(yīng)用最廣的為機械爐排爐，其次為流化床爐，熱解氣化焚燒所占比例較小，主要用于處理工業(yè)垃圾。 機械爐排爐 機械爐排爐是發(fā)展最早 ,應(yīng)用歷史最長的焚燒爐。如下圖 41 所示。 機械爐排爐垃圾燃燒反應(yīng)過程是以堆積形態(tài)在爐排上進行的 ,并隨爐排移動 ,反應(yīng)所需空氣以較小的風(fēng)速穿過垃圾料 層，不吹起料層。機械爐排爐垃圾和空氣接觸狀況較差 ,為改善其接觸條件，提高垃圾的燃燼程度，研制出了多種結(jié)構(gòu)形式往復(fù)式爐的機械爐排爐，如固定式爐排爐、移動圖 41 爐排爐垃圾焚燒爐簡圖 排爐、式爐排爐、多階滾筒爐排爐等等。 18 機械爐排爐對垃圾的形態(tài)和尺寸要求不高，生活垃圾不需分選破碎等預(yù)處理工序即可直接入爐焚燒，但機械爐排爐對垃圾的熱值要求較高，垃圾水分含量高、熱值低時，燃燒穩(wěn)定性較差，翻攪不徹底時，焚燒不充分，排渣的熱灼減量高。由于機械爐排爐發(fā)展歷史長、技術(shù)成熟、可以直接焚燒原生垃圾，是目前世界上投入 運行使用數(shù)量最多的一種焚燒爐。機械爐排焚燒爐的爐排是焚燒爐的核心部件；現(xiàn)代化的大型機械式爐排焚燒爐 ,爐排材料需用高級耐熱合金鋼，爐排加工精度和運動控制要求高，因此機械式爐排焚燒爐的投資和維修費都很高。 回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐 回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐是在圓柱形金屬殼內(nèi)砌筑耐火磚，水平安放稍有傾斜。通過爐體整體轉(zhuǎn)動達到垃圾均勻混合并沿傾斜角度向出料端移動?；剞D(zhuǎn)窯式焚燒爐須配備二次燃燒室，垃圾在回轉(zhuǎn)窯爐內(nèi)分解產(chǎn)生可燃氣體，其中未燃燒的可燃氣體在二次燃燒室內(nèi)達到完全燃燒。二次燃燒室一般需加輔助燃料才能正常運行， 運行成本較高。圖 42 所示?；剞D(zhuǎn)窯式焚燒爐多用于有機污泥等工業(yè)如垃圾或特種垃圾處理，用于 42 回轉(zhuǎn)窯型垃圾焚燒爐簡圖 焚燒生活垃圾的業(yè)績較少。 流化床焚燒爐 流化床爐為近二