垃圾焚燒技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展

1、垃圾焚燒技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展摘要：本文介紹了垃圾焚燒處理技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā) 展，分別講述歐美各國垃圾焚燒處理技術(shù)發(fā)展過程中所遇到 的障礙和改進(jìn)，并分析了歐洲與美國垃圾處理的技術(shù)取向不 同的歷史原因與各技術(shù)利弊。雖然垃圾填埋從短期來看是經(jīng) 濟(jì)可行的，但時間推移，不可控的風(fēng)險會增多，最終需要付 出巨大的代價來修復(fù)環(huán)境，考慮環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益，焚燒處理方 式會是一種合適的選擇。關(guān)鍵詞：垃圾焚燒填埋中圖分類號：r124. 3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：athe origin and development of the municipal solid waste (msw) incineration technologyabstra

2、ct： the article is about the origin and development of the msw incineration technology, and expounds barriers and improves what the occident had encounter during the development of msw incineration technology. the article also analyses historical reasons why the europe and the usa adopted different

3、treatment technologies in msw, and compares the advantages and disadvantages of several treatment technologies in msw. it seems that the landfills wou1d be economically feasible in a short term, but as time goes on, the risks will be unco nt rollable finally, we need to repair the environment at gre

4、at cost. so considering environmentalandeconomicbenefits, the msw incineration will be an appropriate option.key words： msw； incineration； landfills垃圾焚燒技術(shù)的產(chǎn)生最早有記錄的垃圾填埋場大約出現(xiàn)在公元前500年的希 臘，目的是清潔城市，防止疾病，從而吸引更多的商人、游 客以及居民。以此概念為基礎(chǔ)，羅馬人建立下水道系統(tǒng)，當(dāng) 大雨來時會沖走殘留在溝渠里的大部分物質(zhì)，而平時人們會 特意把水引向溝渠，把下水道沖洗干凈。久而久之，城市越 是干凈、健康，越是

5、強(qiáng)大而有實(shí)力。由于羅馬式的下水管道系統(tǒng)造價昂貴，在羅馬帝國滅亡 后，這個系統(tǒng)沒有被更深入地使用。直到十三世紀(jì)的中世紀(jì) 古城的出現(xiàn)，人們再次提起垃圾處理這個想法。這些城市隨 著商貿(mào)活動的出現(xiàn)以及人口的聚集，垃圾產(chǎn)生量顯著提高。 許多垃圾都源自人和食物自身，通常用作肥料和飼料。然而 隨著城市的擴(kuò)大，一部分的垃圾不得不運(yùn)出城外處理以保證 生活質(zhì)量。城外的一些合適的地方通過會用來傾倒垃圾，垃 圾填埋場由此產(chǎn)生了 1。工業(yè)革命的到來，除了使城市人口急劇增長產(chǎn)生大量的 垃圾外，也使垃圾成份也變得復(fù)雜，如：玻璃，和一些不容 易分解的物質(zhì)，這些物質(zhì)另垃圾作為肥料來重新利用變得越 來越困難。加上飛速成長的城市更

6、加使得沒有剩余的地方留 給垃圾填埋場，需要把垃圾運(yùn)出更遠(yuǎn)的城外，越是大規(guī)模的 城市，垃圾運(yùn)輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，耗費(fèi)越多。由于垃圾難以用作 肥料并占用了大量耕地，反對填埋的人越來越多。把垃圾倒 進(jìn)河流和湖泊也變得不被接受。為了緩解這個難題，人民探 索更多的解決方案，這就導(dǎo)致了十九世紀(jì)七十年代英國第一 代垃圾焚燒爐的研發(fā)。近代垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展英國的第一代垃圾焚燒爐運(yùn)行得很不理想。因?yàn)槔?含水量高，垃圾不能在低溫完全燃燒，并產(chǎn)生有毒的氣體和 煙塵彌漫，導(dǎo)致臨近居民強(qiáng)烈反對。為了彌補(bǔ)這些焚燒爐建 設(shè)和營運(yùn)成本，焚燒產(chǎn)生的熱能用于供熱，但效率甚低。英國第一代焚燒爐經(jīng)過長時間的爭論和審議，漢堡(hambu

7、rg)市政元老 院決定在1894年建造歐洲第一個垃圾焚燒爐。同年，美國 在紐約港(new york harbor)總督島(governor? s island) 的第一個垃圾焚燒爐也投入使用，由美國陸軍管理，但由于 焚燒爐處理量較小，只發(fā)電，僅僅幾年后就關(guān)閉了 2。在漢堡的垃圾焚燒爐處理量比較大，并吸收和改進(jìn)了英 美兩國的焚燒爐，處理效果得到較大提升。漢堡的垃圾焚燒 爐設(shè)有風(fēng)機(jī)，填補(bǔ)了英國設(shè)計的漏洞。每一組焚燒爐都是由 電動起重機(jī)從頂部倒進(jìn)垃圾，并共用一條風(fēng)道。焚燒爐的焚 燒溫度在600攝氏度以上，在1913年，溫度又上升到1000 攝氏度。漢堡布勒迪工廠為減少生產(chǎn)過程中廢料的產(chǎn)生，焚燒爐產(chǎn)生

8、的飛灰被用 作屋頂填補(bǔ)裂縫和墻體夾層填料。爐渣中的廢鐵用磁鐵吸 出，可以回收再用。爐渣硬得像玻璃，可用作磚頭，而粉碎 了的爐渣在道路鋪設(shè)上十分受歡迎，用作混凝土制造的添加 劑，則更是常常供不應(yīng)求。焚燒產(chǎn)生蒸汽大部分用于發(fā)電， 供應(yīng)整座垃圾焚燒廠的機(jī)械，小部分用于行政樓供暖。由此, 工廠的運(yùn)作環(huán)境大有改善，正常運(yùn)行時很難被外界發(fā)現(xiàn)，但 還有抗議和抱怨垃圾焚燒廠的，尤其受焚燒廠產(chǎn)生強(qiáng)烈臭味 和腐蝕性灰塵影響到的鄰近地區(qū)。由于工廠在生產(chǎn)初期的故 障問題引起強(qiáng)烈抗議，也使一些想模仿漢堡建廠的城市紛紛 延遲他們的計劃，在此之后幾年，歐洲大陸上沒有一個城市 希望跟隨漢堡的大膽嘗試。改良裝置提高焚燒溫度和安

9、裝機(jī)械清灰系統(tǒng)以增加熱 效率，以及使用垃圾作為焚燒室的氣封改善工作環(huán)境。這些 改良在漢堡第二座焚燒廠里也有體現(xiàn)。在1906年，建立第 二座廠房的計劃已經(jīng)十分成熟，市元老院把建議遞交給國 會。這座廠房的設(shè)計滿足五十萬居民產(chǎn)生的垃圾量。由于人 們"不要蓋在我家后院”的情結(jié)已經(jīng)根深蒂固，經(jīng)過幾番爭 論后，工藝技術(shù)要求再被提高，新廠最終在1912年完工。一戰(zhàn)之后，垃圾的熱值總體減少，許多垃圾焚燒廠不得 不關(guān)閉。只有幾座在礦井區(qū)附近或像在漢堡alterateichweg 的有現(xiàn)代設(shè)施的工廠得以維持生產(chǎn)，剩下的垃圾被丟棄在一 旁。直到1926,由于在漢堡找不到一個合適的垃圾場，需要 建造一座采用

10、新技術(shù)的垃圾焚燒廠。試驗(yàn)爐由鼓風(fēng)爐改進(jìn)而 來，作了如下改進(jìn)：更優(yōu)好地預(yù)熱燃燒空氣、采用機(jī)械方式 出渣和進(jìn)料。通過技術(shù)改進(jìn)，同樣的焚燒爐其處理量由30 噸/天提高至80噸/天。1931年，一家新式工廠在漢堡borsigstrasse建成，這 座工廠自動化度高，采用熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)方式，最大限度地利 用垃圾焚燒所產(chǎn)生的熱能。另外，受公眾投訴的影響，靜電 除塵器開始被使用，這是那個時期最先進(jìn)的廢氣清潔技術(shù)?，F(xiàn)代垃圾焚燒技術(shù)的生成二十世紀(jì)五十年代中，垃圾的數(shù)量大幅上升。漢堡的垃 圾填埋場仍然是十分少；企圖用垃圾提高土壤肥沃的舉動 （之前曾經(jīng)失敗過）又再次失??；把垃圾傾倒進(jìn)北海的計劃 也沒有成功，垃圾焚燒的

11、試驗(yàn)和測試又從新開始了。在瑞士 的連續(xù)運(yùn)行爐排試驗(yàn)成功后，第一座使用該技術(shù)的工廠于 1959年在漢堡borsigstrasees投入使用?，F(xiàn)代焚燒爐排的 主要特征已經(jīng)能夠在那座工廠里發(fā)現(xiàn)到。唯一不同的是廢氣處理采用靜電除塵。六十年代初，漢堡依然是聯(lián)邦德國唯一一個有垃圾燃燒 廠運(yùn)行的城市。然而，隨著垃圾堆放場的短缺和1960年的 水資源法的通過，人們對垃圾焚燒的興趣日漸高漲。到1971 年，聯(lián)邦德國已經(jīng)有30座垃圾焚燒廠。1981年，有42座， 1994年，有50座。2005年，有66座。今天在焚燒技術(shù)方面，連續(xù)運(yùn)行的焚燒爐排已經(jīng)建成，爐排 形式有滾筒式，順推式和逆推式。主要的進(jìn)步是煙氣處理方

12、面的技術(shù)，大大降低了污染物的排放3。1999年投運(yùn)的 rugenberger damm垃圾焚燒廠是其中一個出色的例子，該廠 位于德國漢堡，有兩條連續(xù)運(yùn)行的生產(chǎn)線，年處理垃圾32 萬噸。其煙氣處理系統(tǒng)由'一級布袋除塵器+三相噴淋脫酸 塔+二級布袋除塵器”組成。產(chǎn)生的熱能被用作地區(qū)供熱和 為本地電網(wǎng)發(fā)電。剩余的物質(zhì)如爐渣、有色金屬、黑色金屬、 石膏、鹽酸和飛灰等，在適當(dāng)處理后大部分都被回收再利用， 最終需要填埋的殘渣量不到原處理垃圾的1%,煙氣中污染物 的排放量遠(yuǎn)較那些大型發(fā)電廠低，焚燒處理已經(jīng)達(dá)到了一個 前所未有的水平。rugenberger damm垃圾焚燒廠煙氣處理系統(tǒng)盡管垃圾焚燒以

13、上諸多優(yōu)點(diǎn)，但各地仍對此工藝質(zhì)疑， 提出一些看似比焚燒更優(yōu)越的處理方法，比如減少廢物產(chǎn) 生、循環(huán)再用和其它熱處理工藝（如：氣化和熱解），以及 厭氧發(fā)酵和堆肥等其它方法4。美國，二十世紀(jì)三十年代到六十年代，垃圾填埋場繼續(xù) 是其處置城市固態(tài)廢物的首選。但是在一些居民樓、醫(yī)院和 市區(qū)大廈里，焚燒垃圾增多明顯。在紐約，到1963年，超 過一萬七千個居民樓焚燒爐和22個大型市政焚燒爐正在使 用，總共處理紐約三分之一的垃圾。由于煙氣、臭氣沒處理 好造成污染，后來所有的焚燒爐都被關(guān)閉。二十世紀(jì)七十年 代的中東石油禁運(yùn)使美國從新對能源回收感興趣。美國希望 減少對外國能源的依賴，于是頒布禁令禁止城市固體垃圾傾

14、倒進(jìn)大海，大城市邊緣逐漸減少填埋場，從而使能源回收類 的投資更具吸引。但是在七十年代早期到八十年代末，穩(wěn)定 而且下降的油價拖慢了能源回收工業(yè)的持續(xù)成長，而二十世 紀(jì)末，更受到反對派前來阻止。歐洲大部分城市固廢處理是由政府負(fù)責(zé)的，但在美國， 國家資金已經(jīng)投放于地下渠道建設(shè)和污水系統(tǒng)，因而固廢處 理是私有化的，他們選擇了最便宜的短期解決方案一垃圾填 埋。這使得政府不得不努力立法監(jiān)管市場運(yùn)作，既便如此， 由于私人資金對政治的影響，操作上還是很困難5。如果 美國政府仍然能夠控制垃圾處理的方法，相信也會放棄垃圾 填埋。即使最先進(jìn)的填埋技術(shù)還是污染了地下水，幾乎沒有 可回收再用性，不斷受害蟲煩擾，而且絕大

15、部分的臭味是不 能控制的。垃圾填埋還有火災(zāi)頻發(fā)的問題。這些火災(zāi)通常發(fā) 生地下并持續(xù)悶燒一段時間，難以發(fā)現(xiàn)。然而這對垃圾填埋 來說是個大問題，因?yàn)榛馂?zāi)引發(fā)煙塵無法收集處理。最后封 閉填埋場還需要耗費(fèi)大量金錢。因此，今天的垃圾填埋是下 一代人的一種不合理負(fù)擔(dān)，他們需要付出巨大的代價來修復(fù) 環(huán)境。除工藝系統(tǒng)是否完善的問題，項目資金來源是決定工 藝路線選擇中極具影響的因素?？偨Y(jié)從二十世紀(jì)九十年代初開始，德國政府與紅綠聯(lián)盟(社 會民主黨和綠黨)發(fā)布于2005年6月1日實(shí)施的新條例指 明'有機(jī)物未經(jīng)處理不能進(jìn)垃圾填埋場”。與丹麥、荷蘭和 瑞士的指令十分相似，歐盟的目標(biāo)是2010年。德國決心到 20

16、20年停止垃圾填埋，據(jù)說歐盟在短期內(nèi)將跟隨。在石油價格的不斷上漲情況下，垃圾焚燒才更具經(jīng)濟(jì)吸 引力。然而，一旦考慮環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益，焚燒處理方式會是一 種合適的選擇，尤其是處理那些既不能避免也無法回收的城 市生活垃圾。參考文獻(xiàn)：1. zwahr, dr. -ing. heiner (1996): 100 years of thermal waste treatment in germany. vgbkraftwerkstechnik 76, number 2, 1996.2. hickman jr. , h. lanier (2003), american alchemy - the history of solid waste management in the united states foresterpress, santa barbara, ca, 20033. 徐海云，生活垃圾焚燒處理技術(shù)發(fā)展分析，中國環(huán)保 產(chǎn)業(yè),2010,第 9 期，10-154. 曹霞，淺談城市生活垃圾焚燒填埋堆肥處理方法 的現(xiàn)狀對策及發(fā)展趨勢，城市建設(shè)理論研究，2011,第20 期，1-45. louis, garrick e.