能量自給型城市生活垃圾堆肥系統(tǒng)

能量自給型城市生活垃圾堆肥系統(tǒng)摘要：目前，我國垃圾的歷年堆存量已達(dá)到60億噸，全國200多座城市已陷入垃圾圍城之中。1997年，全國的垃圾產(chǎn)量達(dá)到了1.4億噸，而且還在以每年8-10%的速度增長。在國內(nèi)的一些大城市，如北京、上海，垃圾日產(chǎn)量已超過12000噸。1998年夏，上海市的城市生活垃圾日產(chǎn)量曾達(dá)到14000噸。兩地占地50平方米以上的"垃圾山"超過6000座。迄今為止，我國絕大多數(shù)城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋為主，不僅占用了寶貴的土地資源，而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的二次污染。能否妥善解決垃圾問題，是關(guān)系到國計(jì)民生的一件大事。關(guān)鍵字：能量自給型城市生活垃圾堆肥系統(tǒng)目前，我國垃圾的歷年堆存量已達(dá)到60億噸，全國200多座城市已陷入垃圾圍城之中。1997年，全國的垃圾產(chǎn)量達(dá)到了1.4億噸，而且還在以每年8-10%的速度增長。在國內(nèi)的一些大城市，如北京、上海，垃圾日產(chǎn)量已超過12000噸。1998年夏，上海市的城市生活垃圾日產(chǎn)量曾達(dá)到14000噸。兩地占地50平方米以上的“垃圾山”超過6000座。迄今為止，我國絕大多數(shù)城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋為主，不僅占用了寶貴的土地資源，而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的二次污染。能否妥善解決垃圾問題，是關(guān)系到國計(jì)民生的一件大事。根據(jù)垃圾是資源，資源要利用這一原則，在長期的垃圾堆肥及垃圾能源利用的研究和技術(shù)開發(fā)基礎(chǔ)上，提出了能量自給型城市生活垃圾堆肥系統(tǒng)，即：可用物資（廢紙、金屬、玻璃等）的回收再生利用；易腐有機(jī)物的堆肥處理；高熱值不易腐有機(jī)物的能量利用；灰渣的固化處理，實(shí)現(xiàn)灰渣的材料化。該系統(tǒng)一方面可以大大利用垃圾中易腐有機(jī)物，降低垃圾復(fù)合有機(jī)肥的生產(chǎn)成本，另一方面由于選取較小的發(fā)電裝機(jī)容量還可以使系統(tǒng)的建設(shè)成本大大降低，避免垃圾發(fā)電上網(wǎng)問題。該系統(tǒng)適合國情，擁有廣闊的市場(chǎng)前景，由此產(chǎn)生的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益都將是相當(dāng)可觀的。1.前言目前，我國垃圾的歷年堆存量已達(dá)到60億噸，全國200多座城市已陷入垃圾圍城之中。1997年，全國的垃圾產(chǎn)量達(dá)到了1.4億噸，而且還在以每年8~10%的速度增長。在國內(nèi)的一些大城市，如北京、上海，垃圾日產(chǎn)量已超過12000噸。1998年夏，上海市的城市生活垃圾日產(chǎn)量曾達(dá)到14000噸。兩地占地50平方米以上的“垃圾山”超過6000座。迄今為止，我國絕大多數(shù)城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋為主，不僅占用了寶貴的土地資源，而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的二次污染。能否妥善解決垃圾問題，是關(guān)系到國計(jì)民生的一件大事。2.垃圾處理技術(shù)概述解決垃圾問題的目標(biāo)是將垃圾減容、減量、資源化、能源化及無害化處理。目前主要有三種方法：衛(wèi)生填埋、堆肥及焚燒處理。以下對(duì)這幾種技術(shù)作一簡單比較。1）填埋技術(shù)填埋技術(shù)的特點(diǎn)是操作簡單，可以處理所有種類的垃圾。但占地面積大，同時(shí)存在嚴(yán)重的二次污染，例如垃圾滲出液會(huì)污染地下水及土壤，垃圾堆放產(chǎn)生的臭氣嚴(yán)重影響場(chǎng)地周邊的空氣質(zhì)量，另外，垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣體既是火災(zāi)及爆炸隱患，排放到大氣中又會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。近年來有的城市已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這一問題，建立了一批具有較高水平的衛(wèi)生填埋廠，較好地解決了二次污染問題，但建設(shè)投資大，運(yùn)行費(fèi)用（包括規(guī)范的填埋、滲出液處理及甲烷收集利用等）高。最關(guān)鍵的是填埋廠處理能力有限，服務(wù)期滿后仍需投資建設(shè)新的填埋場(chǎng)，進(jìn)一步占用土地資源。以北京為例，如果采用現(xiàn)在的技術(shù)，將北京市12000噸/日的垃圾進(jìn)行衛(wèi)生填埋處理，單建設(shè)投資就高達(dá)7.2億元人民幣（不含征地費(fèi)用），而且填埋場(chǎng)的壽命也只有12年?；谝陨显?，國外從80年代以來，衛(wèi)生填埋設(shè)施有逐漸減少的趨勢(shì)，成為其它處理工藝的輔助方法，用來處理不能再利用的物質(zhì)。目前在廣東省填埋仍是最主要的垃圾處理方式，如廣州1998年日產(chǎn)垃圾4800噸，完全采用衛(wèi)生填埋方式處理，兩大垃圾填埋場(chǎng)占地740畝（李坑370畝，大田山380畝），設(shè)計(jì)處理能力為3500噸/日（李坑1500噸/日，設(shè)計(jì)填埋厚度52米，實(shí)際已達(dá)62米；大田山2000噸/日，設(shè)計(jì)填埋厚度70米），而實(shí)際處理量在5000噸/日左右，在近兩年內(nèi)都將填滿，有關(guān)部門正在計(jì)劃建設(shè)新的垃圾填埋場(chǎng)，新的垃圾填埋場(chǎng)預(yù)計(jì)占地近1200畝，但遠(yuǎn)離市區(qū)，運(yùn)輸距離將超過40km；中山市投入巨資興建的具有國內(nèi)先進(jìn)水平的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)目前尚能消納每天1000余噸的城市生活垃圾，但其運(yùn)行費(fèi)用高達(dá)300萬元/年（不包括垃圾收集、清運(yùn)費(fèi)用），而且只剩大約7年的服務(wù)期；另外，有些城市如江門，正準(zhǔn)備投資上億元建設(shè)現(xiàn)代化的垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)。2）焚燒技術(shù)對(duì)垃圾進(jìn)行焚燒處理減容、減量及無害化都很高，焚燒過程產(chǎn)生的熱量用來發(fā)電可以實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化，是一種較好的垃圾處理方法。但對(duì)焚燒條件控制不當(dāng)會(huì)存在煙氣污染問題，且設(shè)備投資巨大。國外目前通過改進(jìn)焚燒系統(tǒng)工藝及強(qiáng)化尾氣處理等手段已經(jīng)較好地解決了尾氣污染問題，但投資也相應(yīng)增加。如果引進(jìn)國外技術(shù)進(jìn)行垃圾焚燒發(fā)電，每處理100噸/日垃圾的建設(shè)成本接近1億元人民幣，我國的地方財(cái)政難以承受。而吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)自己的垃圾焚燒發(fā)電系統(tǒng)，投資可以大大降低，僅為完全引進(jìn)的五分之一左右，比較適合國情。但即便如此，單純依靠垃圾焚燒來解決問題的投資也還是相當(dāng)巨大的。以廣州市為例，目前日產(chǎn)垃圾4800噸，如果采用基本國產(chǎn)焚燒發(fā)電技術(shù)和設(shè)備，其投資依然高達(dá)近10億元人民幣，而且垃圾產(chǎn)量正逐年以8%左右的速度增長，意味著每年新增垃圾焚燒發(fā)電建設(shè)費(fèi)用8000萬元，如果再加上從收集、清運(yùn)到焚燒發(fā)電裝置的運(yùn)行費(fèi)用，地方財(cái)政勢(shì)必會(huì)不堪重負(fù)。另一方面，垃圾焚燒發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性也值得進(jìn)一步探討。同常規(guī)燃煤發(fā)電相比，垃圾焚燒電廠的發(fā)電裝機(jī)容量都很小，而且由于腐蝕問題，目前垃圾焚燒發(fā)電的效率一般不超過15%，遠(yuǎn)低于燃煤發(fā)電的水平。另一方面，我國的垃圾熱值遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家，低位熱值通常在4000kJ/kg左右，而美國、日本等國垃圾熱值可達(dá)10000kJ/kg以上，因此我國相同重量的垃圾發(fā)電量尚不能達(dá)到發(fā)達(dá)國家的一半。如果垃圾熱值為5000kJ/kg，按15%的發(fā)電效率計(jì)算，每100噸/日垃圾處理量配套的裝機(jī)容量不超過1000kW，1000噸/日處理量的垃圾電廠實(shí)際發(fā)電量不超過9000kW，與燃煤電廠相比這個(gè)規(guī)模實(shí)在是太小了，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行成本的大幅度提高。電價(jià)無法同火電競(jìng)爭(zhēng)，如果不依靠政府的財(cái)政補(bǔ)貼，垃圾電廠將不能維持運(yùn)行，當(dāng)然也就談不上產(chǎn)生多少經(jīng)濟(jì)效益了。表1北美生活垃圾組成修扮柿悠組分牢重量乳（尋%貪）贈(zèng)熱值讀（覺MJ/k計(jì)g糕）站紙及紙制品館蹄啊37.8難吩膊17.5暑柿鼻番塑料臭耗山4.6旨商雷33.5調(diào)橡膠及皮革更蠢村2.2殃融杏23.5券昆津抗纖維刻壤棗3.3徐眼剛32.5郊徒在貞木檔阿襲3露紫恐20捉循看弦廚余鋒怒哀14.2袖驅(qū)肥15.1粘庭院廢棄物勝狼沿14.6意狗獨(dú)17島玻璃及陶瓷辦豪雖9賽阿旁0惹加盜咽金屬宜膀慰8.2醒趙悅0棍做館仇其他宇廈毀3.1升謙及0*：平均含水量25%；平均無機(jī)物含量約20%；有機(jī)物灰份5%表2廣東省內(nèi)的垃圾電廠簽城市驅(qū)處理傻量對(duì)(鬼tons/d痕ay)蒙裝機(jī)容匆量純(注kW)錫江植賽備注巨趙棒白深圳員爬誕3×150寬毅甲3000尼娘朝殘運(yùn)行中淋菠周3×100皂蛙氏6000嚷楊梁訂建設(shè)中訓(xùn)疤窄遙珠?；タ蚪^3×200惰扁伶6000伍態(tài)漢菊建設(shè)中鑄輩耍套廣州浙褲超900靈戀禮14000腿母爐需立項(xiàng)然蠅避2000奇

隱貞挑誘立項(xiàng)貧瘋此蓬惠州更約愛5×100灶誕愧12000林相格轉(zhuǎn)建設(shè)中為降低建設(shè)成本，省內(nèi)許多地方已相繼建設(shè)了一些小型的垃圾焚燒裝置。如東莞市厚街鎮(zhèn)目前已投資2000萬元，建成了400噸/日規(guī)模的固體廢物焚燒裝置。其共同的特點(diǎn)是單臺(tái)爐的處理能力較小，一般在50噸/日左右，而且無能量回收裝置，處理成本（不含收集、運(yùn)輸費(fèi)用）通常在50元/噸左右，有的甚至超過100元/噸。這些裝置在一定程度上解決了當(dāng)?shù)氐睦鴨栴}，但長遠(yuǎn)來看，由于其垃圾爐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理（基本都是由臥式燃煤鍋爐簡單改造而成），沒有充分考慮垃圾與煤在性質(zhì)上的巨大差異，因此尾氣排放中必然含有大量的污染物。另外，直接照搬燃煤鍋爐的爐排，導(dǎo)致維護(hù)工作量巨大，年運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷率較低。3）堆肥技術(shù)堆肥技術(shù)的工藝也比較簡單，適合于易腐有機(jī)質(zhì)含量較高的垃圾處理，對(duì)垃圾中的部分組分進(jìn)行資源利用，且處理相同質(zhì)量的垃圾投資比單純的焚燒處理大大降低。堆肥技術(shù)在歐美國家起步較早，目前已經(jīng)達(dá)到工業(yè)化應(yīng)用的水平。但引進(jìn)國外技術(shù)投資巨大，不適合我國國情。針對(duì)這一情況，我國一些研究單位和企業(yè)已經(jīng)開始了這方面的工作，并取得了一定的成績。拖發(fā)達(dá)國家縮由于生活垃圾骨中的易腐有機(jī)納物含量大大低惜于我國的一般貌水平，因此靠撲堆肥只能處息理冷15共%在（肌表書1徒）左右的垃圾莖組分，這在一抱定程度上阻礙脅了堆肥技術(shù)的顆推廣。但就廣觀東省的具體情誓況來看，生活掛垃圾中的易腐左有機(jī)質(zhì)（主要休是廚余）含量坊都濫在教50局%歸左右，因此采裳用堆肥技術(shù)可貝以達(dá)到比較好蔬的處理效果。凍但堆肥技版術(shù)也存在明顯餅的缺點(diǎn)：不能講處理不可腐爛球的有機(jī)物和無佛機(jī)物，因此減出容、減量及無乏害化程度低。叢因此僅僅依靠繩堆肥處理仍然椅不能徹底解決辮垃圾問題。厚目前在廣美東省的一些地餐方，簡單的垃乓圾皆“卵堆鐘肥認(rèn)”餡已經(jīng)在一些填喬埋場(chǎng)應(yīng)用，并稀產(chǎn)生了一定的精效益。但是這寨與我們所講的述垃圾堆肥技術(shù)訴相去甚遠(yuǎn)，因書為在這些地方病僅僅是將生活穩(wěn)垃圾填埋，靠我自然發(fā)酵，若妙干年后再挖掘崗出來，篩去其答中的塑料等不牢腐爛的物質(zhì)后免就當(dāng)作肥料出屢售。實(shí)際上用害這種肥料種植褲果樹、蔬菜及腰糧食是危險(xiǎn)的傍，原因是由于客垃圾中不易腐筑有機(jī)組分（紙民、塑料、布、除橡膠等）的重灌金屬渡（材Pb,Cd,瑞H緒g燙等）含量很高鄙，占垃圾中重撒金屬總量世的拒85刺%痛以上，如果這政類物質(zhì)與易腐機(jī)有機(jī)物長期共帶同埋于地下，寇加上雨水的作址用，重金屬必盜然會(huì)滲入最終唇的有機(jī)肥產(chǎn)品熄中，用這種肥偵種出來的食品丸重金屬的含量譯必然超標(biāo)，危屠害人體健康。脾因此，堆肥技遭術(shù)必須是將新圾鮮的垃圾首先蟲進(jìn)行分類后再細(xì)將易腐有機(jī)組耳分進(jìn)行發(fā)酵，凳才能有效地防貸止重金屬的滲病入，從而保證依有機(jī)肥產(chǎn)品達(dá)扔到國家標(biāo)準(zhǔn)，殖真正實(shí)現(xiàn)無害倉化和資源化。董猴禽4門）其他技術(shù)中衛(wèi)生填盜埋燙—嫂自然發(fā)步酵英—寫沼氣收我集述—覽燃?xì)獍l(fā)電。該猛技術(shù)已奏于袍199掙8吊年線1咳0殲月在杭州天子些嶺廢棄物處理提總場(chǎng)建成投產(chǎn)靈，外方總投掘資許35捕0炊萬美元（不含騎征地費(fèi)用），篩裝機(jī)容涌量遲1940k值W孔，平均功貸率歉1800k雁W老，發(fā)電并入華毫東電網(wǎng)，已產(chǎn)倚生了一定的經(jīng)離濟(jì)效益。該工集藝的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)盲垃圾進(jìn)行了部勿分資源化利用賀，并減少了填桌埋場(chǎng)溫室氣體省的排放，減少鉛了填埋場(chǎng)的火想災(zāi)隱患。但該劑工藝也存在明論顯的缺點(diǎn)：吉由于只對(duì)美填埋氣體進(jìn)行紀(jì)資源化利用，瞎因此資源化利毅用程度低配；燈墻對(duì)填埋工庫藝要求（如防長水、覆土、壓欄實(shí)）高準(zhǔn)；爬從需封場(chǎng)或床部分封場(chǎng)進(jìn)行唇抽氣，所需垃趁圾的填埋量皇在托10繡0格萬立方米以上池，因此只適合傳于大型或超大耽型的衛(wèi)生填埋乏場(chǎng)棄；每棟對(duì)正在填境埋中的工作面架產(chǎn)生的沼氣無音法利用嘩；陡講同垃圾焚蘿燒發(fā)電工藝一贊樣，也需要政匹府政策上的優(yōu)撲惠（合理的收廳購電費(fèi)，減免嫌稅收）及財(cái)政況補(bǔ)助，以維持燦正常的運(yùn)行及膚保證合理的投齊資回報(bào)率皮。浩燦3然.籍廣東省垃圾情駕況概述相姐肯199裳7州年，廣東省的們城市生活垃圾勻的產(chǎn)量達(dá)補(bǔ)到妖74挺0感萬噸，基本上幕呈逐年上升的孫趨勢(shì)。以廣州腳市為例，城市倉生活垃圾的產(chǎn)騙量刻從卡199叛0他年乘的壘10辛5罪萬噸增加證到案199半6光年每的臘17芝6謹(jǐn)萬噸，平均年孕增長率超漠過起10思%魄，不過近兩年敗來廣州市的城婦市生活垃圾產(chǎn)禾量增加的速度幻已明顯減慢。昂然而在廣東省豈的一些城市，覽生活垃圾增長菌的勢(shì)頭依然強(qiáng)宰勁。殊廣東省是宇我國經(jīng)濟(jì)較為等發(fā)達(dá)的省份。刮隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)躬展及人民生活銜水平的提高，搬近年來垃圾組雜成及性質(zhì)已發(fā)乖生了明顯的變絞化?？偟膩碚f左廣東省的城市蔑生活垃圾有以兆下幾個(gè)特點(diǎn)：雀屢（組1舊）從垃圾組成熟來看，無機(jī)物圾含量較低，塑耗料、廢紙及廚薯余的比例較高滲。學(xué)鏈表細(xì)3瞧是廣東省幾個(gè)趁城市的垃圾組芝成分析結(jié)果。窗由于廣東省民辰用燃料氣化率鬧很高（基本達(dá)端到犧90司%賞以上），因此妖在生活垃圾中適無機(jī)物（不含枝玻璃、金屬）悶的含量比國內(nèi)爆許多城市要低嚇（重崖慶綿31.6運(yùn)%攝，石家蛾莊瓦38.5悔%皆，大積連嚼26.3刪%踢，太勸原逆36甲%誦，一些燃煤為銀主的城市無機(jī)告物的含量甚至六達(dá)矩到都70-80下%訪以上），而廢繡紙、塑料含量牙高（重蝕慶榮17.0亦%趙，石家市莊擺7.9煉%侄，大界連丸8.4他%僵，太亮原培6.1氣%秀）。贈(zèng)表缸3勤利廣東省城市生視活垃圾的組成定分罰析丸*冒

頃備糕吼砂土宇坊犬植玻璃床貞耐休金屬壘頃丸射紙錢滑子滾塑料壩采弟煙橡膠錯(cuò)喇愚掙布經(jīng)洗認(rèn)席草木販損甚燒廚余匆遷白塑料餡呼皮制品病廣州霉14.92呢4.39弊0.55貼5.63鼻13.73秩0.53饞4.44丙5.86脖47.86挖1.33捕0.76猜徒中山猴11.20糊1.60監(jiān)1.07冰5.87灘17.87墻0.53村3.20雨11.20娃47.47市

豪

躍深圳膠14.29負(fù)1.79項(xiàng)1.34繳7.14炊19.20鑄

燙1.79匯

額53.57救0.89鍛

厘新會(huì)貓

瘡1.49伸

薪7.19短7.78璃1.20犧1.80熟22.75稅56.90裳0.90艦

謎嘴蘿*刪：廣州市垃圾苗組成數(shù)據(jù)才為蝦199犬8挨年平均值；中貓山垃圾報(bào)為驚199晶9分年擠3乏月填埋場(chǎng)取樣解值；深圳垃圾畫為裁199績9愚年王3荒月深圳某區(qū)取誠樣值；新會(huì)市沒垃圾時(shí)為抗199需9插年竿4駕月居民區(qū)垃圾啟中轉(zhuǎn)站取樣值駛。垃圾水分范皆圍次為脊40-60詳%疤。瞎寨（余2螞）從物化性質(zhì)臉上看，由于廣弓東城市生活垃截圾中灰渣含量扮低、紙和塑料赴等易燃有機(jī)物添含量高，一方酷面導(dǎo)致垃圾的襲容重較小（不世到排300kg/陵m有3軍，而全國其他版許多城市則達(dá)脆到衰500kg/袋m3冊(cè)乳左右），另一郊方面使得垃圾艘的熱值較高，扔廣東?。ㄓ绕澍澥侵榻侵扪貐^(qū)）城市生桃活垃圾低位熱貿(mào)值通常攻在狂4000-5襲500kJ/誘k鎖g瘦范圍內(nèi)。曾理（拳3救）垃圾產(chǎn)量的泳季節(jié)性變化。季就城市生活垃走圾而言，廣東遮省內(nèi)各城市一允年中垃圾的產(chǎn)犯量有一定的變旋化規(guī)律。如廣辣州摘市浪199欠8剝年通常垃圾產(chǎn)每量憲480山0攀噸香/尖日，但在春節(jié)挑期間垃圾的產(chǎn)再量大大高于這罰個(gè)數(shù)值刺。唱199低8制年春節(jié)期間，本垃圾日產(chǎn)量達(dá)映到具900露0蝦噸，圾而伶199臭9椅年春節(jié)期間垃攏圾日產(chǎn)量甚至拳達(dá)救到汪1100金0羞噸。這與廣東產(chǎn)人的過年習(xí)俗越密切相關(guān)。廣乒州是中國著名支的花城，春節(jié)息前人們習(xí)慣買厚花，而過完春端節(jié)鮮花枯萎后焰就變成了垃圾倍，導(dǎo)致春節(jié)后涼垃圾產(chǎn)量猛增報(bào)。句4概.明發(fā)展能量自給返型城市生活垃站圾堆肥系統(tǒng)，滲解決垃圾問題晴綜上所述否，單純地依靠好某種技術(shù)來處欠理城市生活垃棄圾都不是適合牌國情的解決垃拔圾問題的根本呢方法。燈就目前情清況來看，由于賢我國對(duì)垃圾焚液燒發(fā)電電力上驢網(wǎng)方面的政策搭尚不完善，因貼此靠垃圾焚燒雁發(fā)電，工廠自膏用電以外剩余枕電力上網(wǎng)售電乏時(shí)機(jī)還不成熟貫。而且，垃圾勺熱值低，焚燒的發(fā)電值裝機(jī)容量較小撲，發(fā)電成本高素，與常規(guī)發(fā)電點(diǎn)相比電價(jià)也沒壇有競(jìng)爭(zhēng)力。從醋經(jīng)濟(jì)性角度來送講，垃圾焚燒聯(lián)發(fā)電并不是垃病圾資源化利用匙的最佳出路。宰垃圾是資擺源，這一點(diǎn)已澡成為人們的共煙識(shí)。因此，單哲純妄地帖“背處械理朵”漿垃圾是不科學(xué)癢的，必須因地狠制宜，針對(duì)垃邪圾中組分的多脾樣性，以資源滿、能源回收為職出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行綜消合利用，即建樂立能量自給型杰城市生活垃圾勒堆肥系統(tǒng)。包都括以下幾個(gè)