北京市生活垃圾焚燒的合理性
一、北京市生活垃圾處理情況
1991年之前,北京市的垃圾處理基本是采用簡易堆放的方式進行處理。直到1991年世行貸款建成的大屯轉運站和阿蘇衛(wèi)填埋場投入使用,北京市的垃圾處理才進入無害化階段。經(jīng)過十幾年的努力,到2002年底,北京市相繼建成了小武基轉運站、馬家樓轉運站、北神樹填埋場、安定填埋場和南宮堆肥廠等五個德國贈款垃圾處理項目,同時,海淀區(qū)建成了五路居轉運站和六里屯填埋場,朝陽區(qū)建成了高安屯填埋場,豐臺區(qū)建成了北天堂填埋場,大部分遠郊區(qū)縣也建設了垃圾處理設施。
目前,北京市已建有22座無害化垃圾處理設施,日處理能力為8750噸,全市垃圾總量為1.15萬噸/天。垃圾無害化處理率達到了91%。無害化處理設施中,填埋占總處置量的91%,焚燒處理量占2%,綜合處理量占7%。詳見表1。
表1 北京市主要垃圾處理設施簡表
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*來源:北京市垃圾渣土管理處網(wǎng)站
二、北京市垃圾產(chǎn)量及垃圾特性數(shù)據(jù)的預測
2.1 北京市垃圾產(chǎn)量的預測
隨著北京市人口增長、經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的提高,預測垃圾產(chǎn)生量以每年大約2%的速度增長。到2008年,北京市生活垃圾日產(chǎn)量將達到1.2萬噸,垃圾年產(chǎn)生量約為438萬噸;日產(chǎn)醫(yī)療廢物將達到60噸左右;日產(chǎn)餐廚垃圾將達到1200噸左右。
隨著居民環(huán)保意識的提高和政府的推動,開展垃圾源頭分類的覆蓋范圍和資源綜合利用水平將會逐年提高。預計今后每年將新增垃圾分類小區(qū)、大廈、工業(yè)區(qū)200至300個,每年可減少垃圾量約4.4萬噸。
2.2 北京市垃圾特性數(shù)據(jù)的預測
隨著經(jīng)濟發(fā)展和北京市人民生活水平的提高,預測城市生活垃圾成分的變化趨勢為:有機物的比例增長、容重繼續(xù)下降、熱值不斷上升、可回收利用物會愈來愈多,更有利于垃圾焚燒處理和資源綜合利用。
三、北京市垃圾處理規(guī)劃
根據(jù)《北京市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》和《落實奧運行動計劃垃圾處理設施的建設規(guī)劃》發(fā)展目標,2008年前,要完成新建15座垃圾處理設施,形成日處理垃圾1.25萬噸的能力。具體建設項目包括:垃圾填埋場3座,綜合處理廠7座,生活垃圾焚燒廠3座,轉運站2座。近期建成豐臺、阿蘇衛(wèi)、董村、朝陽、海淀、房山、懷柔7座垃圾綜合處理廠和大屯、石景山2座垃圾轉運站;2008年前建成安定(二期)、大杜社2座垃圾衛(wèi)生填埋場和朝陽、南宮、海淀3座生活垃圾焚燒廠。
四、生活垃圾處理方案分析
4.1 城市生活垃圾處理方法
4.1.1 城市生活垃圾處理方法
國際上比較成熟的城市生活垃圾處理方法主要有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒三種。
4.1.1.1 衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋是應用最早、最為廣泛的城市生活垃圾的最終處置手段,其技術比較成熟,操作管理簡單,投資和運行費用較低,是目前世界多數(shù)國家的主要垃圾處理方式。其缺點是垃圾減容效果差,需占用大量的土地資源;廠址選擇受地理和水文地質條件限制較多,較為困難;垃圾滲瀝液及沼氣的收集和處理難度大,易對地下水和土質造成污染,且存在爆炸隱患。因此,垃圾填埋的處理方式已經(jīng)不再適合人口密集、土地資源緊缺的國家和地區(qū)。國外正在逐步減少垃圾直接填埋量,尤其在歐盟各國,已強調垃圾填埋只能是最終的處置手段,而且只能是無機物垃圾,在2005年以后,有機物大于5%的垃圾不能進入填埋場。
4.1.1.2 垃圾堆肥
垃圾堆肥是利用微生物,有控制地促進城市生活垃圾中可降解有機物轉化為穩(wěn)定的腐殖質的生化過程。目前較好的堆肥方式為動態(tài)高溫堆肥。在現(xiàn)代堆肥技術的發(fā)展過程中,由于堆肥的產(chǎn)品質量和銷售市場問題,致使垃圾堆肥的發(fā)展受到一定限制。目前,歐美各國采用的堆肥技術大都用于庭院修剪物、果品蔬菜加工的廢棄物、養(yǎng)殖場的動物糞便和釀造業(yè)的廢棄物等。
4.1.1.3 垃圾焚燒
垃圾焚燒技術作為一種以燃燒為手段的垃圾處理方法。隨著城市生活垃圾可燃物和易燃物的增加,及各種先進技術的發(fā)展和應用,使垃圾焚燒技術不斷得到完善和發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計,到2004年全世界約有各種類型的垃圾焚燒廠2200余座。
4.1.2 發(fā)達國家垃圾處理狀況
二十世紀九十年代以來,由于全球經(jīng)濟的飛速發(fā)展和城市生活垃圾處理技術的不斷提高,世界各國城市生活垃圾處理方式的比例也發(fā)生了明顯變化,傳統(tǒng)的填埋法所占的比例開始下降,堆肥法所占的比例基本不變,而焚燒法的應用有較大的提高。據(jù)有關資料統(tǒng)計,世界各國和地區(qū)垃圾處理方式的比例見下表:
表2 世界各國和地區(qū)垃圾處理方式的比例 (%)
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來源:張衍國,《垃圾清潔焚燒發(fā)電技術》,中國水利水電出版社,2004年3月
4.1.3 國內城市生活垃圾處理概況
由于歷史和認識水平等多種原因,國內城市垃圾的處理水平一直較低。與日益增長的垃圾量相比,我國城市生活垃圾無害化處理設施非常匱乏,垃圾無害化處理率很低,造成的環(huán)境污染非常嚴重。據(jù)有關資料統(tǒng)計,2005年度全國30個省、自治區(qū)、直轄市(西藏和港、澳、臺地區(qū)未統(tǒng)計)的城市垃圾量為1.6億噸,垃圾處理量為0.82億噸,處理率為51%,其余49%的城市生活垃圾未經(jīng)妥善處理。
2004年,國內共有城市生活垃圾處理設施559座(西藏和港、澳、臺地區(qū)未統(tǒng)計),其中,垃圾填埋場444座,占79.4%;綜合處理廠、堆肥場61座,占10.9%;各類垃圾焚燒廠54個,占9.7%。國內城市生活垃圾處理設施的處理規(guī)模為235819噸/天,約為0.8089億噸/年,其中,垃圾填埋場處理規(guī)模為205889噸/天,占總處理量的86.3%;綜合處理廠、堆肥場處理規(guī)模為15347噸/天,占總處理量的6.4%;各類垃圾焚燒廠處理規(guī)模為16907噸/天,占總處理量的7.1%。
4.2 垃圾處理工藝比較
垃圾的無害化、減量化、資源化處理的工藝主要有衛(wèi)生填埋、堆肥和焚燒三種。三種垃圾處理工藝的比較見表3。
表3 三種垃圾處理方式比較
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4.3 生活垃圾焚燒處理方式分析
4.3.1 我國垃圾焚燒的現(xiàn)狀及發(fā)展方向
隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口不斷增多以及人民生活水平的日益提高,城市垃圾的產(chǎn)生量也日漸增多。在當今世界,大量的垃圾已成為城市中一個長期存在的污染源。對垃圾的處理不當,可能會造成嚴重的大氣污染、水污染和土壤污染,并將占用大量的土地。二十世紀九十年代中期在西班牙發(fā)生的垃圾堆山體松動、滑移并嚴重污染海濱的嚴重事件,便是對人類發(fā)出的一次警告??梢哉f,垃圾對環(huán)境的污染已經(jīng)成為日益嚴重的問題。如何經(jīng)濟、有效地進行垃圾處理,是環(huán)衛(wèi)和環(huán)保行業(yè)面臨的一個亟待解決的問題。
垃圾焚燒是目前固體廢棄物處理的有效途徑之一。焚燒處理的優(yōu)點是減量效果好,焚燒后的殘渣體積減少90%以上,重量減少80%以上,處理徹底,污染小,目前仍被認為是最有效、經(jīng)濟的垃圾處理技術之一。但是,建垃圾焚燒廠投資及運行費用比較高。
我國興建的大型垃圾焚燒廠,如深圳、上海等城市建設的垃圾焚燒廠主要是引進國外關鍵設備。面對市場的要求,我國一些有實力的廠家引進國外技術,生產(chǎn)垃圾焚燒爐,以期降低設備成本,逐步實現(xiàn)焚燒設備的國產(chǎn)化。同時,國內對流化床技術應用于垃圾焚燒處理也取得一定進展。
4.3.2 我國部分垃圾焚燒項目概況
中國從80年代末,深圳市引進日本三菱重工垃圾焚燒技術以后,隨著城市建設的發(fā)展,垃圾焚燒發(fā)電廠逐漸建立。目前建成和擬建的垃圾焚燒廠有數(shù)十座。上海、廣州、深圳、珠海、天津、大連、太原、哈爾濱、福州、溫州、杭州、蘇州、東莞、順德、南海、北海等大中城市都相繼建設垃圾焚燒發(fā)電廠。
4.4 垃圾焚燒處理技術的選擇
4.4.1 我國垃圾焚燒處理技術
我國生活垃圾焚燒技術的研究起步于上世紀80年代中期,“八五”期間被列為國家科技攻關項目,目前有深圳、寧波、上海、北京、紹興、珠海、太原、石家莊、廈門、成都、杭州、金華、東莞以及其它中等城市采用了生活垃圾焚燒技術,部分已相繼投產(chǎn)運行。
綜合目前我國生活垃圾焚燒技術應用的現(xiàn)狀,大致歸納為兩種類型:一是國產(chǎn)化焚燒技術設備,包括爐排爐、旋轉窯爐及流化床焚燒爐,這部分設備有些經(jīng)過試運轉效果較好,有些需進一步改進、提高;其中流化床焚燒爐技術應用較多,這技術以中科院、清華大學和浙江大學等科研院校為代表的科研成果。二是從國外引進關鍵技術設備與國產(chǎn)技術設備相結合的生活垃圾焚燒系統(tǒng),在這部分設備中,以引進關鍵的爐排爐技術為主,如上海江橋、上海浦東、深圳、廣州、北京、寧波、廈門等;也有一些城市采用引進循環(huán)流化床焚燒技術設備,如哈爾濱、太原、大連等。垃圾處理技術選用不僅取決于技術本身,而且取決于城市的經(jīng)濟條件和自然環(huán)境,總之要因地制宜。。
目前,我國正面臨著由于城市人口不斷增加,土地資源日益緊張而導致垃圾出路難的嚴重局面,因此在十一五期間及其以后,垃圾焚燒處理將會有較快的發(fā)展特別是在經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū),這也符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。
4.4.3 北京市垃圾焚燒處理發(fā)展規(guī)劃
北京市屬于特大型城市,垃圾產(chǎn)生量大,合理運輸范圍內垃圾處理廠的建設用地有限,應當大比例使用可使垃圾有效減容的處理技術。現(xiàn)有的垃圾處理系統(tǒng)中,大量占用土地的衛(wèi)生填埋占90.6%,具有垃圾減容效最好的焚燒僅占2.5%。這是與北京城市地位很不相稱的。北京作為首都,土地資源非常寶貴和緊張,大部分已建垃圾填埋場填埋期限將到,尋找新的填埋場地非常困難。因此,北京以填埋為主的城市生活垃圾處理方式是必須要調整的。
根據(jù)《北京市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一五規(guī)劃綱要》、《北京市“十一五”時期環(huán)境衛(wèi)生事業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(上報稿)和《落實奧運行動計劃垃圾處理設施的建設規(guī)劃》,2010年前,北京市要加快實現(xiàn)城市生活垃圾處理以衛(wèi)生填埋為主的方式向資源化綜合利用方式的轉變;要以建設生態(tài)城市為目標,大力推進生活垃圾的減量化、資源化和無害化,進一步提高垃圾無害化處理率;科學調整工藝比例,逐步建立起城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、布局合理、技術先進、資源得到有效利用的現(xiàn)代化垃圾治理體系。為此,在“十一五”期間將新建生活垃圾處理設施26座,并要調整處理工藝技術比例,減少混合垃圾直接填埋量,使焚燒、堆肥、填埋的工藝比例達到4:3:3。屆時全市將擁有生活垃圾處理廠(場)32座(其中包括4座大型的垃圾焚燒廠),具有每日接納1.6萬噸原生垃圾的能力;垃圾無害化處理率城區(qū)達到99%,郊區(qū)達到80%。
根據(jù)北京市各區(qū)垃圾產(chǎn)量和收集清運方式,規(guī)劃在阿蘇衛(wèi)建設1000噸/日垃圾焚燒廠,消納東、西城區(qū)垃圾;在朝陽區(qū)高安屯建1600噸/日的垃圾焚燒發(fā)電廠;在海淀區(qū)六里屯建1800噸/日的垃圾焚燒發(fā)電廠(分兩期建設,一期工程為1200噸/日);在豐臺區(qū)建1000噸/日規(guī)模的垃圾焚燒廠;在大興區(qū)南宮建1000噸/日垃圾焚燒發(fā)電廠,消納崇文區(qū)、宣武區(qū)和部分朝陽區(qū)、豐臺區(qū)、大興區(qū)的垃圾。這些垃圾焚燒廠全部建成,可以使北京市的垃圾焚燒日處理量達5400噸,占8個城近郊區(qū)垃圾產(chǎn)量的50%。
上述規(guī)劃中將焚燒廠廠址選在轉運站或填埋場,主要是從垃圾運距和周邊環(huán)境考慮。焚燒廠規(guī)模以大于1000噸/日級大型垃圾焚燒廠為主,是因為大型垃圾焚燒廠的燃燒控制、污染控制和熱能利用水平都較高。
北京市是一個人口數(shù)量大、密度高、周邊可供垃圾填埋的用地越來越難尋覓的城市,提高垃圾焚燒處理比例,將是未來生活垃圾處理的必然選擇,根據(jù)人口密度和土地資源相近的發(fā)達國家的城市垃圾處理技術發(fā)展狀況,在未來的10~15年,北京市的垃圾焚燒處理的比例超過50%應該是合理的。
4.5 垃圾焚燒處理的可行性
垃圾焚燒處理技術現(xiàn)在已經(jīng)是一種成熟、可靠的垃圾處理技術。選擇焚燒處理垃圾要關注的問題一是垃圾的特性,二是焚燒過程的優(yōu)化,三是污染的控制。
垃圾特性中主要是垃圾的低位熱值。發(fā)達國家和地區(qū)的垃圾低位熱值在1800~2400kcal/kg范圍,北京市垃圾的低位熱值約為1000~1100kcal/kg,而由于垃圾中水份在垃圾坑有滲出現(xiàn)象,入爐垃圾的水份可減少10%以上,因此入爐垃圾的熱值在此基礎上又有一定程度的提高,因此無需輔助燃料就能穩(wěn)定地燃燒。
垃圾焚燒過程的優(yōu)化和污染的控制,都有多種成熟的設備和方案可供選擇。對于普遍關注的二惡英污染問題,可在焚燒過程和后續(xù)煙氣凈化中得到有效抑制。因此,垃圾的焚燒處理方式完全可以達到減量化、資源化和無害化的需要,把對環(huán)境的危害降到最低。
作者簡介:韓志明,北京金州工程有限公司高安屯垃圾焚燒EPC項目部技術部經(jīng)理

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