4)其他技術
衛生填埋—自然發酵—沼氣收集—燃氣發電。該技術已于1998年10月在杭州天子嶺廢棄物處理總場建成投產,外方總投資350萬美元(不含征地費用),裝機容量1940kW,平均功率1800kW,發電并入華東電網,已產生了一定的經濟效益。該工藝的優點是對垃圾進行了部分資源化利用,并減少了填埋場溫室氣體的排放,減少了填埋場的火災隱患。但該工藝也存在明顯的缺點:
•由于只對填埋氣體進行資源化利用,因此資源化利用程度低;
•對填埋工藝要求(如防水、覆土、壓實)高;
•需封場或部分封場進行抽氣,所需垃圾的填埋量在100萬立方米以上,因此只適合于大型或超大型的衛生填埋場;
•對正在填埋中的工作面產生的沼氣無法利用;
•同垃圾焚燒發電工藝一樣,也需要政府政策上的優惠(合理的收購電費,減免稅收)及財政補助,以維持正常的運行及保證合理的投資回報率。
3.廣東省垃圾情況概述
1997年,廣東省的城市生活垃圾的產量達到740萬噸,基本上呈逐年上升的趨勢。以廣州市為例,城市生活垃圾的產量從1990年的105萬噸增加到1996年的176萬噸,平均年增長率超過10%,不過近兩年來廣州市的城市生活垃圾產量增加的速度已明顯減慢。然而在廣東省的一些城市,生活垃圾增長的勢頭依然強勁。
廣東省是我國經濟較為發達的省份。隨著經濟的發展及人民生活水平的提高,近年來垃圾組成及性質已發生了明顯的變化。總的來說廣東省的城市生活垃圾有以下幾個特點:
(1)從垃圾組成來看,無機物含量較低,塑料、廢紙及廚余的比例較高。
表3是廣東省幾個城市的垃圾組成分析結果。由于廣東省民用燃料氣化率很高(基本達到90%以上),因此在生活垃圾中無機物(不含玻璃、金屬)的含量比國內許多城市要低(重慶31.6%,石家莊38.5%,大連26.3%,太原36%,一些燃煤為主的城市無機物的含量甚至達到70-80%以上),而廢紙、塑料含量高(重慶17.0%,石家莊7.9%,大連8.4%,太原6.1%)。
表3 廣東省城市生活垃圾的組成分析*
|
砂土 |
玻璃 |
金屬 |
紙 |
塑料 |
橡膠 |
布 |
草木 |
廚余 |
白塑料 |
皮制品 |
廣州 |
14.92 |
4.39 |
0.55 |
5.63 |
13.73 |
0.53 |
4.44 |
5.86 |
47.86 |
1.33 |
0.76 |
中山 |
11.2 |
1.6 |
1.07 |
5.87 |
17.87 |
0.53 |
3.2 |
11.2 |
47.47 |
|
|
深圳 |
14.29 |
1.79 |
1.34 |
7.14 |
19.2 |
|
1.79 |
|
53.57 |
0.89 |
|
新會 |
|
1.49 |
|
7.19 |
7.78 |
1.2 |
1.8 |
22.75 |
56.9 |
0.9 |
|
*:廣州市垃圾組成數據為1998年平均值;中山垃圾為1999年3月填埋場取樣值;深圳垃圾為1999年3月深圳某區取樣值;新會市垃圾為1999年4月居民區垃圾中轉站取樣值。垃圾水分范圍為40-60%。
(2)從物化性質上看,由于廣東城市生活垃圾中灰渣含量低、紙和塑料等易燃有機物含量高,一方面導致垃圾的容重較小(不到300kg/m3,而全國其他許多城市則達到500kg/m3 左右),另一方面使得垃圾的熱值較高,廣東省(尤其是珠江三角洲地區)城市生活垃圾低位熱值通常在4000-5500kJ/kg范圍內。
(3)垃圾產量的季節性變化。就城市生活垃圾而言,廣東省內各城市一年中垃圾的產量有一定的變化規律。如廣州市1998年通常垃圾產量4800噸/日,但在春節期間垃圾的產量大大高于這個數值。1998年春節期間,垃圾日產量達到9000噸,而1999年春節期間垃圾日產量甚至達到11000噸。這與廣東人的過年習俗密切相關。廣州是中國著名的花城,春節前人們習慣買花,而過完春節鮮花枯萎后就變成了垃圾,導致春節后垃圾產量猛增。
4.發展能量自給型城市生活垃圾堆肥系統,解決垃圾問題
綜上所述,單純地依靠某種技術來處理城市生活垃圾都不是適合國情的解決垃圾問題的根本方法。
就目前情況來看,由于我國對垃圾焚燒發電電力上網方面的政策尚不完善,因此靠垃圾焚燒發電,工廠自用電以外剩余電力上網售電時機還不成熟。而且,垃圾熱值低,焚燒發電裝機容量較小,發電成本高,與常規發電相比電價也沒有競爭力。從經濟性角度來講,垃圾焚燒發電并不是垃圾資源化利用的最佳出路。
垃圾是資源,這一點已成為人們的共識。因此,單純地“處理”垃圾是不科學的,必須因地制宜,針對垃圾中組分的多樣性,以資源、能源回收為出發點進行綜合利用,即建立能量自給型城市生活垃圾堆肥系統。包括以下幾個方面的內容:
1.可用物資(廢紙、金屬、玻璃等)的回收再生利用;
2.易腐有機物的堆肥處理;
3.高熱值不易腐有機物的能量利用;
4.灰渣的固化處理,實現灰渣的材料化。
目前國內已有單位開始了這方面的嘗試,但是由于技術上的問題,資源、能源的利用效率低,還不能利用垃圾自身的能量解決工藝過程的高能耗問題,系統運行成本高,技術含量低,不利于產業化推廣。發展垃圾綜合利用系統,應以系統能量自給為目標,一方面可以大大降低生產成本,另一方面由于選取較小的發電裝機容量還可以使系統的建設成本大大降低,更適合國情,擁有廣闊的市場前景,由此產生的社會和經濟效益都將是相當可觀的。
5.能量自給型城市生活垃圾堆肥系統中需解決的關鍵問題
1.堆肥工藝的進一步改進包括四個方面的內容:
•分選技術、設備的改進
•開發新菌種,縮短發酵周期,減少投資和占地
•簡便造肥技術的研究與開發
•微生物脫臭技術的研究應用
2.能量利用系統
無論用那種垃圾能利用方式(熱解、氣化或燃燒),能量的高效、穩定的利用要求垃圾原料的物化性質盡可能穩定,而原生垃圾很難達到這個要求。另外,垃圾直接熱處理會產生大量的HCl,不僅會造成設備的腐蝕,而且污染環境。而RDF(垃圾衍生燃料)是解決這些問題的最佳出路。RDF的熱解、氣化、燃燒特性及其制造工藝,以及相應工藝過程和設備的研究開發,可以從根本上解決腐蝕問題、提高能量利用效率,最大限度地降低能量利用過程中產生的環境污染。
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