伴隨城市化進程的加快,城市生活垃圾量日益增加,人們的生存環境不斷惡化,垃圾處理的緊迫性日益提升。焚燒是城市生活垃圾處理的重要方法,其成本投入低,不但能治理區域污染,且能發電,具有經濟、環保、生態綜合效益,城市應積極采用焚燒方式治理生活垃圾。
一、城市垃圾焚燒處理現狀
隨著我國城市化加速,城市垃圾問題日趨突出,全國約有2/3的城市處于垃圾包圍中,其中近1/4的城市已無填埋堆放場地,全國城市垃圾堆存累計侵占土地已超過5億m3,所致經濟損失每年達300億元人民幣,且此趨勢會隨城市化進程加強。
當前,垃圾處理方式主要有填埋、堆肥及焚燒,其中填埋約占50%,堆肥約占10%,焚燒約占12%,城市垃圾仍有近30%未進行處理。從三種垃圾處理方式應用效果看,焚燒在投入成本(表1)、環境保護、能源轉化等方面存在顯著優勢;且焚燒處理所表現的特點,如最大限度降低垃圾重量、減小垃圾體積、直接進行處理、分解垃圾中有毒物質等,適應了城市垃圾排放構成的處理需求(表2)。
表1堆肥、填埋及焚燒處理運行單位成本比較
表2 城市垃圾應用基組分平均重量比(%)
從垃圾焚燒處理應用現狀來看,焚燒處理法雖未在我國城市范圍內廣泛應用,但有所推廣。20世紀80年代深圳垃圾焚燒發電廠的建立與成功運行,為垃圾焚燒發電提供經驗;我國自行研究的樂山市凌云垃圾焚燒爐可實現日處理垃圾30t,且能在不使用輔助燃料的情況下連續燃燒;FDLIF-50B生活垃圾焚燒爐,生活垃圾處理能力為50t/d;哈爾濱垃圾焚燒發電廠應用日本流化床焚燒技術,適時電腦網絡監控,實現日處理垃圾200t以上,排煙標準達到我國環保標準;上海浦東御橋工業園所建千噸生活垃圾焚燒發電廠,可實現年處理垃圾36.5萬t,且能實現向城市供電。此外,杭州進行垃圾焚燒“西部規劃”,選取九峰區域進行建廠,并設計日處理量為3000噸,所排煙氣符合歐盟標準;成都在龍泉驛區建立垃圾焚燒廠,實現日處理量800t;山東、福建、河南、安徽等省紛紛建立垃圾焚燒處理廠等;同時,國家已確定在不同區域建立百家垃圾焚燒處理廠,這為我國城市垃圾焚燒發電提供了支持。但從我國垃圾處理廠建設來看,主要靠引進國外技術與設備,自行研發項目較少,所需設備及運行費用較高,要實現焚燒垃圾處理廠綜合效益,還應加強焚燒設備及技術的研發及外在設備與技術的合理運用。
二、垃圾焚燒處理技術及工藝
城市垃圾含有水分、灰土較多,在進行焚燒處理時必須選擇對應的焚燒設備、焚燒技術及煙氣處理工藝,以保證垃圾焚燒效果。當前,主要焚燒技術有:流化床焚燒技術,其主要優點有:1)操作方便,運行穩定。垃圾破碎混合后,質地較為均勻,流化床以石英砂為熱載體,避免了床急冷急熱,燃料穩定燃燒;垃圾干燥、著火、燃燒及后燃燒幾乎同步進行,無需進行復雜調整,易于實現自動化,且能在短時間內啟動與停止,可連續燃燒。2)有效避免二次污染。焚燒時對有害物質進行處理,僅采用流化床,便能夠將NOx含量降至100ppm以下。同時,減少了廢水產生,避免了金屬污水。3)壽命長、投資省,適于大型化發展。但此設備消耗動力較大,磨損較為嚴重,須加強設備維護與保養。回轉窯焚燒優點有:1)回轉窯燃燒適應范圍較廣,能焚燒不同性能的廢棄物。2)機械零件較少,故障較少,可長時間連續運行。但其熱效率較低,所需輔助燃料消耗較多時,會產生有臭味、溫度低的氣體;窯身長,占地面積達;爐排結構較為嚴格,成本較高。爐排型焚燒時不需要對垃圾進行嚴格預先處理,爐排運動可實現垃圾處理的機械化。但在使用此設備時,需考慮垃圾的停留時間、攪動及翻轉。由此可見,流化床焚燒技術綜合性能較好,尤其適應我國垃圾熱值相對偏低的實際,故其發展前景最好。
三、垃圾焚燒處理技術的發展及前景展望
隨著科學技術的發展及對外開放的加強,一些新技術被運用到垃圾焚燒處理中,如垃圾燃料(RDF)處理技術、氣化等,且表現出獨特的優勢,這為垃圾焚燒處理提供了支持。RDF技術一般采用循環流化床及內循環流化床技術,可大規模處理生活垃圾,如我國較為發達的城市廣州、上海、深圳等,垃圾排放量大、熱值高、能源較為緊張,可使用此技術;但由于此技術起步較晚,其制造工藝、燃燒方式、爐內脫氯機理、排灰處理等尚未探明,此技術應用受限;因此,要推進此技術發展,必須結合我國城市實際狀況、技術條件選擇爐型,加強焚燒技術、凈化技術、廢水處理技術等研究。氣化技術是根據空氣流體力學原理,使爐體內生物質在空氣及一定溫度作用下,充分裂解后產生可燃性氣體,或是燃料經制氣室,在封閉、缺氧環境下,利用干流熱解及氧化反應后產生可燃氣體,進而實現生物質原料造氣、燃氣凈化、自動分離等功能。這不但使垃圾再利用,提升了資源利用率,且通過燃燒垃圾實現熱能、電能等轉化,適應了我國城市能源緊張、生態城市建設的要求,具有良好的發展前景。
四、推進城市生活垃圾焚燒處理發展的途徑
一方面,強化政府與垃圾焚燒行業的規范化行為,解除民眾疑慮。一些民眾抵觸垃圾焚燒的原因在于,垃圾隨處焚燒、焚燒后產生有害氣體等。對于此,政府應加強對垃圾焚燒的規范化管理,制定相關法律制度、政策規定垃圾焚燒行為;設置專門監督部門,監督垃圾焚燒;強調環保部門、垃圾管理部門、監督檢查部門的職責,改變多頭管理、多頭分權、多頭管理效率低的局面,進而保證垃圾焚燒規范進行。垃圾焚燒廠應端正自身行為,嚴格按照環衛行業許可、國家環保標準等選擇合理地垃圾焚燒設備、技術等,以保證垃圾焚燒實現最大化效益。另一方面,加強宣傳教育。以社區、電臺、媒體等路徑,向民眾介紹宣傳垃圾焚燒、填埋、堆肥等垃圾處理方式,使民眾了解垃圾焚燒的綜合效應;以社區活動、環保競賽、垃圾焚燒知識問答等方式,促使民眾參與到垃圾焚燒處理活動中,并以此刺激民眾形成垃圾分類放置、減少垃圾排放等日常行為習慣,進而減少垃圾污染與治理。
五、結語
焚燒法適應了城市垃圾構成特點,且具有環保、經濟、社會效益,而要進一步推廣此方法,必須結合我國城市垃圾特性進行焚燒技術、系統設備、工藝研究,尤其要加強國內化技術研究,同時,發揮政府、焚燒廠、公眾等多方面力量,以推動焚燒法推廣,最終推動城市和諧、持續發展。
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