胡坤
摘要:隨著城市的迅速發展和人們的生活水平的不斷提高,城市生活垃圾的產生量也日益劇增,處理量需求也正在逐步增大,然而焚燒發電將成為我國城市處理生活垃圾的主要方式,利用焚燒發電不僅減容效果好,還具有為城市提供電力資源等優勢。目前城市垃圾處理方法主要有焚燒和填埋等,本文講述了北京市生活垃圾焚燒處理現狀,并以海淀區再生能源發電廠為例,分析焚燒的優勢及發展的趨勢。
關鍵詞:? 垃圾處理,焚燒發電,發展趨勢
隨著城市的迅速發展和人們的生活水平的不斷提高,使得城市生活垃圾產量不斷增加,處理需求也正在逐步增大,然而焚燒發電將成為我國城市處理生活垃圾的主要方式,焚燒發電不僅減容效果好,還具有為城市提供電力資源等優勢。同樣北京市經濟、社會、文化高速發展,人們的日常生活產生了大量的生活垃圾,使首都環境、土地資源、城市運行和發展面臨嚴峻挑戰。
一、北京市垃圾處理歷程
為解決生活垃圾無害化處理問題,從20實際90年代開始,北京市生活垃圾糞便處理設施建設基本經歷了三個階段。
第一個階段是利用世界銀行和德國政府贈款先后建設了阿蘇衛、安定和北神樹3座大型生活垃圾衛生填埋場和南宮生活垃圾堆肥廠,以及與其配套大屯、小武基和馬家樓生活垃圾轉運站,基本解決了東西城區全部生活垃圾以及朝陽區和豐臺區部分生活垃圾的無害化處理問題,實現了北京市生活垃圾無害化處理設施從無到有的跨越,為后續設施建設提供借鑒和經驗。
第二階段是各區縣結合自身情況陸續建設了一批生活垃圾糞便處理設施,基本解決了各區縣生活垃圾糞便無害化處理問題,使全市生活垃圾糞便處理整體水平得到提高,這一階段建設的生活垃圾處理設施以填埋場為主。
第三階段是北京市生活垃圾處理方式逐漸由以填埋處理為主向以焚燒處理為主轉變。由于生活垃圾的快速增長,原有的填埋場均出現使用壽命快速縮短的情況,為解決這一問題同時也為應對更高的環境保護要求,全市垃圾焚燒廠進入快速建設期,相繼建成了高安屯、魯家山、南宮等十余座焚燒廠。
二、焚燒發電廠的優勢及特點
(1)焚燒發電廠的特點
垃圾焚燒廠主要包括焚燒爐、煙氣處理系統、污水處理系統、發電系統、DCS控制系統等。焚燒爐是整個設施最核心的設備,主流爐型為爐排爐和循環流化床,其中爐排爐略占優勢[1]。
處理設施的大氣污染物、焚燒煙氣、垃圾滲瀝液等廢水、廢氣、廢渣均經處理后達標排放,焚燒煙氣中的煙塵、酸性氣體和重金屬濃度遠低于國家和北京市標準限值,二噁英濃度低于國家和北京市標準限值且達到了歐盟2000標準要求。目前隨著焚燒廠的快速建設,設備自動化與全密閉作業程度越來越高,環保可控性越來越強。但同時大部分原生垃圾填埋場處于與焚燒廠的銜接過程中,在全面退出前普遍超負荷運行,臭氣、滲瀝液處理面臨較大壓力,這種情形還將維持一段時間。
(二)焚燒發電廠的優勢
目前,對城市生活垃圾的處理與處置方式主要有衛生填埋、堆肥和焚燒3種方式。垃圾衛生填埋是最早使用的一種處置方式,其存在的弊端比較明顯,一方面大量占用土地資源,另一方面垃圾填埋會對填埋場附近的土壤產生比較嚴重的土壤污染問題。垃圾堆肥處置方式雖然可以實現資源的再利用,然而其實現成本也比較高,同時,城市垃圾產生量的迅速增長,使這種處置方式難以從根本上緩解城市垃圾圍城的壓力。垃圾焚燒法主要通過對城市垃圾的高溫焚燒從而對其減量化。然而在焚燒過程中會產生大量有毒有害氣體,如二噁英等等。因而對其焚燒排放煙氣的治理也成為該方法能否大力推廣的關鍵因素[2]。
垃圾焚燒發電主要通過城市垃圾集中處置,在密閉的鍋爐內進行高溫焚燒,隨后將焚燒后產生的熱能以及蒸汽通過汽輪機發電。一方面實現了城市垃圾的減害減量化,另一方面實現了城市生活垃圾的資源利用。
三、北京市海淀區循環經濟產業園再生能源發電廠實例
海淀區再生能源發電廠(以下簡稱“本廠”)位于海淀區蘇家坨鎮大工村的海淀循環經濟產業園內,總占地27.74公頃,廠區面積22.74公頃,總投資15.3億元,設計處理生活垃圾2100噸/日,處理垃圾總量約80萬噸/年,發電量約2.6億千瓦時/年。本廠于2018年8月27日開始商業運行。
本廠擁有生活垃圾焚燒發電、垃圾滲濾液和廢水處理、爐渣暫存區等完善的環保設施,設計配置3×675t/d焚燒線+2×20MW汽輪發電機組,其核心設備采用世界知名廠家的成熟產品,處理工藝采用了國際先進的爐排爐和煙氣處理技術,保證垃圾在“3T+E”的工況下完成燃燒,有效的減少了污染物生成總量。同時,煙氣處理采用了多項雙重組合工藝,確保排放指標優于國家標準,達到歐盟2000/76/EU標準。
同時本廠除擁有先進的生活垃圾焚燒處理及煙氣處理設施的同時,還配有滲濾液處理設施。該套設施主要處理垃圾存放產生的滲濾液,實現了產業園區內垃圾綜合處理的高效性與完整性,經過處理的廢水全部回收利用,真正實現了“零”排放,產生的沼氣用于鍋爐燃燒,使環保能源得到了充分的利用。
2018年全年接收垃圾總量832071.62噸,焚燒垃圾673452噸,發電2.74億度,上網電量2.22億度;2019年全年接收垃圾總量802028.98噸,焚燒垃圾669986.51噸,發電2.9億度,上網電量2.33億度;2020年全年接收垃圾總量718431.41噸,焚燒垃圾593458.61噸,發電2.6億度,上網電量2億度。
四、垃圾焚燒發電處理的發展趨勢
為了實現城市生活垃圾的“無害化、減量化、資源化”處理,減少其對生態環境及民眾身體健康的危害,目前國內外普遍采用的生活垃圾處理及處置方式主要有3種:衛生填埋、堆肥及焚燒發電。其中焚燒發電具有減容減量明顯、無害化程度高、能源資源化效果好的特點[3]。焚燒發電勢必成為我國城市生活垃圾處理的主流技術。
長期以來,我國由于城市垃圾處理投資渠道單一,缺少必要的設施建設、運行和維護資金,處理設施嚴重不足,處理水平普遍不高,相當一部分城市的環境受到生活垃圾的污染。對著我國城市化進程的加快,城市生活垃圾數量將迅速增加,城市生活垃圾的無害化處理能力和水平與實現人與自然協調發展的要求之間差距較大,形勢嚴峻[4]。
五、總結
隨著我國對環境改的重視,以及越來越嚴格的煙氣排放要求,焚燒技術必須適合未來發展趨勢,同時期待垃圾焚燒發電產業不斷取得新的進步。
參考文獻
[1]劉峰.張益.我國生活垃圾焚燒行業發展現狀與趨勢[J].環境衛生工程,2012,20(2)7-8.
[2]楊征.城市垃圾焚燒發電發展現狀與展望[J].中國資源綜合利用,2016,34(12)33-35.
[3]鄭世偉.鮑建鎮,張茂,陳壘,李虎.我國城市生活垃圾焚燒發電市場現狀及前景[J].再生資源與循環經濟,2017(4)19-22.
[4]王琪.我國城市生活垃圾處理現狀及存在的問題[J].環境經濟,2005(10)23-29.
北京市海淀區循環經濟產業園管理中心 北京 100080