城市生活垃圾焚烧处理技术的综合评价

摘要：文章介绍了青岛市小涧西二期生活垃圾焚烧与污泥协同处置工程城市生活垃圾焚烧处理技术，该技术是一种行之有效的减量化和资源化处理方式，对解决“垃圾围城”这一难题具有积极作用，且符合我国循环经济发展要求，逐渐成为大中型城市的垃圾处理方式。在同一种生活垃圾处理方式中，采用不同的处理技术和二次污染治理方式，对其资源消耗和环境保护有着重大的影响。

关键词：城市生活垃圾焚烧处理技术；综合评价；

全球资源和环境危机以及可持续发展思想的出现，使人们不仅仅将城市生活垃圾视为一种污染物而进行处理，而是渐渐地将其作为一种可再生利用的宝贵资源。城市生活垃圾是指城市日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，以及法律、行政法规规定的视为城市生活垃圾的固体废弃物。

一、项目背景

随着烟气处理技术不断进步，余热利用系统和尾气处理系统得到进一步完善，垃圾焚烧厂的控制水平也不断提高，城市生活垃圾焚烧数量重新增长，目前处于稳定发展阶段。青岛市为海滨丘陵城市，是山东半岛中心城市之一，位于山东半岛南端(北纬35°35'-37°09'，东经119°30'-121°00')，东南濒临黄海，东北与烟台市毗邻，西与潍坊市相连，西南与日照市相接。与韩国、日本隔海相望。青岛市域面积11282平方公里，其中市区面积3257平方公里。2012年底，全市户籍总人口为769.56万人。青岛秉承“打造优美环境，构建宜人之居”的理念，先后获得了“国家卫生城市”、“国家环保模范城市”、“国家园林城市”、“中国人居环境奖”、“全国文明城市”等荣誉称号。随着青岛市经济飞速发展和人民生活水平的提高，生活垃圾产量将会继续增加，青岛市面临的生活垃圾处理问题将进一步严峻，同时公众对于环境的认识和要求也越来越高，环卫行业的发展，尤其是生活垃圾的处理显得尤为重要，有助于提高城市人居环境，提升城市投资环境，实现现代低碳生态理念。

二、城市生活垃圾焚烧处理技术的综合评价

1.机械炉排焚烧炉。机械炉排焚烧炉是较早发展的垃圾焚烧炉型式。机械炉排焚烧炉根据炉排的结构和运动方式不同而形式多样，但燃烧的基本原理大致相同，垃圾在炉排上进行层状燃烧，经过干燥、燃烧、燃烬后灰渣排出炉外，各种炉排都会采取不同的方式使垃圾料层不断得到松动以及使垃圾与空气充分接触，从而达到较理想的燃烧效果。垃圾的燃烧空气由炉排底部送入，根据垃圾热值与水份不同，送入炉排风可以是热风或是冷风，不同的炉排结构其炉排透风方式各异。根据炉排运动方式及结构不同，机械炉排焚烧炉的型式有往复推动炉排、滚动炉排、多段波动炉排、脉冲抛动炉排。但主要型式是往复推动炉排及滚动炉排。

2.流化床焚烧炉。流化床焚烧炉是利用流态化技术进行焚烧垃圾，在炉内有大量的石英砂作为热载体。流化床在焚烧垃圾前，通过喷油燃烧将炉内的石英砂加热至600℃以上，垃圾经破碎后投入炉内，流态化的垃圾与媒体强烈混合，垃圾水份很快蒸发，使垃圾变脆而燃烧。流化床焚烧炉由于有热载体的存在，燃烧稳定、对垃圾变化适应性好、燃烧热效率高。由于炉内燃烧温度可控制在850℃左右，因而可降低NOx的产生，同时可在炉内直接喷入石灰，与SOx、HCl等酸性气体反应，可达到去除酸性气体的目的，其缺点是垃圾必须分选破碎，分选及破碎系统复杂，消耗动力大，同时要使垃圾及媒体处于流化状态必须消耗很大的动力，流态化固体颗粒对炉墙磨损严重。

3.旋转窑焚烧炉。旋转窑焚烧炉是在钢制圆筒内部装设耐火涂料或由冷却水管与钻孔钢板焊接成圆筒状，筒体沿轴线方向呈小角度倾斜。在焚烧垃圾时，垃圾由上部供应，筒体缓慢旋转，使垃圾不断翻转并向后移动，垃圾逐渐干燥、燃烧、燃烬然后排至排渣装置。有时除旋转筒体外还配有前置推动炉排或后置推动炉排，前置炉排起干燥，后置炉排起燃烬作用。配冷却水管的旋转炉对垃圾适应性强、设备利用率高、燃烧较完全、过量空气系数低，但其燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。旋转焚烧炉较多使用在热值较高的工业固体废弃物的焚烧上，在生活垃圾的焚烧中应用较少

4.热解气化焚烧炉。该炉从结构上分为一燃室与二燃室。一燃室内燃烧层次分布如图所示，从上往下依次为干燥段、热解段、燃烧段、燃烬段和冷却段。进入一燃室的垃圾首先在干燥段由热解段上升的烟气干燥，其中的水分挥发；在热解气化段分解为一氧化碳、气态烃类等可燃物并形成混合烟气，混合烟气被吸入二燃室燃烧；热解气化后的残留物沉入燃烧段充分燃烧，温度高达1100～1300℃，其热量用来提供热解段和干燥段所需能量。燃烧段产生的残渣经过燃烬段继续燃烧后进入冷却段，由一燃室底部的一次供风冷却（同时残渣预热了一次风），经炉排的机械挤压、破碎后，由排渣系统排出炉外。一次风穿过残渣层给燃烧段提供了充足的助燃氧。空气在燃烧段消耗掉大量氧后上行至热解段，并形成了热解气化反应发生的欠氧或缺氧条件。垃圾在一燃室内经热解后实现了能量的两级分配：裂解成分进入二燃室焚烧，裂解后残留物留在一燃室内焚烧，垃圾的热分解、气化、燃烧形成了沿向下运动方向的动态平衡。在投料和排渣系统连续稳定运行时，炉内各反应段的物理化学过程也持续进行，从而保证了热解气化炉的持续正常运转。

5.垃圾焚烧技术选择分析。通过前面的分析可以得知，应用较多、技术成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要是机械炉排炉、流化床焚烧炉。目前国外是以炉排型焚烧炉为主流设备，占有绝对优势；我国以炉排型焚烧炉和流化床焚烧炉为主，且前者更具优势。可考虑将不同焚烧技术的污染物排放折算成环境成本，进而可对比分析垃圾焚烧工程的经济、环境综合效益。另外国家建设部、国家环保总局、科技部发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中指出：目前垃圾焚烧宜采用以炉排炉为基础的成熟技术，审慎采用其它炉型的焚烧炉。

三、发展分析及建议

通过对青岛市社会经济状况分析及垃圾处理现状的研究，建设新的垃圾焚烧与污泥协同处置设施，是解决青岛市垃圾与污泥出路、垃圾与污泥处理设施能力不足和环境影响问题，实现生活垃圾与污泥减量化、无害化和资源化的最佳选择。根据多个垃圾焚烧厂建设和运营过程中的经验，并结合各个焚烧炉制造厂商的特点及青岛市的垃圾特性进行分析，在选择炉排时应遵循以下原则：（1）针对国内垃圾热值较低、水分含量较高的特点，应适当加大炉排面积，降低炉排机械负荷，以确保完全燃烧；（2）燃烧空气应加热到200℃以上，用于干燥垃圾；（3）对于目前的垃圾特性，炉排宜采用空冷的形式。严格按照有关标准设计、建设、运行、管理的生活垃圾焚烧处理设施能够满足环境保护的要求。尽快落实电力上网、土地使用等建设条件。厂区内部雨水采用暗管收集，目前暂定排入附近道路边沟，需落实排水点是否满足厂区雨水导排要求，如不满足需确定雨水导排方式及去向。为了提高垃圾与污泥的无害化和资源化处理率，必须提高垃圾与污泥收集率。垃圾与污泥量影响到垃圾与污泥处理收入和发电收入的多少，为了保证本工程正常运行和降低政府垃圾与污泥补贴财政负担，必须保证垃圾与污泥处理量。

本项目的实施将使生活垃圾与污泥处理达到减量化、无害化、资源化的目标，取得巨大的环境效益，同时项目本身可以取得一定的经济效益，另外，本项目能体现青岛市循环经济发展的社会效益。因此，本项目的综合效益是显著的。