前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇垃圾焚烧建设方案范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
做好垃圾焚烧发电项目建设,对于我国能源危机与环境建设危机起到良好的缓解作用。就当前这类项目建设而言,项目投资控制的确保政府与建设方的利益。为此投资管理研究者,根据项目投资使用情况与流程,做好投资专项控制措施研究。
关键词:
垃圾焚烧;发电项目;投资;控制措施
在环保理念引导下,垃圾焚烧发电项目建设成为我国当前环保化能源建设主要模式。做好垃圾焚烧发电项目建设,不仅需要良好设计建设方面的技术支持,也需要做好其资金管理控制以确保项目建设的顺利完成。投资控制措施的应用是其首要与核心的管理内容。为此项目投资与建设方,以当前项目投资方式为基础,针对项目建设中出现的投资“三超”、决策失误、事前控制质量差以及设计造价管理差等投资控制问题,利用投资控制措施确保投资控制质量。
一、当前垃圾焚烧发电项目融投资方式
垃圾焚烧发电项目建设的基础是融投资方式的选择与确定。当前垃圾焚烧发电项目建设的投资方式,可以分为以下四种类型。(1)政府投资模式,即政府利用财政或直接投资进行项目建设。政府投资方式可以很好地提高项目的公益性特点。但是由于其投资较大,容易增加地方政府财政负担所以较少采用。(2)民营投资模式,既由民营企业对项目进行投资。民营投资方式注重资金管理,所以其项目投资风险较小。(3)CDM(清洁发展机制)投资模式,即在《东京议定书》框架内由工业发达国家在我国采用国际公益资金方式,对项目建设进行投资。如苏州市生活垃圾焚烧发电项目三期项目,即采用CDM投资模式建设。(4)政府发包建设模式,既政府将项目通过与项目公司签订特许权协议方式,将发电项目对外发包,由项目公司完成投资、融资、建设和维护的项目建设模式。其主要模式包括BOO、BOT等模式。
二、垃圾焚烧发电项目投资控制主要问题
受控制经验与实践方法影响,其控制过程存在以下问题。
(一)管理控制不善造成的“三超”问题管理控制管理不善,会造成投资项目“三超”(既结算超预算、预算超概算、概算超估算)现象的出现。投资“三超”现象会造成两方面问题。一方面会提升了投资控制难度。这主要是因为投资预算、概算与估算控制过程是投资控制的核心因素,“三超”问题的出现标志着这三项控制工作失控,进而造成投资控制难度的提高。特别是投资预算超出问题,会造成项目整体预算控制过程难以顺利完成。在预算控制失控严重时,管理者可以直接认定投资控制失败。另一方面会造成投资风险提升。投资管理对于投资风险质量有着严格要求,但是“三超”问题的出现会造成投资风险因素增加,进而提升项目投资风险。
(二)投资决策过程缺乏全面数据支持投资决策是投资管理的基础,正确的投资决策便于整体管理的进行。项目投资决策过程需要大量数据支持,以保证决策顺利完成。但是实践结果显示当前项目决策有效的数据缺乏,是当前决策管理层遇到的主要问题。这种数据缺乏现象,会造成以下两个问题。1、决策全面性受到影响。项目决策过程需要对项目内容,及相关问题进行充分考量与权衡,利用数据分析与核算方式决策内容的最优化。所以决策数据的缺乏,会造成决策者难以对项目进行全面考虑。2、投资决策模型缺失。项目投资决策模型的建立,是决策完成的数据演算基础。决策数据的缺乏,会造成模型演算数据的缺失,进而使决策结果缺乏说服力。
(三)事前控制阶段工作力度有待提高垃圾焚烧发电项目投资的事前阶段控制,包括项目事前审计、项目设计与方案制定等项目前期工作中,需要完成的投资控制工作。事前投资控制工作,对投资整体控制有着良好的风险预防与确定控制重点的作用。但是由于当前项目投资管理者,将控制重点集中在项目执行过程中,忽视事前阶段投资控制重要性,进而造成以下问题。(1)降低投资风险预防质量。由于事前控制工作不力,投资管理者难以提前预知投资风险原因,根源上预防风险的发生,进而降低投资风险预防质量。(2)难以确定投资控制重点。不同的项目建设过程投资控制重点有着较大差异,事前阶段控制过程的轻视会使管理者投资预测产生偏差,难以准确寻找投资控制重点。
(四)设计造价管理有效性低设计造价阶段管理是投资控制核心部分,合理的设计造成降低投资风险因素,同时保证项目设计方案资金管理在可控制范围内。但是当前垃圾焚烧发电项目设计中,造价管理有效性依然较低。造成这类问题的主要原因包括技术与市场因素。在技术因素层面,部分项目设计与建设方过于追求新技术的使用,忽视实用性原则,造成项目造价起点过高。而在市场因素层面,由于焚烧垃圾发电项目建设周期较长,所以在项目建设期间原材料市场与资金市场波动影响,进而出现设计造价与实际造价差距较大。
三、项目投资控制措施主要探析
投资管理者在投资控制问题的基础上,已解决控制问题为目标,利用以下措施完成投资控制管理工作。
(一)发挥政府部门监管作用,严格监控“三超”问题垃圾焚烧发电项目属于具有公益性的能源建设项目,所以无论采取哪种投资建设方式,都需要发挥政府部门的监管作用。正因如此,政府需要利用以下措施,做好在投资“三超”问题监管工作。首先发挥政府审计作用。无论是政府直接投资,还是项目发包投资建设模式,政府对于项目资金使用都有定期财务审计责任。管理者对审计数据分析,可以及时发现项目资金使用预算管理问题,避免预算超支情况出现。其次做好招标监管管理。发电项目往往通过项目招标方式,确定项目建设方与施工企业。政府管理部门做好项目招标监管工作,可以确实发挥节约成本、降低投资风险的作用,便于投资控制管理。最后发挥政策监管作用。垃圾焚烧发电项目具有极强得公益性特点,所以政府部门往往会对提出相应的建设要求(如环保达标要求等)。做好这些建设要求的监管工作,确保项目建设符合公益性要求,也会在侧面降低项目建设成本利于投资控制的实现。
(二)利用“大数据”挖掘模式,完善投资决策依据网络信息时代背景下,“大数据”挖掘模式的采用为各类决策工作提供全面的数据支持。单就垃圾焚烧发电项目而言,“大数据”挖掘模式可以为项目投资决策完善提供以下支持。(1)挖掘项目建设经验数据。垃圾焚烧发电项目在国际能源项目中得到广泛应用。为了项目投资决策工作,决策制定者可以利用网络平台,挖掘出各国同类项目建设投资管理经验,实施横向比较工作提取项目建设经验中的数据,为决策过程提供数据支持。(2)项目建设相关数据完善。项目投资决策不仅需要项目建设内部数据,同时也需要对项目建设环境、区域特点等相关数据进行详细了解,便于决策分析质量提高。“大数据”挖掘模式可以利用网络信息平台挖掘项目建设相关信息,同时利用信息系统进行数据分析,为决策提供有效的决策数据。(3)决策模型的完善。“大数据”挖掘技术,不仅可以为决策提供数据支持,同时还可以利用挖掘模式对模型结构进行完善,为决策的开展提供新型的投资决策模型。
(三)建设方与运营公司合作,完成事前控制阶段工作垃圾焚烧发电项目的建设方与运营公司,是完成投资事前控制的责任方,所以投资事前控制过程应由双方合作完成。其投资事前管理内容应包括以下过程。第一步做好项目设计与施工方事前审计工作。项目建设方与运营公司在项目前期有对设计与施工单位实行审计的权利,用以确定其是否可以在投资范围内完成垃圾发电项目设计与建设工作,确保投资利益得到保证。第二步做好设计成本监控。建设方与运营公司对于项目设计阶段投资控制,集中在设计成本监控过程。利用监控手段将设计方案中的投资成本进行严格控制,有利于项目建设中成本控制的有效进行。第三步建立项目施工方成本监控网络。在项目施工开始前,建设方与运营公司即需要与施工方配合,建立有效的成本控制网络投资成本控制的完成。如对项目施工方派驻成本控制专员、定期对项目财务内容进行审核等都是其具体的控制内容。
(四)聘请第三方参与,提高设计造价管理有效性提高项目设计造价有效性,不仅需要建设方与施工方设计人员的合作努力,还可以聘请第三方(造价分析师、成本分析师等)专业人员,参与设计造价过程提高设计造价过程的整体质量与效率。专业第三方的加入,对于设计造价有效性有以下影响。首先造价分析质量得到保证。专业化的造价分析人员,可以根据设计方案与项目实际情况进行专业化造价分析,所以其分析较之非专业人员有所提高。其次便于造价报告标准化的实现。详实而标准的造价报告,便于造价执行与投资成本控制的顺利完成。专业造价分析人员所制作的造价分析报告,其使用数据、语言、格式都符合报告标准要求,实行造价成本控制标准化支持建设。
四、结束语
垃圾焚烧发电项目是我国能源产业与环保产业结合新型典范。其实际管理体系内,项目投资控制的进程占据着核心位置。为此项目建设方在满足工程质量、工期等要求前提下,通过政府监控、完善决策数据、提高事前控制与设计造价质量等实践措施,完成投资控制工作。
参考文献:
[1]张天通.浅论垃圾焚烧发电项目投资控制[J].资源节约与环保.2015(07).
【关键字】垃圾焚烧;高斯扩散模型;博弈论;经济补偿
1 问题重述
随着经济的发展,人们对资源的过度消耗,"垃圾围城"已经成为了一个世界性难题,在今天的中国该问题显得尤为的突出,根据调查,2012年全国城市生活垃圾清运量达到1.71亿吨,比2010年增长了1300万吨。数据显示,目前全国三分之二以上的城市面临"垃圾围城"问题,垃圾堆放累计侵占土地75万亩。因此,垃圾焚烧正逐步成为中国垃圾处理的主要手段之一。城市垃圾经过分类处理,剔除可回收垃圾和有害垃圾后将剩余垃圾在焚烧炉中焚烧处理,既可避免垃圾填埋侵占大量的土地,又可利用垃圾焚烧产生的能量进行发电等获得可观的经济效益。然而,由于政府监管不力、投资者目光短浅等多方面的原因,致使前些年各地建设的垃圾焚烧电厂在运营中出现了环境污染问题,这会使周边环境遭到极大的破坏,周边居民的生活受到影响,所以我们必须根据这种情况进行建立补偿方案。
2 非重气云扩散的数学模型
根据气云密度与空气密度的相对大小,将气云分为重气云、中性气云和轻气云3类。轻气云和中性气云统称为非重气云。焚烧厂产生的氮氧化物、一氧化碳等污染气体就属于非重气云,其排放过程分为瞬时排放和连续排放两种类型。瞬时排放可以采用高斯烟团模型模拟,取排放源为坐标原点,x轴指向风向,y轴表示在水平面内与风向垂直的方向,z轴则指向与水平面垂直的方向则有:
(1)
式中:分别表示用浓度偏差表示的x、y和z轴上的扩散系数, 需根据大气稳定度选择参数计算得到。表示排放源的高度(m), 表示平均风速()。
连续排放采用高斯烟羽模型模拟, 同样在上述坐标系中, 其表达式为:
(2)
式中: 和的意义同式(1);表示排放高度的平均风速();表示排放源的强度()。
3 经济补偿博弈模型
垃圾焚烧厂的大量未经处理的废气直接进入空气,这就是中国空气受到污染的重要原因。究其根源,一方面排污企业常常不需要承担污染责任,也就是污染收益大于污染成本;另一方面受到污染外部性损害的居民往往处于弱势,无法与这些企业抗争,从而使排污企业得不到有效的监督。因此政府部门如何监管才能更有效的使周边居民得到满意?如何才能实现环境保护达到最优?本文试着从博弈论的角度分析政府部门和周边居民之间的互动,建立博弈模型,讨论二者的策略选择,并且给出一些政策建议。
经济补偿博弈基本模型实际上是政府和周边居民的博弈,因此,博弈的参与人有两个,分别是政府和周边居民,周边居民对赔偿的策略有接受和不接受两种,而政府对居民的策略给予赔偿和不给予赔偿两种。这里我们给出问题的假设:
1) 居民不会因政府随意给多少补偿就会接受,即居民有自己的价值判断和经济赔偿要求;
2) 焚烧炉排污对焚烧厂本身来讲不存在成本;
3) 建立该垃圾焚烧厂所带来的社会总经济效益为1;
4) 补偿方案提议补偿给居民经济利益,政府获得经济效益为,如果该补偿方案得到通过,则政府和居民分别所得为,,否则为:。
博弈双方的收益矩阵可用如下表格表示:
由于不会政府给多少补偿金居民都会接受,所以在最保守的情况下,下面等式必须成立:因此得到,。
只有满足这样的条件,居民才会接受。这与现实完全一致。
关键词:生活垃圾;焚烧发电;二噁英
收稿日期:20120331
作者简介:龚培峰(1968—),男,江苏邳州人,工程师,主要从事环境管理工作。中图分类号:D63文献标识码:A文章编号:16749944(2012)05021103
1引言
随着我国经济持续增长,城市化进程不断加快,生活垃圾作为城市代谢的产物大量产生。资金紧缺,大量垃圾只能作简单处理,或直接堆放于地表上,浪费大片土地资源,使我国城市普遍面临垃圾围城的局面,已构成城市环境污染的一个重要因素。妥善处理城市生活垃圾对于发展循环经济,建设资源节约型、环境友好型社会有着十分重要的作用。但如何选择一种处理效果好、投资合理、工艺科学、运行费用低的处理方案,是值得认真探索和研究的课题。生活垃圾焚烧发电技术是垃圾处理的一个重要方向,是生活垃圾减量化、资源化、无害化的最有效手段。
我国垃圾焚烧发电技术始于1986年深圳清水河环卫综合处理厂引进日本三菱重工的马丁炉排焚烧技术和设备,1989年该项目竣工并正式运行,这是垃圾焚烧第一次在中国出现。20世纪90年代,国内很多地方开始引进国外垃圾焚烧技术设备,典型项目有宁波枫林垃圾焚烧厂等;同时,国内的一些企业也自主研发了一些焚烧炉,但当时设计的焚烧炉均无发电系统,烟气净化采用烟气过水除尘方式,十分简陋。2000年环保部门出台《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》,对生活垃圾焚烧处理的燃烧条件、热能利用和污染排放进行了要求,国产简易垃圾焚烧设施相继被拆除。2000年北京市海淀区上庄垃圾转运站日处理100t垃圾的中式焚烧炉通过了科技部和中科院的联合验收,拉开了我国垃圾焚烧发电的序幕。截至2010年,全国竣工和在建的垃圾焚烧发电项目约160座。
2垃圾焚烧发电技术工艺流程
垃圾焚烧发电是把各种垃圾收集后,对热值较高的部分进行高温焚烧,在高温焚烧中产生的热能转化为高温蒸汽推动涡轮机转动,使发电机产生电能。其主要流程见图1。
(1)减容效果好。垃圾焚烧处理可以使城市垃圾的体积减少80%~90%,减轻或消除后续处置过程对环境的影响。
图1垃圾焚烧发电主要工艺流程
(2)消毒彻底。高温燃烧可以使垃圾中的有害成分得到完全分解,并彻底杀灭病原菌,尤其是对可燃性致癌物、病毒性污染物、剧毒性有机物等。
(3)有利于实现城市垃圾的资源化。垃圾焚烧产生高温烟气,其热能被废热锅炉吸收转化为蒸汽,可用来供热或发电。
(4)处理效率高,焚烧厂占地面积小,可节约城市用地。
(5)经济效益可观。如果处理得当,利用1t垃圾可发电300~400kW·h,由于垃圾焚烧发电厂的服务期限一般为25年左右,这意味着其稳定收益期将长达25年。而且垃圾焚烧发电厂的运营成本低廉并享有一定的税收优惠政策,能给投资者带来稳定、高额的回报。
3垃圾焚烧发电存在的环境问题
3.1二噁英的排放
二噁英全称分别是多氯二苯并二噁英和多氯二苯并呋喃。二噁英的毒性与氯原子取代的位置密切相关,尤其以2、3、7、8这4个共平面取代的位置上都有氯原子的二噁英同族体具有毒性,2、4、7、8TCDD被公认为是最毒物。毒性约为氰化钾的1 000倍,俗称世纪剧毒。
3.2废水、废气污染
垃圾进入焚烧发电厂后,在卸料、堆放、加料过程中,易产生恶臭气体,主要污染因子为H2S、NH3等。垃圾车在卸料过程中因卸料门开启、垃圾遗撒等原因,会造成电厂卸料平台存留部分垃圾臭气。垃圾堆放、燃烧过程会产生渗沥液,应将渗沥液收集并进行处理。
3.3固体废物的污染
焚烧后的垃圾含有重金属铅、镉、汞等。如果不能妥善处理这些废物,将会对人的身体健康构成极大威胁。目前在美国,垃圾发电焚化炉是汞污染的第二大罪魁祸首。
4合理利用焚烧发电技术
4.1重新制定垃圾焚烧发电厂的排放标准
我国的垃圾焚烧发电厂排放标准是2001年颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》,与欧洲国家标准相差较多。其中二噁英类排放限值我国为1TEQ-ng/m3,而欧盟为0.1TEQ-ng/m3。由于焚烧过程不透明,存在厂家偷工减料的现象,焚烧质量无从保证。根据中科院大连化学物理所和中科院研究生院对国内19家垃圾焚烧厂历时1年调研二噁英排放情况发现,16%的厂家达不到我国标准,70%的厂家达不到欧洲标准。检测分析显示,19个样本焚烧炉的二噁英/呋喃物质的排放量在0.042~2.461,平均值为0.423TEQ-ng/m3,远高于欧盟标准。为了垃圾焚烧发电产业的健康发展和人民群众的健康,有必要重新制定严格的新标准。
4.2严格要求规模及工艺
垃圾焚烧发电厂必须具有一定的规模,这样才能实现其可持续生产的目的,如果规模不够,不仅不能盈利,还要财政补贴,也没有足够的资金来采用更加先进的工艺设备,其排放的污染物也很难达到国家的排放标准。新建焚烧发电厂应优先选用成熟技术,审慎采用目前尚未得到实际应用验证的焚烧炉型。其中基本技术要求:生活垃圾在焚烧炉内应得到充分燃烧,二次燃烧室内的烟气在不低于850℃的条件下滞留时间不小于2s,焚烧炉渣热灼减率应控制在5%以内。
4.3规范生活垃圾处理企业环境管理
生活垃圾处理企业要建立污染排放日常监测制度,定期向环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门报告运行情况,监测结果要向社会公开。新建生活垃圾焚烧设施必须安装自动监测系统,对燃烧温度等主要运行工况和烟尘、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等主要污染物排放情况进行实时监测,并在企业主要出入口附近等显著位置设立显示屏,向社会公示监测数据。自动监测系统应当与环境保护行政主管部门和市容环卫行政主管部门联网。
4.4健全垃圾分类与回收处理机制
垃圾分类与回收处理不仅可以减少可利用资源的浪费,使得垃圾焚烧的成本降低,燃烧效率更高,而且燃烧过程中产生的污染物也会减少。90%的垃圾可以回收并重新利用,如能将垃圾分类与回收做到极致,不仅能够提高原料利用率,减少不必要的浪费,而且将从根本上减少垃圾焚烧发电厂与填埋场的建设。应将垃圾分类与回收和垃圾焚烧发电更好地结合起来,垃圾焚烧发电的前提是必须做好垃圾分类与回收工作。
4.5项目全过程必须公开透明
在项目立项、选址、环境评估等全过程中,必须做到公开透明。应充分注意公众的广泛性与代表性。在公众知情的情况下开展环评工作,告知公众该项目的有关信息,主要的环境影响、影响范围和程度。
5我国生活垃圾发电技术的发展趋势
循环流化床燃烧技术是20世纪70年代逐渐发展起来的先进燃烧技术,由于具有对低热值燃料的适应性和优异的环保性能,在常规及劣质燃料燃烧领域迅速发展、成熟。以中国科学院、清华大学、浙江大学等为代表的中国流化床燃烧技术学派开展了大量循环流化床燃烧技术的应用研究,为该技术拓展到垃圾焚烧领域奠定了坚实的基础,是国内自主研发、完全具有自主知识产权且全部设备实现国产化的技术。流化床焚烧项目由于建设成本低、环保性能良好而在国内垃圾焚烧发电行业占据半壁江山。
从世界上垃圾焚烧技术的发展趋势来看,已经把降低二次污染、提高环保水平作为评价焚烧技术优劣的优先原则。中科院生态环境研究中心在焚烧中对二噁英类物质的控制技术领域处于世界领先地位,并通过中科集团、北京中科通用能源环保有限责任公司在实际项目中进行了试验。中科通用建设的生活垃圾焚烧设施,以山东泰安项目为例,2009年8月投产后,分别于当年11月和次年1月进行了烟气二噁英类物质浓度监测,结果分别为平均0.034 TEQ-ng/m3和0.009TEQ-ng/m3,其余各项环保监测指标完全满足国家规定的排放要求,处于国内领先水平。
污泥和垃圾混烧将是流化床焚烧项目的发展趋势。目前已有不少流化床垃圾焚烧项目掺烧污泥,掺烧的污泥按水分高低分为两种:一种是湿污泥,含水率80%左右;另一种是干污泥,含水率40%左右。根据实际运行经验看,直接掺烧湿污泥,掺烧的量不能太大,20%以下对设备和燃烧状况影响不大,大于20%运行比较困难;而掺烧干污泥,掺烧量多少对设备和燃烧状况影响都不大。所以,干化后的污泥和垃圾一起混烧将是发展趋势。
掺煤量的逐步减少是流化床垃圾焚烧技术的另外一个发展趋势。早期的流化床焚烧项目,由于设备技术不完善、监管不到位和市场混乱等因素,流化床垃圾焚烧炉的掺煤量比较大。随着国内原煤价格的不断高涨,不少企业也积极探索流化床不掺烧煤的垃圾焚烧技术,目前浙江乔司、嘉兴等地已有不掺烧煤的流化床垃圾焚烧发电厂在运行。所以,从长远看,少掺煤甚至不掺煤是流化床垃圾焚烧项目的发展方向。
6结语
生活垃圾焚烧发电项目作为生活垃圾减量化、资源化、无害化的最有效手段,是垃圾处理的一个重要发展方向。与填埋、堆肥等传统垃圾处置方式相比,由于其
技术含量高、环保要求严,可显著减少垃圾的体积和重量,并能综合利用余热和废渣,带来的环境改善最长远。同时,需要政府制定相关政策法规,及时做好垃圾分类,监管垃圾焚烧发电厂的排放污染物指数,使之能够符合我国相关排放要求。
参考文献:
[1] 戴立虹.生活垃圾焚烧发电技术的演进[J].高科技与产业化,2011,183(8):58~60.
[2] 徐楠.[垃圾战争]国内独家披露中科院专家权威科研报告:中国垃圾焚烧排放起底[N].南方周末,2009-11-04(27).
[3] 张海霞,李爱民,杨继文.垃圾焚烧发电技术在我国的应用前景及存在问题初探[J].化工进展,2010,29(增刊):91~95.
[4] 洪雷,王小文,姬艳梅,等.垃圾焚烧发电技术进展与应用探讨[J].环境卫生工程,2011,19(3):55~57.
关键词:陕西省;农村;生活垃圾;处置
中图分类号 X799.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)24-0077-03
Study on the Treatment of Rural Household Solid Wastes in Shaanxi Province
Bai Zhao1 et al.
(1Shaanxi provincial Environmental Monitoring Center Station,Xi'an 710054,China )
Abstract:The rural household garbage in Shaanxi Province is mainly based on sanitary landfill,but landfill leachate disposal is lagging behind,which may cause great potential safety hazard to the surrounding soil and groundwater. Especially in the areas with abundant rainfall or the areas of drought ecological fragile areas,if disposed of improperly,it may cause irreversible ecological damage. In this paper,through the analysis of different pollutants in the domestic different incineration furnace,incineration flue gas treatment process,and the actual situation in rural areas,the best control technology suitable for rural garbage incineration was established.
Key words:Shaanxi Province;Rural;Household solid wastes;Disposal
1 前言
近年来,随着陕西省城市生活垃圾收集运输及处置体系的逐步完善,其城市生活垃圾已基本达到无害化处置。2015年陕西省城市生活垃圾清运量已达503.15万t,全省现有城市生活垃圾无害化处理厂17座,城市生活垃圾无害化处理率为98.07%[1]。与之相比,农村生活垃圾由于受到基础设施及地方监管等各方面因素的制约,收集处置相对滞后。
随着国家对农村环保工作的逐步重视,陕西省的农村环境面貌也得以改善。2012―2014年陕西省被财政部和环境保护部确定为全国农村环境连片整治示范省。全省43个县区率先开展农村环境连片整治工作,县级生活垃圾收运体系逐步建立,一批生活垃圾填埋场开工建设[2]。2015年陕西省县城生活垃圾清运量为263.3万t,生活垃圾填埋场已达80座,日填埋能力为10 023t[1]。
2 处置现状
对于农村生活垃圾,在不考虑土地成本及后期维护费用的前提下,其建设成本及运行成本相对较低,且垃圾填埋操作简单,处理对象要求低。所以目前陕西省农村生活垃圾处置仍以卫生填埋或简易安全填埋为主。随着县级生活垃圾处理场相继投入运行,环境问题也凸显出来。
农村生活垃圾的主要以无机物和有机物组成。其中,有机物占到垃圾总量的38.44%,有害垃圾占到垃圾总量的1.73%[3]。由于有机物含水率高,能产生大量的垃圾渗滤液,同时有害物质通过淋洗及化学反应,部分进入了垃圾渗滤液中,导致垃圾渗滤液成分复杂,COD和氨氮含量浓度高、重金属种类多,处理难度大,处理成本高[4]。
陕西南部地区属亚热带气候,年均降水量为839.56mm[5]。大量的降水将大大增加垃圾渗滤液的产生量。陕西北部地区属于干旱性生态脆弱区,地下水及土壤受到污染将严重影响该地区的生态系统。目前,由于受到资金及技术等条件的限制,县级垃圾填埋场的垃圾渗滤液处置还相对滞后,大量的垃圾渗滤液将对其周边的地下水、土壤带来极大的安全隐患。此外,生活垃圾长期在地下厌氧环境中易生成CH4可燃气体和NH3、H2S、等恶臭气体,能造成周边生态污染及火灾。
3 工艺比选
与垃圾填埋处置相比,垃圾焚烧处置具有占地少,减量化显著,处置周期短,热能二次利用等优点。目前,多数发达国家生活垃圾焚烧处理所占的比重较大。其中,日本垃圾焚烧率已达85%;丹麦的城市垃圾焚烧率已达75%[6]。我国的垃圾焚烧起步较晚。由于受到经济因素制约,我国的垃圾焚烧处置主要集中在东部发达省份。主要是由于(1)生活垃圾成分复杂,垃圾热值不稳地,需要添加辅助燃烧,造成运行成本的增加。(2)焚烧处理设备投资和运行费用高,废气处置工艺复杂。
对于农村生活垃圾进行焚烧处置,首先需要保证热值稳定。由于农村生活垃圾分散,垃圾产生量不大,且回收利用能产生社会效益。可通过人工初步分拣的方式,将垃圾分为可焚烧、可堆肥、可回用、有害物质4类。这样即可减少垃圾量,又可减少垃圾中的水分及有害物质,为后续尾气处理降低成本。其次,选用合适的焚烧炉及尾气治理系统,可以减少焚烧的运行成本及尾气中有害物质的含量。
4 污染控制
4.1 焚烧炉选型 目前,国内技术比较成熟的生活垃圾焚烧炉炉型主要有机械炉排炉、流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉、热解焚烧炉4类。由于受到资金及人员等方面的限制,农村生活垃圾焚烧的炉型选择应区别于传统城市生活垃圾焚烧工艺。农村生活垃圾焚烧系统应具有投资及运行成本低,操作简单,维护方便等特点。
机械炉排炉是最常用、适用性最好的城市生活垃圾焚烧炉型,它通过垃圾在连续滚动的炉排上进行层状燃烧。但其造价及运行费用高,操作及维护要求较高,主要用于大型城市生活垃圾焚烧工艺。流化床焚烧炉是将石英砂加热后与破碎成颗粒状的垃圾混合后快速燃烧。它具有燃烧温度较低,燃烧效率高等特点,但其对垃圾的热值及破碎分选均有严格的要求,运行及维护的技术要求较高,且需要加煤助燃才能保证其正常运行。常用于日处理垃圾500t以下的中型垃圾焚烧工艺。回转窑焚烧炉是垃圾通过炉体旋转在重力的作用下不断进行搅拌燃烧。该炉型对垃圾适应性强,可进行高温燃烧。但续传动装置复杂,燃料消耗大,运行费用及维修费用较高,主要用于中型垃圾焚烧工艺及危险废物的焚烧处置[7]。
与前3种炉型相比,热解焚烧炉具有运行成本低、操作简单等特点。传统的焚烧工艺使用过剩空气,不仅带来大量的粉尘,而且增加除尘负荷,同时使动力消耗增加。由于焚烧废气中可燃成分极少,二燃室要添加大量的辅助燃料来维持850℃以上的高温状态,同时产生大量的NOx。热解焚烧炉采用缺氧-好氧的处置工艺。垃圾进入热解气化炉,在缺氧的环境中受热裂解,垃圾中可挥发性物质于高温缺氧状态下从固体物中分解挥发出来大量有机气体。这些热解气再进入二燃室,与氧气充分混合后燃烧。在此过程中,由于空气的使用量减少,灰尘产生量降低,使得鼓风机及除尘器的耗电量大大减少。同时,由于热解气中含有大量的CO、CH4等可燃气体,使二燃室只需添加少量的辅助燃料即可维持在850℃以上的高温状态,且废气中NOx含量减少,从而大大降低了运行成本。
根据《生活垃圾焚烧控制标准》[8]及《生活垃圾焚烧处置工程技术规范》[9](CJJ90-2009)对焚烧炉的技术要求,热解焚烧炉可通过控制引风量及鼓风量,使整个系统处于一个微负压状态。根据燃烧工况参数调节燃烧供风量,实现热解气化炉和二燃室空气量的自动控制。确保二次燃烧室内温度达到950℃以上,烟气在此温度停留时间2s以上,消除烟气中二f英、焦油等有害物质的生成。此外,热解气化炉中残留下来的可燃性固定碳可在炉床长时间停留,逐步转化成CO或CO2,使残渣具有较低的热灼减率。
4.2 尾气处置工艺 根据《生活垃圾焚烧控制标准》[8]要求,应采取有效手段控制烟气中的颗粒物、重金属、酸性氧化物、氮氧化物及二f英的排放量。
(1)酸性气体去除―半干法除酸。垃圾焚烧过程中产生的酸性气体主要是HCl、HF、NOX及SO2。除酸原理是利用碱性物质作为吸收剂去除烟气中的酸性气态物质。酸性气体净化工艺可分为湿法、干法及半干法3种。湿法除酸法处置效率高,但会产生液态生成物,需要进一步处理。液态生成物的处理工艺复杂,投资及运行费用较高。干法脱酸反应产物为固态,可直接进行最终处理,但其去除效率较低。所以,目前常选用半干法脱酸工艺。该工艺介于湿法及干法脱酸之间,其酸性污染物去除率较高且产生固态产物,可直接去除。但其自动化控制要求较高,需要设备进行二次调试。
(2)颗粒物去除―袋式除尘器。目前,焚烧烟气常使用袋式除尘器或电除尘器进行颗粒物的除去。根据《生活垃圾焚烧处置工程技术规范》[9]要求,生活垃圾焚烧烟气必须设置布袋除尘器。主要是由于(一),生活垃圾中含有Cl元素,在高温焚烧条件下能生成次氯酸或氯酸,它能腐蚀电除尘器的金属元件,而袋式除尘器中的布袋通常使用尼龙原料,具有较好的抗腐蚀性。(二),与电除尘器相比,布袋除尘器寿命较长、设备占地小、投资及运行成本低、操作简单,可有效保证除尘效率。(三),布袋除尘器不受粉尘比电阻影响,不受负荷影响等特点[10]。此外,发达国家在生活垃圾除尘方面也基本采用袋式除尘器。
(3)重金属去除―活性炭吸附+袋式除尘器。焚烧烟气中的重金属以气态或吸附态的形式存在,吸附态及部分气态重金属在烟气降温过程中凝结,可随颗粒物一起被除尘器去除。仍以气态形式存在重金属,需加入活性炭喷射或使用带有活性炭布袋的袋式除尘器
(4)氮氧化物去除―SNCR脱硝。现有烟气中NOx脱除工艺主要有选择性催化还原法(SCR)及选择性非催化还原法(SNCR)。虽然从处置效率来看,SCR优于SNCR。但SCR成本高,需消耗能多能耗,催化剂最终失活以后为危险废物,可能带来二次污染。应选用SNCR处置工艺。目前,SNCR在国内外焚烧烟气NOx脱除系统中应用最为广泛,欧盟和美国环保局均推荐垃圾焚烧烟气脱硝工艺采用该技术[11]。
(5)二f英控制―极冷塔+活性炭+袋式除尘器。二f英类化合物是一种强致癌性持久性有机污染物,它是焚烧烟气重要控制指标。二f英主要以气态及吸附态的形式存在于烟气中。对于小型焚烧炉应减少二f英类在气相中的比例,同时提高飞灰的去除效率是控制二f英排放的重要指标[12]。由于二f英的生成温度在200~600℃,烟气在降温过程中应尽量减少在该温度区域的停留时间,所以在二燃室出口处需加设极冷塔,以减少二f英二次合成。此外,由于二f英为微量有机化合物,即使在焚烧炉中完全分解,在后期降温过程中仍然有少量的二f英产生。需要在袋式除尘器前加入活性炭喷射工艺对其加以去除。
5 结论
综上所述,农村生活垃圾填埋由于受到资金及技术等条件的限制,县级以下垃圾填埋场的垃圾渗滤液处置相对滞后,周边土壤及地下水存在很大的安全隐患。特别是雨量丰富的地区及干旱生态脆弱区,不适合进行垃圾填埋处理。应选用生活垃圾焚烧处理工艺。农村生活垃圾焚烧系统应具有投资及运行成本低,操作简单,维护方便等特点,同时应保证烟气排放达标,建议选用以下处置工艺:热解气化炉+二燃室+急冷塔+半干法脱酸(消石灰喷射)+SNCR脱硝+活性炭喷射+布袋除尘器+活性炭吸附。
参考文献
[1]陕西省住房和城乡建设厅《2015年陕西省城乡建设统计公报》[Z].2016.
[2]陕西省人民政府办公厅关于印发2012―2014年农村环境连片整治示范工作方案的通知陕政办发〔2012〕78号[Z].2012.
[3]岳波,张志彬,等.我国农村生活垃圾产生特征研究[J].环境科学与技术,2014,6:129-134.
[4]唐凤喜,曹国凭,等.我国垃圾渗滤液处置现状及处理技术进展[J].河北联合大学学报,2012,1:116-120.
[5]刘闻,曹明明.陕西年降水量变化特征及周期分析[J].干旱区地理,2013,9:865-874.
[6]孙健.焚烧法处理生活垃圾发展前景探析[J].煤炭工程,2005,7:57-59.
[7]黄荣捷.中小城镇垃圾热解气化处理技术及应用前景探讨[J].工业锅炉,2013,29:33-37.
[8]生活垃圾焚烧控制标准[J].GB18485-2014,北京:中国环境科学出版社,2014.
[9]生活垃圾焚烧处置工程技术规范[J].CJJ90-2009,北京:中国环境科学出版社,2009.
[10]王文刚,付晓慧.生活垃圾焚烧烟气污染物控制工艺选择[J].中国人口.资源和环境. 2014,24,3:87-91.
[11]刘辉、向怡.某垃圾焚烧厂烟气净化工艺选择分析研究[J].环境科学与管理,2016,4:101-104
1.1为了引导城市生活垃圾处理及污染防治技术发展,提高城市生活垃圾处理水平,防治环境污染,促进社会、经济和环境的可持续发展,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和国家相关法律、法规,制定本技术政策。
1.2城市生活垃圾(以下简称垃圾),是指在城市日常生活中或者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、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。
1.3本技术政策适用于垃圾从收集、运输,到处置全过程的管理和技术选择应用,指导垃圾处理设施的规划、立项、设计、建设、运行和管理,引导相关产业的发展。
1.4应在城市总体规划和环境保护规划指导下,制订与垃圾处理相关的专业规划,合理确定垃圾处理设施布局和规模。有条件的地区,鼓励进行区域性设施规划和垃圾集中处理。
1.5应按照减量化、资源化、无害化的原则,加强对垃圾产生的全过程管理,从源头减少垃圾的产生。对已经产生的垃圾,要积极进行无害化处理和回收利用,防止污染环境。
1.6卫生填埋、焚烧、堆肥、回收利用等垃圾处理技术及设备都有相应的适用条件,在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、综合治理和利用的原则下,可以合理选择其中之一或适当组合。在具备卫生填埋场地资源和自然条件适宜的城市,以卫生填埋作为垃圾处理的基本方案;在具备经济条件、垃圾热值条件和缺乏卫生填埋场地资源的城市,可发展焚烧处理技术;积极发展适宜的生物处理技术,鼓励采用综合处理方式。禁止垃圾随意倾倒和无控制堆放。
1.7垃圾处理设施的建设应严格按照基本建设程序和环境影响评价的要求执行,加强垃圾处理设施的验收和垃圾处理设施运行过程中污染排放的监督。
1.8鼓励垃圾处理设施建设投资多元化、运营市场化、设备标准化和监控自动化。鼓励社会各界积极参与垃圾减量、分类收集和回收利用。
1.9垃圾处理技术的发展必须依靠科学技术进步,要积极研究新技术、应用新工艺、选用新设备和新材料,加强技术集成,逐步提高垃圾处理技术装备水平。
二、垃圾减量
2.1限制过度包装,建立消费品包装物回收体系,减少一次性消费品产生的垃圾。
2.2通过改变城市燃料结构,提高燃气普及率和集中供热率,减少煤灰垃圾产生量。
2.3鼓励净菜上市,减少厨房残余垃圾产生量。
三、垃圾综合利用
3.1积极发展综合利用技术,鼓励开展对废纸、废金属、废玻璃、废塑料等的回收利用,逐步建立和完善废旧物资回收网络。
3.2鼓励垃圾焚烧余热利用和填埋气体回收利用,以及有机垃圾的高温堆肥和厌氧消化制沼气利用等。
3.3在垃圾回收与综合利用过程中,要避免和控制二次污染。
四、垃圾收集和运输
4.1积极开展垃圾分类收集。垃圾分类收集应与分类处理相结合,并根据处理方式进行分类。
4.2垃圾收集和运输应密闭化,防止暴露、散落和滴漏。鼓励采用压缩式收集和运输方式。尽快淘汰敞开式收集和运输方式。
4.3结合资源回收和利用,加强对大件垃圾的收集、运输和处理。
4.4禁止危险废物进入生活垃圾。逐步建立独立系统,收集、运输和处理废电池、日光灯管、杀虫剂容器等。
五、卫生填埋处理
5.1卫生填埋是垃圾处理必不可少的最终处理手段,也是现阶段我国垃圾处理的主要方式。
5.2卫生填埋场的规划、设计、建设、运行和管理应严格按照《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》、《生活垃圾填埋污染控制标准》和《生活垃圾填埋场环境监测技术标准》等要求执行。
5.3科学合理地选择卫生填埋场场址,以利于减少卫生填埋对环境的影响。
5.4场址的自然条件符合标准要求的,可采用天然防渗方式;不具备天然防渗条件的,应采用人工防渗技术措施。
5.5场内应实行雨水与污水分流,减少运行过程中的渗沥水(渗滤液)产生量。
5.6设置渗沥水收集系统,鼓励将经过适当处理的垃圾渗沥水排入城市污水处理系统。不具备上述条件的,应单独建设处理设施,达到排放标准后方可排入水体。渗沥水也可以进行回流处理,以减少处理量,降低处理负荷,加快卫生填埋场稳定化。
5.7应设置填埋气体导排系统,采取工程措施,防止填埋气体侧向迁移引发的安全事故。尽可能对填埋气体进行回收和利用;对难以回收和无利用价值的,可将其导出处理后排放。
5.8填埋时应实行单元分层作业,做好压实和每日覆盖。
5.9填埋终止后,要进行封场处理和生态环境恢复,继续引导和处理渗沥水、填埋气体。在卫生填埋场稳定以前,应对地下水、地表水、大气进行定期监测。
5.10卫生填埋场稳定后,经监测、论证和有关部门审定后,可以对土地进行适宜的开发利用,但不宜用作建筑用地。
六、焚烧处理
6.1焚烧适用于进炉垃圾平均低位热值高于5000kJ/kg、卫生填埋场地缺乏和经济发达的地区。
6.2垃圾焚烧目前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。禁止使用不能达到控制标准的焚烧炉。
6.3垃圾应在焚烧炉内充分燃烧,烟气在后燃室应在不低于850℃的条件下停留不少于2秒。
6.4垃圾焚烧产生的热能应尽量回收利用,以减少热污染。
6.5垃圾焚烧应严格按照《生活垃圾焚烧污染控制标准》等有关标准要求,对烟气、污水、炉渣、飞灰、臭气和噪声等进行控制和处理,防止对环境的污染。
6.6应采用先进和可靠的技术及设备,严格控制垃圾焚烧的烟气排放。烟气处理宜采用半干法加布袋除尘工艺。
6.7应对垃圾贮坑内的渗沥水和生产过程的废水进行预处理和单独处理,达到排放标准后排放。
6.8垃圾焚烧产生的炉渣经鉴别不属于危险废物的,可回收利用或直接填埋。属于危险废物的炉渣和飞灰必须作为危险废物处置。
七、堆肥处理
7.1垃圾堆肥适用于可生物降解的有机物含量大于40%的垃圾。鼓励在垃圾分类收集的基础上进行高温堆肥处理。
7.2高温堆肥过程要保证堆体内物料温度在55℃以上保持5~7天。
7.3垃圾堆肥厂的运行和维护应遵循《城市生活垃圾堆肥处理厂运行、维护及其安全技术规程》的规定。
7.4垃圾堆肥过程中产生的渗沥水可用于堆肥物料水分调节。向外排放的,经处理应达到《污水综合排放标准》和《城市生活垃圾堆肥处理厂技术评价指标》要求。
7.5应采取措施对堆肥过程中产生的臭气进行处理,达到《恶臭污染物排放标准》要求。