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深度|中小城市垃圾焚烧发电的可行性分析

    摘要:目前对垃圾的处理最行之有效的方法是焚烧发电。本文通过对目前中小城市垃圾处理情况的调查,对垃圾处理现状进行了分类,比较了不同垃圾处理方法的优缺点。对垃圾焚烧发电的前景和经济效益进行了综合分析,结果表明一些中小城市已经满足了垃圾焚烧和发电的各种条件。

    关键词:垃圾焚烧发电;可行性评估;效益分析

    在日常生活中每个家庭所产生的各种垃圾量是非常庞大的。如果大家不能有效地处理这些垃圾焚烧发电厂的垃圾,就会严重影响人们的生活环境,甚至威胁到人们的健康。目前,焚烧是处理垃圾的主要方式之一。因此,在垃圾处理中,可以采用垃圾焚烧发电。

    一、目前的垃圾处理现状

    (一)目前的垃圾量及政府应对措施

    据统计,过去十年中小城市生活垃圾产量年均增长率已经达到8%。某市人口约三百万,其中城市人口近一百万,其每日产生的各种垃圾合计近九百吨。另一较小城市人口约二百万,其中城市人口不到一百万,但是日产的各各种垃圾却达到了一千吨。

    传统垃圾处理的主要方式是回收和垃圾填埋。但是面对越来越多的生活垃圾,从长远发展考虑,基本措施应该按照“减量化,再利用,再循环”的3R原则对垃圾进行分类[1]。从垃圾分类收集过程到最终处理,大家始终坚持减少,利用和回收的原则。可持续发展的原则可以通过从根本上改变传统的混合,运输和处理方式来实现。

    (二)不同垃圾处理方法比较

    垃圾分类重复利用有几个主要用途:首先,可回收废物的分离可以减少废物总量,实现垃圾向资源的转化;其次,日常生活中普通的厨房垃圾在是垃圾臭味的重点出处。第三,分拣后的各种垃圾不同的处理方法都是为了减少垃圾污染。

    到目前为止世界最先进的治理城市生活垃圾的方法主要包括生化处理,卫生填埋和焚烧。

    通过表1可以得出,虽然在三种处理城市固体废物的方式中,高温堆肥使垃圾回归自然,改善土壤;然而,废物焚烧处理是一种完全还原方法,减少了约90%,处理时间短。显着的优点,例如显着减少,无害的彻底性和废物焚烧的废热回收。最现实的好处是 :垃圾焚烧发电厂基本上是固定的。在土地资源日益紧张的大城市和人口规模一定的中小城市,例如人口超过60万的城市,减少占用土地是政府部门推动垃圾焚烧的最紧迫和最大动力。

 

表1 三种处理方法的综合比较表

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    (三)垃圾焚烧发电的前景与经济效益

    在大规模城市开展垃圾焚烧发电,这是20世纪80年代中期逐步发展起来的一项新技术。当时,受资源和能源危机的影响,在日本等土地使用紧张的发达国家,首先开展了废物处理和资源转换。此项技术逐渐完善,垃圾焚烧发电厂得到了快速的发展。通过表2可以看出,垃圾焚烧发电可以获得很可观的经济效益,尤其是社会效益特别显著。这种处理方法真正符合废物处理和电能产生的基本原则,已成为最公认的废物处理方式。垃圾焚烧减少了垃圾量,达到了环保目的;其所产生的电力资源有效减少了煤炭等的使用,合理的利用资源既节能能源又减少废物的排放[2]

    二、二次污染防治措施

    (一)垃圾焚烧引起的二次污染问题分析

    必须承认的是,虽然垃圾一般可以无害化处理,但在垃圾焚烧发电后,仍会产生一些有害气体,灰尘,特别是人们所担心的二恶英有毒物质。还有少量污染物,如重金属,二次污染已对新技术作出反应。例如,分析后二恶英有三个主要来源:1)原生垃圾中就存在 ;2)在燃烧过程中产生 ;3)在焚烧尾部烟气中合成。后 2 种可以通过技术进步逐渐消除。

 

表2 比较传统和最新废物处理方法的好处

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    垃圾中含有重金属,如铜,铅,铬,汞,镉等。此外,虽然砷是非金属,但它目前包含在重金属范围内,需要加以控制。填埋的方法处理这些重金属同样会对地下水和土壤产生污染。焚烧后,重金属分布在烟气和底渣中,因此人们不会放松,因为烟雾更容易扩散。第一是消除技术进步,消除烟气中的重金属,第二是向人们说明工作:烟气中的重金属含量在规定的范围之内。

    (二)二次污染的控制

    控制二次污染的方法包括许多方面:1)废物焚烧和燃烧具有一定的热值,以确保整个过程中的温度高于1000℃以消除有害物质;2)新技术是烟气中的氧含量达到6%以上,确保所有有机物都被烧掉;3)利用最新技术降低烟气中的碳含量;4)目前减少二恶英产生的方法主要是通过对合成温度的控制。避开其产生的温度范围可以有效减少二恶英的形成,从而使排放的气体合格[3]

    三、在中小城市建设垃圾焚烧厂的可行性

    (一)国内外技术发展成熟

    垃圾焚烧技术是处理固体废物的有效方法之一。首先,无害化处理减少了占地和污染;二是垃圾处理和能源再生和利用。在一些发达国家,焚烧的历史很长。例如,在日本,由于土地面积小,城市化程度高,焚烧垃圾发电一直受到很多关注。20世纪80年代以后,垃圾焚烧发电在日本全国范围内推广,目前有3000多个垃圾焚烧炉。发电厂通常由20至25个焚烧炉组成,总共有100多个发电厂。单独达到1800吨,社会和经济效益都相当可观。通过上述简单数据,不难得出垃圾焚烧发电厂占地面积小,污染少的结论。

    (二)建设垃圾焚烧发电厂的必要条件和中小城市的可行性

    1、更完整的垃圾收集和转移系统

    中国城市生活垃圾分类尚不完善,家庭垃圾分类意识不强。建筑垃圾处理不及时,另外,交通运输系统的建设滞后,垃圾收运系统的建设需要大量的资金,基础设施的建立是保证垃圾分类顺利发展的前提。这些是限制在中国推广废物转化能源技术的重要条件。现阶段群众垃圾分类的观念已经深入人心,垃圾收集和分类更加完善。

    2、城市生活垃圾热值要高

    目前,我国城市垃圾一般具有夏季低热值,高含水量的特点。垃圾焚烧发电要求进入的垃圾的平均低热值需要达到4187kJ/kg或更高以避免使用辅助燃料。目前,中国城市平均面积为3140千焦/千克,中部地区为2219千焦/千克,西部地区为1507千焦/千克。因此,就整个国家而言,全燃垃圾发电的条件不足,需要添加辅助燃料。中小城市产生的垃圾主要以生活垃圾为主,其热值通常都很高,完全符合垃圾焚烧发电的要求。

    3、要有较强的经济实力

    垃圾焚烧发电的建设投资大,运营成本高,政府部门负担沉重。在珠江三角洲的众多城市中,江门是唯一没有建造垃圾焚烧发电厂的城市。虽然垃圾焚烧发电有很多优点,但如果建成焚烧发电厂,最低设计浪费为每天1500吨,每吨垃圾的最低建设投资计算为35万元。总投资至少需要5.25亿元。

    4、焚烧技术先进

    限制垃圾焚烧技术发展的一个重要因素是污染物排放问题。现在的垃圾焚烧技术已经可以有效的处理有害物质和气体人排放,在气体排放前就可以将有害气体特别是二恶英的含量控制在标准的范围之内。

    5、目前大部分中小城市已经满足要求

    由于我国城市建设速度快,出现了十年前的大城市和现在中小城市规模相差无几的现象,这表明当时大城市建成的垃圾焚烧发电系统的条件也适用于中小城市。垃圾焚烧发电系统的建设所需要的条件主要是场地、材料和资金等,这些条件对大城市和中小城市来说是都具备的,并且差距不大,所以中小城市建设垃圾焚烧发电厂的硬件条件是完全满足的。

    (三)在中小城市建立垃圾焚烧发电厂的必要性

    目前,中国的城市化进程已大大加快,相应的垃圾产量也大幅增加。如果采用过去的废物处理方法,则通过填埋方法进行处理。导致垃圾包围城市的后果实际上是不可持续的。与此同时,这种方法引起的二次污染的后果也越来越明显。


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