隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展、城鎮化步伐的加快以及城市居住人口的不斷增長(cháng)，部分城市出現了“垃圾圍城”的窘迫現象。垃圾焚燒發(fā)電一方面可以明顯的減少城市垃圾的容量，另外一方面處理過(guò)程中還有有效解決地下水源、土壤的污染問(wèn)題，更重要的是垃圾焚燒所產(chǎn)生的熱量，還可用于發(fā)電、供熱。實(shí)現垃圾處理的“減量化、資源化、無(wú)害化”要求，該技術(shù)已逐漸成為生活垃圾處理的主要方式，對解決“垃圾圍城”等突出環(huán)境問(wèn)題具有重要作用。

 

對于垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)自身而言，由于社會(huì )是在不斷的發(fā)展和進(jìn)步的，因此人們生活品質(zhì)和習性也隨之改變改變，最終影響著(zhù)生活垃圾的特性，導致生活垃圾的熱值在逐漸提高。另外，更重要的是環(huán)保理念的深入人心，從而推動(dòng)著(zhù)垃圾焚燒發(fā)電的技術(shù)的不斷優(yōu)化和推廣。

 

PART.01垃圾焚燒發(fā)電的起源

 

1.1 國外垃圾焚燒發(fā)電的起源

 

自從十九世紀工業(yè)革命以來(lái)，西方國家走上了發(fā)展的快車(chē)道，讓人類(lèi)文明得到了質(zhì)的飛躍。但是隨之而來(lái)的城市人口激增，數量龐大的居民在臟亂不堪的城市環(huán)境中艱難生存，而造成這一現象的源頭正是由于當地大量居民日常生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的垃圾、污水和糞便等問(wèn)題沒(méi)有得到有效的解決，以至于最終導致各種傳染病的爆發(fā)，影響居民的生命健康。

 

1890年誕生了細菌學(xué)，隨著(zhù)該學(xué)科的誕生和發(fā)展，人們逐漸了解了許多傳染病的病源和傳播途徑，并找到了對應的解決方法，同樣，在此過(guò)程中垃圾焚燒技術(shù)也應運而生。在1896年德國漢堡建立了人類(lèi)歷史上的第一座垃圾焚燒廠(chǎng)。再到20世紀初期至70年代，全球的垃圾處理主流方式主要有三種：填埋、焚燒以及堆肥。20世紀90年代，發(fā)達國家用法律形式確定了循環(huán)經(jīng)濟的優(yōu)先順序，垃圾焚燒工藝流程變成垃圾“收集-運輸-焚燒(中間處理)-填埋”的系統方式。

 

1.2 國外焚燒技術(shù)發(fā)展歷程

 

國外垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展歷程可大致包括三個(gè)階段即：萌芽階段、發(fā)展階段和成熟階段。開(kāi)始，處理生活垃圾的焚燒爐在英國和美國建立。緊接著(zhù)，生活垃圾焚燒廠(chǎng)就在德國和法國建立起來(lái)了。這也意味著(zhù)垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)的萌芽。后續隨著(zhù)西方發(fā)達國家原來(lái)的垃圾填埋場(chǎng)已經(jīng)飽和，垃圾焚燒技術(shù)由于減量化的優(yōu)勢，該技術(shù)又迎來(lái)了一次發(fā)展。再到近半個(gè)世紀以來(lái)，煙氣凈化技術(shù)和焚燒設備技術(shù)的發(fā)展，垃圾焚燒技術(shù)日漸成熟。并成為許多國家處理城市生活垃圾的首選方式。

 

1.3 國內焚燒技術(shù)的發(fā)展歷程

 

萌芽階段：1929年上海市公共租界工部局派人赴歐洲考察生活垃圾焚燒處理新技術(shù)。1930年在上海的檳榔路(現安遠路)和茂海路(現海門(mén)路)各建設了一座生活垃圾焚燒處理廠(chǎng)，后續由于生活垃圾可燃物比例較低含水量高，焚燒困難運行費用高等缺點(diǎn)而停運。

 

發(fā)展階段：1985年，深圳市市政環(huán)衛綜合處理廠(chǎng)—我國第一代現代化的城市生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)始建設，1988年一期工程投產(chǎn)，采用了從日本三菱重工引進(jìn)的兩臺150噸/日馬丁垃圾焚燒設備和一臺500千瓦發(fā)電機組。二期工程與1996年投產(chǎn)，增建了一臺150噸/日馬丁垃圾焚燒設備和一臺3000千瓦發(fā)電機組。

 

1.4 我國早期垃圾焚燒發(fā)電的主要問(wèn)題

 

我國早期垃圾焚燒發(fā)電的主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：第一，我國早期城市生活垃圾的熱值普遍偏低，還需要添加輔助燃料才能運轉；第二，生活垃圾在焚燒后會(huì )產(chǎn)生大量的灰渣，未能達到垃圾減量化的要求；第三，由于我國垃圾焚燒研究起步晚、投入少，導致技術(shù)相對落后，缺乏相關(guān)的技術(shù)指導，發(fā)展水平也相對滯后。

 

20世紀80年代末，深圳市首家引進(jìn)了日本三菱重工生產(chǎn)的2臺處理能力150 t/d的馬丁式焚燒爐，并于1988年建成投產(chǎn)。隨后全國各地相繼建起了各種形式的垃圾焚燒廠(chǎng)，初期的垃圾焚燒不僅有余熱發(fā)電、供熱，還伴隨著(zhù)一批不能滿(mǎn)足環(huán)保要求的簡(jiǎn)易焚燒設施。

 

PART.02垃圾焚燒發(fā)電的現狀

 

2.1 垃圾清運體系的完善和處理率的提高

 

現如今，我國生活垃圾普遍使用的收集方法主要有：普通垃圾集裝箱、垃圾收集車(chē)和中轉站相結合、壓縮式垃圾集裝箱。再根據地方實(shí)際情況選擇適合的收運方法，而且垃圾收運體系的建設逐步由城鎮下沉到農村，不僅有效的補齊農村生活垃圾隨意丟棄的短板，更重要的是促進(jìn)了建設美麗鄉村的步伐，進(jìn)一步完善了我國垃圾清運體系建設。

 

隨著(zhù)我國改革開(kāi)放的不斷發(fā)展，經(jīng)濟水平和物質(zhì)條件都大幅度提升，“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保政策也不斷推進(jìn)且深入人心。雖然國內生活垃圾清運量在增長(cháng)，但是無(wú)害化處理率同樣也在持續增長(cháng)。近十年，我國垃圾清運量平均增速約3%，截止2020年，生活垃圾清運量已超2.35億噸，其中無(wú)害化處理量超2.34億噸，我國生活垃圾無(wú)害化處理率達99.7%。

 

 

 

在無(wú)害化處理中，衛生填埋由于存在各種問(wèn)題，衛生填埋處理占比正在逐漸下降，而垃圾焚燒占比卻在逐漸的增加，焚燒處理在無(wú)害化處理中的占比由2010年的不到20%，到2020年已增加到超過(guò)60%。

 

2.2 垃圾熱值的提高

 

物理組成會(huì )影響生活垃圾熱值，其中熱值較高成分主要包括：紡織物、塑料、橡膠、紙張、竹木、廚余等。

 

據調查，在20世紀90年代，我國大多數城市產(chǎn)生的生活垃圾其熱值均不超過(guò)5000 k J/kg。自從進(jìn)入21世紀，隨著(zhù)居民的生活習慣、飲食結構、經(jīng)濟水平、消費習慣的改變，垃圾熱值在不斷升高。

 

2.3 主要處理技術(shù)

 

垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)是利用垃圾焚燒所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電的一項綜合技術(shù)，該技術(shù)的關(guān)鍵設備是焚燒爐。按燃燒方式的不同，焚燒爐的型式可分為機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、旋轉窯焚燒爐和熱解氣化焚燒爐。根據國家建設部、國家環(huán)?？偩?、科技部發(fā)布的《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》要求，并指出：“目前垃圾焚燒宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術(shù)，審慎采用其它爐型的焚燒爐”。它主要由垃圾焚燒爐/余熱鍋爐，煙氣凈化系統和汽輪發(fā)電機組組成。

 

在滲濾液的處理方法中，在焚燒廠(chǎng)內建設污水處理廠(chǎng)是將滲濾液徹底處理的最有效的方法。另外，在焚燒廠(chǎng)內建設完全獨立的處理系統，能夠完全地消除滲濾液，將滲濾液的危害全部消除，是最徹底的滲濾液處理方法?，F常規且成熟的滲濾液處理工藝流程是：“調節池+預處理+厭氧反應器UASB+MBR生化處理系統+NF納濾膜處理系統+RO反滲透膜”的處理工藝。

 

20世紀90年代以來(lái)，發(fā)達國家越來(lái)越重視焚燒煙氣的污染控制，垃圾焚燒排放標準日益嚴格，用于煙氣凈化的一次性工程投資和運行費用也越來(lái)越高。要使煙氣凈化效果達到國家或地級規定排放指標，垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)焚燒煙氣凈化系統必須優(yōu)化設計和強化運行管理，防止垃圾焚燒廠(chǎng)由于煙氣排放問(wèn)題導致二次污染。

 

生活垃圾焚燒煙氣凈化系統主要包括：除塵、除酸、除二噁英和重金屬等。通過(guò)這幾個(gè)單元的優(yōu)化組合，從而使整個(gè)煙氣凈化系統不僅有效的、最大化處理去除存在于煙氣中的各種污染物，保障煙氣達標排放，而且在運行成本上經(jīng)濟可行。

 

現常規且成熟的煙氣凈化方式推薦采用“SNCR爐內脫硝+半干法脫酸+干法噴射+活性炭吸附+布袋除塵”組合方案，并設置煙氣再循環(huán)。確保煙氣污染物達到環(huán)保排放要求，工藝流程如下圖所示。

 

 

爐渣：爐渣由焚燒熔渣、陶瓷、磚石碎片、鐵、其他金屬和微量殘留可燃物(約占垃圾量0.5%)組成。根據《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)，焚燒爐渣與煙氣處理系統收集的飛灰分別收集、貯存和運輸。

 

飛灰：飛灰主要產(chǎn)生的地方包括：反應塔底部收集的脫酸反應生成物和煙氣中粗煙塵的混合物，以及布袋除塵器捕集的煙氣中的灰塵。飛灰主要通過(guò)加入螯合劑的方式進(jìn)行穩定化處理，經(jīng)無(wú)害化處理達標后運至填埋場(chǎng)進(jìn)行衛生填埋處置。同時(shí)垃圾焚燒發(fā)電過(guò)程中所產(chǎn)生的飛灰還可能富集汞、鎘、鉛等重金屬，此時(shí)需要按照《國家危險廢物名錄》中所提及的相關(guān)規范和標準，來(lái)對飛灰中富集汞、鎘、鉛等重金屬進(jìn)行處理。再按照《危險廢物貯存污染物控制標準》貯存好焚燒發(fā)電后生成飛灰。

 

2.4 相關(guān)政策法規的規范和支持

 

“十四五”城鎮生活垃圾分類(lèi)和處理設施發(fā)展規劃提出的關(guān)于垃圾焚燒處理方面的目標要求是：到2025年底，全國城鎮生活垃圾焚燒處理能力達到80萬(wàn)噸/日左右，城市生活垃圾焚燒處理能力占比65%左右。

 

“十四五”時(shí)期是全面建成小康社會(huì )決勝階段，住房城鄉建設事業(yè)部面臨著(zhù)更大的挑戰，改革發(fā)展的任務(wù)艱巨繁重，今后五年的主要發(fā)展目標之一是：城鎮市政基礎設施更加完善，建設和運營(yíng)水平進(jìn)一步提高，城市生態(tài)空間格局持續優(yōu)化，城市生活垃圾無(wú)害化處理率達到95%，力爭將城市生活垃圾回收利用率提高到35%以上，城市道路機械化清掃率達到60%。另外，農村人居環(huán)境明顯改善，小城鎮建設加快發(fā)展，深入推進(jìn)農村生活垃圾治理，基本實(shí)現全面治理的目標，統籌開(kāi)展農村工業(yè)垃圾、農業(yè)生產(chǎn)垃圾治理工作。

 

住房城鄉建設事業(yè)“十四五”規劃提出努力營(yíng)造城市宜居環(huán)境，加強城市垃圾綜合治理：因地制宜全面開(kāi)展垃圾分類(lèi)，完善生活垃圾統計指標體系，促進(jìn)生活垃圾分類(lèi)回收與再生資源回收體系的有效銜接，提高回收利用率。加快城市生活垃圾處理設施建設，在土地緊缺、人口密度高的城市優(yōu)先推廣焚燒處理技術(shù)。力爭到2025年，城市生活垃圾焚燒處理能力比“十三五”時(shí)期增長(cháng)22萬(wàn)噸/日，設市城市生活垃圾得到有效處理，縣縣具備生活垃圾無(wú)害化處理能力。

 

另外，各省市也陸續出臺針對本省的生活垃圾焚燒發(fā)電中長(cháng)期專(zhuān)項規劃。旨在加強生活垃圾焚燒處理能力建設，著(zhù)力破解設施“鄰避”難題，提高垃圾焚燒發(fā)電及其配套設施的建設標準和運行管理水平，實(shí)現垃圾無(wú)害化處理設施能力、布局等與實(shí)際需求相配套，推進(jìn)生活垃圾無(wú)害化處理與資源化利用的全面提檔升級。

 

PART.03垃圾焚燒發(fā)電的前景

 

3.1 市場(chǎng)發(fā)展重點(diǎn)轉向中西部地區

 

 

 

垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)由于無(wú)害化處理效果好，逐漸成為我國大中型城市垃圾處理的主要方式。該技術(shù)推廣使用至今，在我國廣東、山東、江蘇及浙江等沿海省份垃圾發(fā)電項目接近飽和，并逐漸向寧夏、陜西及甘肅等中西部?jì)汝懯》萃卣?。由于技術(shù)的不斷改進(jìn)與優(yōu)化，垃圾焚燒發(fā)電項目的推廣將更加有利于當地的發(fā)展，而且還可提升我國生活垃圾無(wú)害化處理率。

 

3.2 獨立焚燒發(fā)電項目轉向靜脈產(chǎn)業(yè)園(環(huán)保產(chǎn)業(yè)園)

 

靜脈產(chǎn)業(yè)園是以生活垃圾焚燒發(fā)電為依托，綜合治理城市生活垃圾、餐廚、廚余、污泥、糞便、危險廢棄物、建筑垃圾、大件垃圾、園林垃圾等固廢的綜合工業(yè)園區。生活垃圾焚燒發(fā)電廠(chǎng)作為靜脈產(chǎn)業(yè)園核心，是綠色能源輸出中心，不僅可以處理城市生活垃圾與陳腐垃圾，同時(shí)還能為園內其他餐廚及污泥等項目提供協(xié)同焚燒能力，焚燒產(chǎn)生的蒸汽可以為餐廚、污泥等項目供熱。焚燒發(fā)電項目供給全園清潔電源，餐廚等項目產(chǎn)生的廢渣、沼氣等又能反哺作為焚燒項目發(fā)電原材料，達到能源梯級利用，實(shí)現園區內能量循環(huán)。

 

3.3 參與碳交易市場(chǎng)

 

垃圾焚燒發(fā)電項目由于其自身的優(yōu)勢，不僅可以避免因垃圾填埋而產(chǎn)生的溫室氣體，而且燃燒過(guò)程產(chǎn)生的熱能還可以轉化成清潔的電能，這就使得垃圾焚燒發(fā)電可以歸屬于自愿減排項目。這樣垃圾焚燒發(fā)電項目就可獲得碳減排的補貼，參與到碳排放交易市場(chǎng)，承擔起一份社會(huì )責任。

 

PART.04結論與展望

 

焚燒發(fā)電現作為我國生活垃圾處理的一種主要手段，通過(guò)該技術(shù)不僅可以有效解決“垃圾圍城”問(wèn)題，而且還實(shí)現垃圾的資源化利用。推廣垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)是優(yōu)化我國現有生活垃圾處理的重要手段、是實(shí)現“資源節約型、環(huán)境友好型社會(huì )”的關(guān)鍵戰略。我們有理由相信，垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)會(huì )繼續向前發(fā)展，技術(shù)水平不斷優(yōu)化提升，垃圾焚燒發(fā)電產(chǎn)業(yè)在我國將擁有廣闊的發(fā)展空間。

 

（文章來(lái)源 ： 廣東化工）