1吨生活垃圾焚烧需空气的含量比例比例?

垃圾发电是指通过特殊的焚烧锅爐燃烧城市固体垃圾再通过蒸汽轮机发电机组发电的一种发电形式。垃圾发电分为垃圾焚烧发电和垃圾填埋气发电两大类

一、焚烧发電是我国城市生活垃圾处理的主导发展方向。

近年来我国城市生活垃圾在处理方式上呈现出焚烧发电比例逐年提高,填埋比例逐年下降嘚趋势焚烧发电正快速成为生活垃圾处理的主导方向。从2011年到2015年期间城市生活垃圾焚烧发电厂从109座增长到205座,处理能力从2600万吨增长到6170萬吨焚烧处理垃圾比例从19.86%增长到34.25%,处理能力在2011年的基础上提高2.37倍按“十三五”规划,到2020年底大多数直辖市、计划单列市和省会城市(建成区)要实现原生垃圾“零填埋”,设市城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理总能力的50%以上其中东部地区达到60%以上。

二、焚烧發电主要技术路线和发展方向

焚烧发电主要技术路线有机械炉排焚烧炉、循环流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、CAO焚烧炉、脉冲抛式等

(一) 机械炉排焚烧炉

工作原理:垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛燃燒空气的含量比例从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却最后烟气经烟气处理装置处理后排出。

特点:炉排炉生活垃圾焚烧技术运行稳定对垃圾的彻底处理能力强,适于连续运行经优化的烟气处理技术后排放达标。

但是炉排的材质要求和加工精度要求高要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。另外机械结构复杂损坏率高,维护量大

工作原理:炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂将石英砂加热到600℃以上,并在炉底鼓入200℃以上的热風使热砂沸腾起来,再投入垃圾垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧燃尽嘚垃圾比重较大,落到炉底经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外少量的中等炉渣和石英砂通过送回到炉中继续使用。

特点:流化床燃烧充分炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大操作复杂,运行费用较高对燃料粒度均匀性要求较高,需大功率的破碎装置石英砂对设备磨损严重,设备维护量大易产生结焦,系统连续运行能力较低

工作原理:回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿爐体排列,炉体水平放置并略为倾斜通过炉身的不停运转,使炉体内的垃圾充分燃烧同时向炉体倾斜的方向移动,直至燃尽并排出炉體

特点:设备利用率高,灰渣中含碳量低过剩空气的含量比例量低,有害气体排放量低但燃烧不易控制,垃圾热值低时燃烧困难

對于垃圾量比较少的地区可以采用该工艺。

工作原理:垃圾运至储存坑进入生化处理罐,在微生物作用下脱水使天然有机物(厨余、葉、草等)分解成粉状物,其他固体包括塑料橡胶一类的合成有机物和垃圾中的无机物则不能分解粉化经筛选,未能粉化的废弃物进入焚烧炉的先进入第一燃烧室(温度为600℃)产生的可燃气体再进入第二燃烧室,不可燃和不可热解的组份呈灰渣状在第一燃烧室中排出苐二室温度控制在860℃进行燃烧,高温烟气加热锅炉产生蒸汽烟气经处理后由烟囱排至大气,在第一燃烧室内不会氧化或融化可在灰渣Φ分选回收。

特点:可回收垃圾中的有用物质;但单台焚烧炉的处理量小处理时间长,单台炉的日处理量最大达到150吨由于烟气在850℃以仩停留时间难于超过1秒钟短,烟气中二恶英的含量高环保难以达标。

对于垃圾量比较少的地区可以采用该工艺

工作原理:垃圾经自动給料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气的含量比例动力装置的推动下抛動将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑由自动除渣装置排出。助燃空气的含量比例由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽同时烟气经冷却后排出。

(1)处理垃圾范围广泛 能够处理工业垃圾、生活垃圾、医院垃圾废弃物、废弃橡胶轮胎等

(2)燃烧热效率高 正常燃烧热效率80%以上,即使水份很大的生活垃圾燃烧热效率也在70%以上。

(3)运行维护费用低 由于采用了许多特殊的设计以及较高的自动化控制水平因此运行人員少(包括除灰渣人员在内一台炉仅需两人),维护工作量也较少

(4)可靠性高 经过近20年运行表明,此焚烧炉故障率非常低年运行8000小時以上,一般利用率可达95%以上

(5)排放物控制水平高 由于采用二级烟气再燃烧和先进的烟气处理设备,使烟气得到了充分的处理经长期测试,烟气排放物中CO含量1~10 PPMHC含量2~3 PPM,NOx含量35 PPM完全符合欧美排放标准。烟气在二、三级燃烧室燃烧时温度达1000℃并且停留时间达2秒以上,可使二恶英基本分解烟气中二恶英的含量为0.04 ng/m3,远低于欧美标准0.1 ng/m3

(6)炉排在压缩空气的含量比例的吹扫下,有自清洁功能[2]

在中,以炉排爐型焚烧炉为主其次为流化床型焚烧炉。在炉排炉的使用过程中燃烧较为充分,系统运行较为稳定无需添加煤或其他辅助燃料,产苼的飞灰相对较少单台焚烧炉的容量相对较大,无需对垃圾进行预处理通过炉排的机械运用,使炉内垃圾实现稳定、完全燃烧循环鋶化床炉的燃烧速度相对较快,且炉内无机械运动部件使用寿命相对较长。但是循环流化床炉对进炉垃圾的粒度(<50mm)和热值有要求,若垃圾颗粒过大或热值不均匀加之连续投料对炉膛温度的影响,难以实现稳定燃烧;在不添加辅助燃料的情况下炉膛温度波动大,CO排放达标较难此外,对于循环流化床炉垃圾在炉内沸腾的状态也全部依靠大风量高压的空气的含量比例,存在着电耗大、生产灰量大嘚问题为后端烟气净化造成一定负担。从国际经验看循环流化床炉更适合于焚烧垃圾衍生燃料。

对年新投运的79个垃圾焚烧处理项目进荇统计其中有13座生活垃圾焚烧发电厂采用循环流化床工艺,66座生活垃圾焚烧发电厂采用炉排炉工艺流化床占16.5%。由此可见炉排炉是焚燒炉的主流工艺和发展方向。《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》(建城[号)也明确提出垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基础的荿熟技术,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。

三、垃圾焚烧发电技术装备水平高、行业集中度高、区域聚集度高、企业平均规模大

我国垃圾焚烧技术发展较晚,但发展速度快国内一批代表性企业如重庆三峰、光大国际、浙江伟明、中国忝楹等企业在炉排炉关键技术炉排设计、制造、安装等方面经过引进消化吸收已实现国产化并达到国际先进水平。烟气后处理技术装备方媔我国环保企业也达到国际同期水平。调研表明2011年以后新建投运的以炉排炉为主的垃圾焚烧发电厂可以达到GB的排放要求,而早期建设嘚中小型垃圾焚烧发电厂及多数循环流化床炉焚烧发电厂存在较大的环境风险

目前,国内有100多家企业对城市生活垃圾焚烧发电厂进行投資按照建成规模统计,5家以上企业投资的垃圾焚烧总吨位数在1万吨以上;按投运和在建项目统计建设运营规模超万吨的企业近15家。据鈈完全统计垃圾焚烧总吨位数排名前十位的企业占比达60%以上。

垃圾焚烧发电厂主要分布在经济发达的沿海地区和华北地区浙江、江苏、广东、山东、福建等省垃圾焚烧发电企业数量位居前列。中部省份中安徽、河南、河北、湖北、湖南、江西等省发展垃圾焚烧发电的勢头较为强劲。西部省份中青海、西藏仅有1家垃圾焚烧发电企业或在建项目。

四、建设运营模式以BOT为主盈利水平稳定。

垃圾焚烧行业昰环保产业中商业模式最清晰的子行业垃圾焚烧运营公司和政府签订BOT或BOO协议,负责项目的投资、建设和运营项目收入主要来源于政府垃圾处置费补贴和上网电费。从收入端来看垃圾焚烧运营不仅从政府处获取补贴,还可以通过销售电力获得收入盈利保障力度较大。按照建设标准规定新建炉排炉焚烧厂主体设备全部国产化的投资估算不高于40万元/(t/d)。从调研结果看炉排炉焚烧发电厂的实际投资建設费用在40-73万元/(t/d)之间,循环流化床炉焚烧发电厂的实际投资建设费用在23-37万元/(t/d)之间

政府垃圾处置费的补贴与处理规模、生活垃圾焚燒发电厂投资、运营的边界条件(如是否包括飞灰、渗滤液处理以及飞灰处理要求)等因素有关。一般情况下政府垃圾补贴费为60-100元/吨。從调研的结果来看处理规模较大、飞灰、渗滤液处理不包括或部分包括的生活垃圾焚烧发电厂补贴较低,在35-60元/吨之间规模较小、飞灰、渗滤液处理要求较高的生活垃圾焚烧发电厂,基本在70元/吨以上

按照发改价格[号文规定,每吨入厂生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时执行全国统一垃圾发电标杆电价0.65元/千瓦时。根据调研反馈的结果生活垃圾焚烧发电厂吨垃圾上网发电量平均在280千瓦左右,单炉规模较尛的焚烧发电厂在200-250千瓦时单炉规模较大的生活垃圾焚烧发电厂可以达到350千瓦时,大部分电厂都能拿到0.65元/千瓦时的补贴价格但也有少数幾家电厂的补贴价格在0.4-0.6元/千瓦时之间。

此外不同电厂间的垃圾处理成本受投资运营年限、折旧、规模、运行负荷、人力管理成本、单位投资额、飞灰处理方式、渗滤液处理方式等因素影响存在明显差别,准确的成本核算是一个比较复杂的问题如调研案例中南方某发达城市1200吨/天规模的炉排炉电厂,每年净收益约为4637万元对于炉排炉生活垃圾焚烧发电厂,大多数电厂的处理总成本为200-250元/吨总体来看,多数运荇正常的垃圾焚烧发电厂具有较为稳定的盈利水平

按照投资建设一座500t/d的垃圾发电厂估算:

投资建设费用在60万元/(t/d)计算,项目投资约3亿え

补贴收入:政府垃圾处理补贴按照80元/吨计算,年补贴收入:80*500*365=1460万元

年总收入:=4781.5万元。

折算每年净收益约1932万元(未完)

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垃圾焚烧处理发电项目设計方案

1 垃圾焚烧处理发电项目设计方案 一、 工程概述 1 项目介绍 重庆同兴垃圾焚烧发电厂背靠青青的歌乐山麓,厂区是景色宜人的花园厂湔是葱绿的田地。这是西南地区第一座现代化的大型垃圾焚烧发电厂在中国第一个以 式运作的垃圾焚烧发电项目,特许运营期 25 年也是Φ国首座采用具有领先水平的国产化炉排的垃圾焚烧发电厂。 该项目由重庆三峰环境产业有限公司牵头进行投资、建设并承包运营采用彡峰环境公司引进的德国马丁推倾斜炉排技术。项目日处理垃圾能力为 1200 吨 重庆同兴垃圾焚烧发电厂采用的两套处理能 力 600 吨 /天的焚烧炉,昰由重庆三峰环境公司于2004 年 7 月完全按照马丁公司技术标准在重庆制造完成并通过德国马丁公司专家组织的功能性测试验收的国产化设备。 该项目于 2005 年 3 月 28 日投产它的成功运行赢得了政府各级领导、专家和同行的共同关注和高度评价。投产以来 ,垃圾处理能力、烟气净化指标等各项参数均达到设计能力运行可靠稳定。其中二噁英指标经浙江省环境监测中心取样,比利时 噁英分析实验室分析结果显示同兴廠的二噁英指标为 显优于欧盟排放标准( g/渣和灰的产 生率为 20和 2,产生的炉渣用于生产建材,只剩约 2的飞灰需要固化填埋现正在进行资源化利用研究。渗滤液通过生化、超滤和钠滤处理后用于厂区花园浇灌实现回用。真正实现了垃圾处理的无害化、减量化、资源化 同兴公司运行以来,得到了国家和市政府领导的重视和支持得到了领导和专家的肯定和好评。接待了大量的参观、访问、交流团体迎来了国內外各行业各类人士的关注,参观考察人数达几千人次同兴公司已成为重庆市的环保名片,具有显著的社会效益和环境效益是循环经濟的典型项目。 计依据及规范 ( 1)城市生活垃圾 焚烧处理工程项目建设标准建设部 2001 ( 2)城市生活垃圾焚烧技术规范建设部 2 ( 3)生活垃圾填埋污染控制标准 4)生活垃圾焚烧电厂环境监测技术要求 18772 5)生活垃圾焚烧电厂环境监测技术标准 3037 6)地表水环境质量标准 7)建筑结构设计统┅标准 8)工业企业设计卫生标准 9制订地方水污染物排放标准的技术原则与方法 10恶臭污染物排放标准 11污水排入城市下水道水质标准 计原则 ( 1)贯彻执行国家关于环境保护政策 ,按照国家颁布的有关法规、规范及标准进行设计。 ( 2)执行国家关于环境保护的政策符合国家的有关法规、规范及标准。 ( 3)在城市总体规划的指导下采取全面规划、科学实施的原则,使工程建设与西安市的发展相协调既保护环境,叒最大程度地发挥工程的社会效益、经济效益和环境效益 ( 4)垃圾焚烧工艺和废渣处理工艺上选择可靠、高 效、低成本、运行管理简便嘚流程。 ( 5)焚烧电厂的设备配置及管理技术水平与宝鸡市的社会经济发展水平相适应同时满足安全可靠、节约能耗、维护方便等方面嘚要求。 ( 6)坚持一次规划、分步实施的原则逐步建立从垃圾分类处理到废渣填埋等一系列完善的体系。 ( 7)采用现代化管理模式系統分散控制,集中管理减少人员编制 ( 8)妥善处理和处置污水处理过程中分离出来的栅渣、沉砂和污泥,避免对环境造成二次污染 ( 9)污水厂的设计在经济条件允许情况下,场内布局、构(建)筑物外观、环境及卫生等可以适当注 意美观和绿化 3 国内外垃圾处理技术 内 外垃圾焚烧处理发展概况 目前国外普遍流行的焚烧方式主要有三种形式层燃方式、流化悬浮燃烧方式和沸腾悬浮燃烧方式。用于垃圾焚烧處理的常见焚烧炉型有机械炉排焚烧炉 3 热解焚烧炉,旋转窑焚烧炉和流化床焚烧炉等从焚烧方式看循环流化床,在用于处理我国低热徝城市生活垃圾时存在不少问题如入炉垃圾需要分拣;要求入炉垃圾热值较高;为了提高垃圾热值稳定焚烧,还需要添加一定比例( ≮ 20%)的辅助燃料因此在使用过程中是审慎采用的;旋转窑焚烧炉主要适宜处理危险废物,且容量较小 在城市垃圾的处理中应用不哆;用热解气化炉来焚烧处理生活垃圾是一种新型的燃烧技术,它具有燃烧充分热效率高,炉渣热灼量减少烟气污染指标易控制等优點,但单炉处理能力受炉膛直径的限制而较难提高目前使用较多,运行较为稳定并得到国家推荐 “ 垃圾焚烧目前宜采用以炉排炉为基礎的成熟技术 ” 。单炉处理容量最大的是机械式炉排炉常用的有三菱-马丁炉排、滚筒炉排、西格斯炉排等,其最大特点是入炉垃圾不需分拣适应中国目前高水分、低热值城市生活垃圾的现状。另外单炉日处理垃圾容量大是其他炉排无法可比的优势 国外垃圾焚烧 厂数量和分布目前,全世界共有垃圾焚烧厂约2100座其中垃圾焚烧发电厂约1000座。总焚烧处理能力为62.1万吨/日年焚烧垃圾量约为1.65亿吨,相当于我国城市垃圾年清运量垃圾焚烧厂主要分布于发达国家和地区,约35个国家和地区建有垃圾焚烧厂 其中, 欧盟19个国家共建有425座年处理能力约6360万吨,占38%;日本共建有1374座年处理能力约4030万吨,占24%;美国共建有143座年处理能力约314万吨,占19%;东亚部分地区(中国、中国台湾、韩国、新加坡、泰国等)共建有160座 年处理能力约2400万吨,占15%;其他地区(俄罗斯、乌克兰、加拿大、巴西、摩纳哥等)共建有30座年处理能力约为600万吨,占4% 日本垃圾焚烧处理概况焚烧厂主要经济参数1998年日本共建有垃圾焚烧厂1676座,年焚烧处理能仂约3760万吨占76.1%。2004年日本垃圾焚烧厂调整为1374座年焚烧处理能力约4030万吨,占77.4%6姩间,焚烧厂数量减少了302座降幅为22%,同期焚烧处理量却增长了270万吨增幅为7.2%。焚烧厂数量减少而焚烧处悝量却不减反增,是日本近年对垃圾焚 烧厂实施技术改造和结构调整的结果 垃圾焚烧发电属可再生能源2005年2月28日,中国发咘 “可再生能源法 ”鼓励发展生活垃圾焚烧处理。 2005年8月8日美国发布 “2005能源政策法案 ”,垃圾焚烧发电在获得可洅生能源 “生产税收减免(PTC) ”并纳入联邦政府可再生能源采购范围2007年10月10日,欧盟环境署正式将垃圾焚烧纳入囙收利用范畴 目前我国多数城市生活垃圾处理方式仍然采用的是传统的填埋和极少数城 4 市采用很不成熟的生化堆肥处理方式。这些城市苼活垃圾处理方式存在很多的不足 同样已经面临许多困难。如填埋场地选择的限制就是有了合适的场地也容易造成场地周围的地下水資源二次污染和周围环境的污染,垃圾的填埋产生沼气并给大气造成十分严重的污染等 就我们所知,目前我国境内采用的垃圾生化堆肥來处理城市生活垃圾规模和真正意义上成功的项目几乎没有目前国内城市生活垃圾处理模式呈现出三大特点一是垃圾量大,生活垃圾产量据不完全统计已超过1.5亿吨随着我国持续的经济高速发展,城市人口的快速增加城市生活垃圾的产量也在较大量的产生增加;②是垃圾组份复杂,其主要组成分为几大类即可腐有机 物、可燃有机物、无机物、不可燃物(如金属、陶瓷)等;三是地域性垃圾的热徝差别大。它与这个城市地区主要的民用燃料、经济发展和生活水平有着密切关系 为此,许多有一定经济实力的地方政府采用 “无害化、减量化、资源化、垃圾焚烧炉+发电 ”的处理方法取得了较好的社会和经济综合效益,使当地城市的生活垃圾的环境污染得到比较好哋解决并利用国家鼓励的相关政策,保证了垃圾处理企业有一定经济收益 目前,我国垃圾焚烧技术处于快速发展阶段截至2008姩底,全国共建有70余座生活垃圾焚烧厂焚烧能力4.5万吨/日 ,全年焚烧总量1435万吨约15%的城市生活垃圾采用焚烧處理,同比上升2个百分比2年内上升了5个百分点,焚烧比例接近国际平均水平我国共建设焚烧厂100座,80%的焚烧厂是在菦5年建设的处于快速发展阶段。炉排炉与流化床焚烧厂的规模之比约为6047031920(65 ∶ 35)数量之比约为6337(63 ∶ 37),88%的焚烧厂集中在东部地区广东、浙江和江苏位居前三名,三地合计占全国总量的45%若干从事焚烧厂投資或供货的龙头企业已经开始形成,焚烧处理量占全部垃圾处理总量的比例约为15% 国内外城市 生活垃圾处理方法很多,主要有堆肥、焚烧、卫生填埋、分类回收及综合处理等近年来,生活垃圾综合处理已引起越来越多的重视但迄今为止应用最广泛的仍是前三种方法。 内外焚烧的技术 垃圾焚烧处理技术在一砦发达国家已较成熟归纳其焚烧系统主要有以下几类 全量焚烧系统 此系统专门用于不经预处悝的混合垃圾焚烧。这类焚烧炉多为炉排炉垃圾在一个倾斜的移动, M 排上能和 空气的含量比例进行充分地混合而得到较完全的燃烧目 5 湔有多 种专利沪排得到应 用 如摇动式炉排、移动式炉排 、反推式炉排 等 ,也有采用旋转窑代替移动炉排的搅 动和 混含应 用于全量垃圾焚烧系统的 流化床焚烧炉 炉床由耐火砂粒组成,燃烧时砂床在风力作用下呈沸腾状态物料以砂床为载体呈悬浮状态嫩烧,该焚烧炉特点是嫩烧效率高、占地面积小但对燃烧垃圾的尺寸有一定要求。这种焚烧炉主要有内旋流化床和循环流化床两种 块装组合式焚烧系统 这类系统焚烧量一般较小,现最大处理量为 200t/ d其主要部件为两个标准 化燃烧室,由制造厂家制造好 ,现场组合安装 ,因而适于就地焚烧 ,多用于医院垃圾 、工业垃圾焚烧 通常第一燃烧室温度为 540760c,第二燃烧室温度在 9 80 以上进料方式 为连续进料或分批进料。 层状燃烧 要使垃圾燃烧完全燃烧设备应考虑垃圾的停留时间、搅动和翻转。其主要燃烧炉排有倾斜往复炉排和滚动炉排层燃式结构的主要特点是垃圾不需严格的预處理,炉排的运动实现垃圾的进料、搅动和除渣的机械化适用于生活垃圾的焚烧处理。 流化床燃烧 流化床燃烧技术的主要优点为 1垃圾悬浮燃烧易着火,燃烧稳定对垃圾的烧透性较好; 2有害气体 得到相应的控制; 3热强度高,炉体小投资相对较少。但是这种炉子对垃圾嘚预处理要求严格它要求垃圾必需先碾碎,碾碎 设备复杂.消耗动力大同时要使垃圾处于流化状态也必须消耗很大的动力,磨损较严偅 转窑燃烧 此结构要求炉体密封性好,但垃圾可不进行预处理转窑是通过连续转动将投入的垃圾焚烧直至烧尽。垃圾与空气的含量比唎能良好混合燃烧效果好。此结构还特别适用于液态废物的焚烧 垃圾焚烧发电是目前世界 L 最先进的垃圾处理方式,不仅不污染环境鈈破坏地下水资源,而且可大量节约土地可从根本上解决城市的垃圾处理问题,垃圾焚烧发电已经成为国际七保护资源、拉动环保产业嘚重要项目可以想象,通过垃圾焚烧的方法许多居民家的电视、冰箱、空调、电灯等 ,可能将甩 E 他们扔掉的垃圾所发出的电让昔日嘚废物 垃圾创造出可观的经挤价值,实现环保和资源再生的良性循环 6 烧处理的特点 目前,城市生活垃圾焚烧在发达国家应用主要有全量焚烧系统、垃圾衍生燃料、块装组合式焚烧系统和流化床焚烧炉、热解等生活垃圾焚烧处理技术主要包括垃圾焚烧、烟气处理和余热利鼡三部分。垃圾焚烧技术在消化、吸收国外生活垃圾焚烧技术的基础上结合我国生活垃圾特性的研究,设备国产化已取得一定的进展 主要缺点 ① 资金短缺。制约焚烧方法发展的重要原因还在于焚烧厂的建设一次性投资太大以及建成 后的运行成本太高,这些都是制约焚燒在大城市发展的瓶颈 ② 缺乏可靠、实用的国产化焚烧处理技术。 ③ 由于城市中大部分城市生活垃圾还是混合收集生活垃圾中有机物含量高达 60,且含水率较高导致生活垃圾热值较低,而焚烧要求生活垃圾的低位热值在 800 千卡 /公斤以上 ④ 单位处理能力投资成本和运行费鼡都较高、废气处理投入大。 焚 烧处理的应用前景 ① 生活垃圾焚烧处理具有占地小,场地选择易、处理时间短、减量化显著、无害化较徹底由于城市土地资源越来越宝贵,应用前景将越来越宽; ② 生活垃圾的成份不断变化生活垃圾中高热值可燃物含 量不断增加; ③ 我國不断进行垃圾焚烧处理相关技术的开发研 究。 总体说来垃圾焚烧发电在我国还处于一个起步不久的阶段,随着我国经济发展水平的不斷提高以及面对资源日益紧缺的状况垃圾处理和再生能源的综合再利用将是一个发展趋势。各地垃圾电厂的迅速增长也是必然的不断唍善垃圾焚烧发电厂设备的合理选型及其配套设施是一个新的课题。 圾焚烧工艺流程概述 重庆同兴垃圾焚烧发电厂由垃圾称重与储存系统、垃圾焚烧及余热发电系统、烟气净化系统、灰渣输送系统自动控制系统、电气系统及辅助工艺组成。前处理系统中的垃圾 助燃空气的含量比例系统所提供的一次和二次助燃空气的含量比例在垃圾焚烧炉中混合燃烧燃烧所产生的热能被余热锅炉加以回收利用,经过降温後的空气的含量比例进入烟气处理系统处理后经烟囱排入大气;垃圾焚烧所产生的炉渣经炉渣处理系统处理后送往填埋厂或作为其他用途,烟气处理系统所收集的飞灰做专门处理;各系统产生的废水送往废水处理系统处理后的废水可排入河流等公共水域或加以利用;垃圾焚烧厂的整个处理过程由自动控制系统加以控制。 7 (进气 240℃出气 135℃) 图 1 工艺流程 示意图 焚烧系统 焚烧系统指垃圾进入焚烧炉内燃烧生荿产物排出的过程,即设计垃圾的接受、燃烧、出渣、燃烧气体的完全燃烧以及为保证完全燃烧助燃空气的含量比例的供应等 垃圾焚烧爐的焚烧过程如下图所示 图 2 焚烧系统示意图 通常固体废弃物在焚烧炉中燃烧过程包括①固体表面的水分蒸发;②固体内部的水分蒸发;③ 凅体中挥发性成分的着火燃烧;④固体碳的表面燃烧;⑤完成燃烧(燃烬)。 焚烧炉按焚烧室的多少可分为单室焚烧炉和多室焚烧炉;按爐型可分为固定炉排炉、机械炉排炉、流化床炉、回转窑炉和气体熔融炉 同兴垃圾焚烧发电厂采用机械炉排炉,大体分为三段干燥段、燃烧段、燃烬段 垃圾运输车 垃圾堆放 垃圾进入焚烧系统 垃圾脱水 垃圾焚烧 烟气处理系统 烟气脱硫 达标烟气排放 焚烧后的灰渣筛选 符合要求的灰渣固化 灰渣堆放填埋 回流重新焚烧 发电 8 图 3 机械炉排炉燃烧的概念图 焚烧尾气处理 燃烧过程中产生的废气 ,首先进入耐腐蚀抗高温的布袋过滤器 ,经过空压机对每一个布袋进行反气流冲洗 ,将固体颗粒物过滤在漏斗下侧 ,通过传动带进人集尘塔 ,装车外用。其次 ,烟气从麻石洗涤塔底进人 ,在洗涤塔中设 置多层格栅 ,每层格栅上面放人大量的耐酸碱塑料小球 ,直径约 ,在塔内用不锈钢管置多层上喷下淋水嘴 ,以保证石灰水与烟氣充分接触和有足够的反应时间 对有机致癌污染物二嗯英的控制 ,采用控制炉温 ,缩短烟气在炉内停留时间 ,同时通过分级配风 ,改善炉内结构來减少二嗯英的生成 ,并结合烟气洗涤进一步减少二嗯英的排放量。 焚烧尾气中所含℃污染物的产生及含量与废物的成分、燃烧速率、燃燒炉结构形式、燃烧条件、废物的进料方式等密切相关。 垃圾焚烧产生的主要污染物有以下几种不完全燃烧产物(主要有 黑、烃、烯、酮、醇 、有机酸及其聚合物等)、粉尘、酸性气体、重金属污染物、二噁英 同兴垃圾焚烧发电厂的烟气处理采用喷雾反应塔 活性炭喷射 布袋除尘器 的半干法烟气处理装置,对粉尘、酸性气体和重金属污染物均有很好的处理效果不完全燃烧产物在涉及良好,操作正常的焚烧爐生产量极低不考虑对其进行处理。要降低垃圾焚烧中二噁英的产生量可从以下几方面入手 ① 控制来源分类收集,加强资源回收避免含氯高的物质和重金属含量高的物质进入焚烧系统。 ② 减少炉内形成焚烧炉燃烧室内应保持 800℃以上的燃烧温度;足够的气体停留时间(> 2s) ;确保废气中具有适当的氧含量 ③ 避免炉外低温再合成用急冷技术使烟气在 内急速冷却到 200℃以下,从而跃过二噁英易形成的温度区 ④ 对于已经产生的微量二噁英,采用活性炭吸附法 9 图 4 尾气处理流程 4 垃圾焚烧二次污染防治 染防治措施分析 垃圾的处理通常采用填埋、堆肥、填海、焚烧等基本处理技术垃圾焚烧已有 120 多年的历史,由于它具有显著的稳定和无害效果符合实现垃圾的减量化、无害化、资源囮的处理原则而倍受欢迎,并得到越来越广泛的应用如上世纪90 年代日本已有 75%的生活垃圾采 用焚烧处理,瑞士为 80%丹麦为 70%,瑞典为 55%法国和德国分别为 38%、 32%。然而在垃圾焚烧炉中。伴随焚化烟气及灰分所排放的金属尘粒、 恶英 、 喃 、环芳香族化合物 等有害物质造成了日益严重的环境污染,已经引起了人们的关注” 由于垃圾成分复杂,除生成常规的 粉尘等大气污染物及灰渣等固体废弃物外還会产生其它污染物当垃圾中含有含氯的塑料或其它有机物、无机物时会产生氯气和光气等有毒气体;当燃烧不充分时,台产 生甲烷、苯囷氰化氢等物质甚至有恶臭;当垃圾含有重金属时 如电池、各种添加荆 时会大大增加焚烧生成物中的重金属含量。焚烧过程及其后产生嘚有机诲染物‘特别是二恶英/具有致癌作用 重金属的污染与防治 垃圾焚烧炉中重金属含量较高。在这些重金属尘粒中具有挥发分的 b、 要是被烟尘微粒吸附,以悬浮颗粒排放到大气中特别是挥发性高,毒性强的水银大部分是以卤化物的氧化志向大气中扩散。所以除去这些高挥发、扩散的有毒物质,必须引起充分注意 控制焚烧过程中重金属污染主要有两种方法 1让重金 属留在底灰中,然后将其固化戓从底灰中回收; 10 2以洗涤或其他方法处理烟气.减少重金属的扩散后者需要有烟气处理设备和洗涤水处理系统,成本高且有废液产生應对垃圾焚烧过程中重金属的分布和迁移进行研究,使大部分重金属留在底藏中以降低重金属污染,控制成本和提高防治效果 为减轻噫挥发重金属的污染,适当降低燃烧温度是可取的当然要综合考虑环境效益与燃烧效率以达到整体效果最优。另外作好垃圾分类,尽量减少垃圾中有机氯和无机氯的含量将对重金属污染控制起积极作用。烟气中的重金属脱除方法一般有活性炭干喷射法、湿式洗涤 法和噴雾干燥法垃圾焚烧残留物中重金属的处理方法有磁选、重液萃选、陶瓷或水泥固定,添加稳定剂 如磷酸盐 垃圾焚烧重金属污染控制方面有许多机理性研究工作亟待完成。 污染与防治 常温下 无色气体极易溶于水而形成盐酸。 人体危害很严重能腐蚀皮肤和粘膜,致使聲音嘶哑鼻牯膜溃疡,眼角膜混浊咳嗽直至咯血,严重者出现肺水肿以至死亡对于植物, 导致叶子褪色进而坏死 会危害垃圾焚烧設备,造成炉膛受热面的高温腐蚀损毁和尾部受热面的低温腐蚀 研究发现,在 850 1050℃的炉温范 围内向炉内喷人磨碎的氢氧化钙、氢氧化镁、醋酸钙、醋酸镁、醋酸镁钙、甲酸钙、丙酸钙和苯甲酸钙等吸收剂时,可以减少 生成量在烟气处理装置中,可以采用干式系统、半干式系统及湿式系统处理装置 1十式系统。氧气和吸收剂在吸收塔内反应脱除 收剂采用石灰乳也可用碱液或氨水等。 Ca吸收剂在反应塔内脱除 反应为H221 2半干式系统石灰浆在喷雾吸收反应塔内被雾化,雾滴与热烟气相接触.经过复杂的传质传热反应过程. 脱除其脱除 率较干式系统高.但成本也相应上升。 3湿式系统烟气先经过喷雾干燥塔初洗,通过除尘嚣后再进入湿法洗涤吸收塔洗椽,脱除 反应式同 1该系統 脱除率最高,但成本也最高 有机氯的污染与防治 垃圾焚烧产生的有机氯污染主要有二恶英 多环芳烃 。据报道二恶英是目前发现的无意识合成的副产品中毒性最强的化台物.它的毒性相当于氰化钾 1000 倍以上。同时它还是一种对人体十分有害的物质,即便在很微量盼隋况丅长期摄取时便可引起癌症等顽症,国际癌症研究中 11 心正将它列 为人类一级致癌物 据有关报道只要 1 盎司 28. 35 克 二恶英,就能将 130 万人置于迉地 目前各国常用的污染肪治措施主要是源头治理、降低污染。针对二恶英的来源.控制产生渠道是世界各国普遍采用的防治措施。即严格控制氯酚类杀虫剂、消毒剂的生产、使用;全面禁止垃圾、农作物秸杆的无序焚烧;生活垃圾焚烧炉要严格控制焚烧温度不低于 850c煙气停留时间不小于 2 分钟,氧浓度不低于 6%对工业三废及纸浆漂白液进行净化处理;加强汽车尾气净化等 圾焚烧厂烟气处理 废气污染物來源 l 由于垃圾中的有 机物很容易腐烂 ,因此在垃圾预处理 、贮存过程中会产生臭味,垃圾进料 、装卸过程中会产生尘埃 2 通过燃烧床的助燃涳气的含量比例会引起大量灰、尘埃和碳粒,并将它们带入烟气中 3 局部缺 氧或火苗熄灭及停留时间不够,因垃圾热分解产生的干馏物质鈈能完全燃烧而形成的烟气 ,这种烟气中可能含有一氧化碳、挥发性有机物 、焦油、炭粒和二晤唤 产生上述情况的主要原因有 块状垃圾太哆或垃圾热值很低;运行温度太低;第二级空气的含量比例的搅动不合适而造成火焰熄灭; 焚烧炉严重超 负荷 4 垃圾可能含有氯 、硫 、氮 和 其它产生有毒或腐蚀性 气体元素的化合物以 及 含有氯 氟 硫和氮等元素的可燃垃圾 化合物在燃烧时产生的烟 气中含有 H C I、 H F 、 S O x 和 N O 、等污染物。 5 空氣的含量比例中氧和氮 在火焰温度下可形成 N o 、 ,但 N o 有分解反应的趋势 ,生成无毒的 N 和 ,因此 只有少量 N O 产生。 6 某些金属和盐类物质在火焰中会蒸發 ,遇到烟道的较冷部分就冷凝成 一种亚微米颗粒的悬浮物这些金属和盐类蒸发量的多少取决于运行温度、氧化或还原条件以及垃圾 中所含盐类等因素 ,目前还没有这方面的系统数据 废气污染物防治方法 废气污染物防治方法一般可分为焚烧前处理、焚烧过程处理和焚烧后處理 3种 。 1 焚烧前处理 用鼓风机将垃圾贮存库的空气的含量比例吸入焚烧炉作为助燃空气的含量比例 ,使贮存库内保持负压 ,避免垃圾腐烂引起嘚臭味同外扩散采用筛分 、分拣和 破碎等预处理方法 12 将垃圾中的铁、铜 、侣等金属或大块物质剔出 ,加以回收利用 ;经筛网筛去垃圾中的大蔀分细土和砂粒 ;尽可能将垃圾破碎均匀。这样可提高垃圾的燃烧效果 ,以减少烟气中尘粒的含量 在筛分、破碎 、拣等垃圾预处理设备处设置密 闭或半密闭罩 ,采用负压吸风方法将废气抽入排气筒 ,向空中稀释排放。 2 焚烧过程处理 控制垃圾进料率 ,尽量使焚烧炉的负荷 、炉蓖上的垃圾层均匀 在 9 8 3 ℃下 焚烧 ,碳可以认为完全氧化成 果低于比温度 ,则部分形成有毒气 体 C O ,若焚烧炉炉膛温度低于 750 C ,则不能将有恶臭气味的氨和有机质廢气有效分解除臭 ,同时垃圾在 低温燃烧时容易生成有致癌 、致畸形危险的口恶唤 ;高于 700 C ,开始从生成转向分解。因此可采取控制炉睦温度和停留时问的方法使垃圾中的挥发物完全燃烧 ,并控制二 晤唤的产生实验表明 ,在炉瞳温度 1000秒 ,950C 状态下至少停留 2 秒 ,而且燃烧沪瞳出 口 氧浓度的最小徝保持 6 时 ,二嗯瑛会完全消失。 3 焚烧后处理 由于垃圾焚烧产生的烟气中的酸性气体的性质、脱除方法与燃煤烟气 50;类似 ,因此在考虑焚烧烟气Φ酸性 气体处理方法时 ,可借鉴燃煤烟气脱硫技术家大多在脱酸性气体装置前安装高效布袋或静电除尘器 ,以减少烟尘对酸性气体脱除效果嘚影响。国内经济力量比较薄弱 ,一般采用除尘和脱酸性气体在同一装置中进行的简易方法此技术尚未完全成熟还 在进一步探索实践中由於垃圾焚烧炉出炉烟气温度高 ;未净化烟气含尘量 标态下 一般为 2 5 s / m,且尘粒粒径较小;焚烧厂一次性投资较大其烟气治理设施的投资相对全廠总投资来说较低。因此笔者认为垃圾焚烧厂烟气治理技术宜借鉴国外的两段处理法,即湿式洗 涤器加高效布袋或静电除尘器以确保煙气达标排放。 由于焚烧前和焚烧过程的烟气处理均不能对烟气达到彻底处理 ,因此垃圾焚烧的烟气处理方法应在兼顾焚烧前和焚烧过程处悝的同时着重考虑焚烧后处理 。 排放废气监测结果 根据国家监测锅炉排放标准分析方 法在废气处理设备的前后,视排放烟气通道的大尛进行布点监测监测设备为唠山应用 3012H 自动烟尘(气)测试仪、大气采样器 仪器。对采集的样品依据国家标准监测方法进行分析其监测項目、方法、标准及结果见表 5。 13 表 5 监测项目、方法、标准及结果 圾焚烧厂渗滤液处理系统 垃圾渗滤液的处理技术 垃圾渗滤液是一种黑臭、荿分复杂的高浓度有机废水 度特别高,难生化物质含量多有毒性,水质水量变化大是目前公认难处理的废水。 14 生物处理法 生物处理包括好氧 处理、厌氧处理及两者的结合当垃圾渗滤液的 . 3 时,渗滤液的可生化性较好可以采用生物处理法,包括好氧处理、厌氧处理忣好氧一厌氧结合的方法 好氧处理法 好氧处理法不仅可以有效降低 氨氮含量,还可以除去 n 等金属其方法主要包括活性污泥法、曝气稳萣塘、生物膜法、生物滤池和生物流化床等工艺。国内外活性污泥法污水处理厂的运行结果表明通过提高污泥浓度来降低污泥有机负荷,活性污泥法获得了令人满意的垃圾渗滤液处理效果希腊的 X 等 _6j 研究了以粉末活性炭 为载体的流化床处理高浓度渗滤液的效果, 进水水质為 . 5 000 L, 000L N 一 N1800 L,结果表明 N 以及色度的平均去除率为 81% 90%, 85%和 80%由于渗滤液成分复杂,陈旧的渗滤液氨氮浓度很高可生化性较差,還需要结合其他的方法进行处理 厌氧处理法 厌氧处理法具有能耗少、操作简单、运行费用低、污泥产率低和可提高污水可生化性等优点,适合于处理有机物浓度高、可生化性差的垃圾渗滤液用于垃圾渗滤液处理的厌氧法有 厌氧生物滤池、厌氧接触池、上流式厌氧污泥床忣厌氧塘等。徐竺等 [7]用上流式厌氧过滤器对垃圾渗滤液的研究结果表明上流式厌氧过滤器处理垃圾渗滤液的效果良好在中温 35~ 400C消化时,高浓度 3000~ 8000L进水 去除率达 95%左右常温消化 除率可达90%左右。 好氧一厌氧结合处理法 对于高浓度的垃圾渗滤液单独厌氧处理很难达标排放需要进一步进行好氧处理,即厌氧一好氧结合处理工艺效率较高且经济合理。李平等 [8]采用厌氧一好氧生物流化床藕合工艺处理垃圾渗滤液 当进水 N 分别为5000L, 280L 时系统的出水 N 达到生活垃圾填埋污染控制标准一级排放标准。李征采用 好氧膜生物炭反应器联合处理工艺对垃圾渗濾液进行处理在进水 5003000 L, 300~ 1900L 氨 氮 为 146. 571071. 5L,水力停留时问为 19~30h 的条件下 出水 为 146~ 880L, 7. 8~ 14. 2L氮氮为 55~ 620L。 对于老龄渗滤液必须采用以物囮为主的深 度处理技术。常见的物理化学方法包括光催化氧化、 、吸附法、化学沉淀法、膜过滤等与生物法相比, 15 物化法受水质、水量影响小出水水质稳定,尤其对 低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果由于物化法处理费用较高,一般用于渗滤液预处理或罙度处理 光氧化和光催化氧化 光氧化和光催化氧化是一种刚刚兴起的新型现代水处理技术,具有工艺简单、能耗低、易操作、无二次污染等优点尤其对一些特殊的污染物比其他氧化法更具优势,但目前国内外对光催化降解有机物的研究还处十理论探索阶段为纳米半 导體材料之一在含毒及难生物降解 废水 光催化氧化处理中得到了大量的研究 [10]并对光催化降解有机废水的影响因素做了深入的探讨,其中包括催化剂用量、 、光照强度、光照时间、水中溶解氧等得出该方法对垃圾渗滤液的深度处理效果很好。 是一种深度氧化的技术 即利用 间嘚链反应催化生成 由基,而 由基具有强氧化性能氧化各种有毒和难降解的有机化合物。熊忠 [11]等对垃圾渗 滤液用混凝法处理后再经 处理氧化后的渗滤液可生化性仍然很低,之后又结合 I 法加入营养物质,可生化性提高 除率均达到 95% 以上, 出水水质达到排放标准虽然 试劑价格低,反应条件温和无二次污染,但它只能将部分有机物氧化或偶合成可生化的化合物而不易氧化多环芳烃等分子量大、化学性能稳定的有机化合物。 膜处理法 膜处理法是用各种隔膜使溶剂同溶质和微粒分离的一种方法根据溶质或溶剂通过膜的推动力的大小,膜汾离法可分为反渗透法、超滤、微空过滤等一般处理 “老龄 ”渗滤液,使用综合膜处理土艺包括一个膜生物反应器和反渗透装置,处悝效果 除率达到 97%总氮去除率 91% ,运行成本为传统土艺的60%近几年来,西方发达国家还兴起毫微级膜过滤技术能够去除难降解的出沝水质满足排放标准。 膜处理的最大问题是膜污垢会堵塞膜孔,对处理效率有很大影响此外膜过滤技术费用昂贵,不能得到广泛应用 化学沉淀法 混凝技术是一种重要的化学沉淀法,常常作为预处理并结合其他方法处理垃圾渗滤液效果显著,但受 等条件的限制沈耀良等用 混凝剂、焦炭作吸附剂,可 有效去除渗滤液中的 部分重金属离子并证实混凝对渗滤液色度具有明显的去除效果 68% ;焦炭吸附中存茬明显的竞争现象,其中 16 对 吸附具有明显的竞争优势张富韬等采用聚合氯化铝作为混凝剂,膨润土为吸附剂处理渗滤液其结果渗滤液Φ的 除率为 79% .氨氮去除率达 46% .重金属去除率为 53%~ 98% [12] 湿式氧化 湿式氧化是一种在土业废水处理应用较广的物理化学方法,它是利用氧與污染物在液相中的接触达到将污染物氧化的目的反应在封闭的条件下进行,污染处理彻底特别适用于高浓度或高毒性的 废水,而且反应体系引入催化剂还可以提高有机物的降解效率并有利于反应向温和程度发展因此,目前寻找合适的催化剂以降低湿式氧化处理废水嘚经济成本以及应用于垃圾渗滤液的处理虽然湿式氧化还未应用于垃圾渗滤液的处理,但是其处理效率高对于高浓度、高毒性的废水處理效果很好,因而具有广泛的前景同时也可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。 化学法 和生化法相比化学法不受水质水量变囮的影响,出水水质稳定尤其是对比较低 02~ 0. 20,难以生物处理的渗滤液的处理效果较好但成木较高,所以通常只 作为预处理或后续处悝 光氧化技术 光氧化技术是指利用在可见光或紫外光照射下发生的一系列复杂化学反应处理废水的技术。光氧化技术在降解难生物降解囿机物和避免引入新的污染物方而具有强大的优势因而在环境治理尤其是水处理领域有着一定的应用。 [13]对混凝一光氧化技术处理垃圾渗濾液进行了研究实验发现,处理效果受 响 3, 低处理效果越好单独 uV/射 f r313艺可达到 3l%的 除率和 70%的色度去除率。 [141 采用光氧化技术和生物處理工艺相结合处理垃圾渗滤液分别用功率为 84m,的低压汞灯、功率为 100m 的中压汞灯、功率为30真空汞灯进行照射 低压汞灯和真空汞灯作用丅从 230 降到 34,在中压汞灯作用下从 230 降到 6而后,再用活性污泥法进行处理 能达标排放。 臭氧氧化技术 臭氧虽然可以氧化水中许多难降解有機物但它与有机物的反应选择性差,且不易将有机物彻底矿化其产物常常是羧酸类易于生物降解的有机物,因此处理垃圾渗滤液时一般是采用臭 氧和其他处理方法联合的工艺去除难生物降解的有机物 . 采用臭氧高级氧化技术处理垃圾渗滤液,共有二种处理方案 03 203/验发現, 03/法在提高可生化性和降低色度 17 方而最有效投加 1. 2g/ L 臭氧,二种方案都可以将 0. 06 提高到 0. 5 这可以大大提高后续生化处理的效率。该方法的脱色效果可达 90%但 除率较低,所以该法只能作为生物处理的前处理 电解处理技术 垃圾渗滤液经生物处理后,其残留的 较高有嘚高达 600~ 800L, 且很难再处理李小明等 [161 探讨了采用电解氧化处理垃圾渗滤液,得到了适宜的电解氧化条件 4 质量浓度为 5000L,电流密度为 10A/ 元电極为阳极电解时间为 4h。 N 去除率分别为90. 6%和 100% 蒸发法 蒸发的目的是使污染物在固相浓缩,并同时在冷凝后获得一个可以排放的液相流目前蒸发法还存在许多问题,如高浓度有机物引起的泡沫问题、结垢和腐蚀问题、蒸发表面分层问题、氨和有机氯化物需进一步去除的問题、渗滤液蒸发处理的高能消耗问题有渗滤液需要处理的单位, 也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业 i II j 采鼡蒸发和反渗透处理工业垃圾渗滤液,可以去除绝大部分污染物蒸发在 4O 和 6力下进行,馏出物中含有质量分数 1%的有机物和 20%的氨.金属含量可以忽略而后进行反渗透处理,有机物去除率达 90%在 . 4 时,氨去除率达 97% 超声波技术 超声波技术具有简便、高效、无污染或少汙染的特点,已受到国内外研究者的关注并开始用于处理垃圾渗滤液。 [对高频超声波处理垃圾渗滤液进行了研 究实验表明超声波可以降低毒性和提高可生化性。随着超声波特定能量的增加毒性物质增加,当特定能量达到 20毒性物质的含量达到最大,而后随着能量的增加毒性物质开始下降,当能量超过 80m时,毒性物质基木消失在能量达到 80m 时, 除率可达 70%当能量达到 63m 时, 0 提高到 29L 回喷(回灌)处理 垃圾渗滤液回喷处理的优点是投资少,运行费用低尤其对于北方降雨量少,垃圾含水率较低的填埋场采用回灌措施是较为经济、有效嘚方法;但对于南方城市,由于 降雨量大垃圾含水率较高,其应用受到一定的限制 通过喷洒循环后的渗滤液仍需进行处理方能排放。甴于回喷的垃圾渗滤液不断循环导致氨氮不断累积,甚至最终使其浓度远高于其在非循环渗滤液中的浓度为最终的达标治理增大困难。 1. 物化处理 18 对于“年轻”填埋场的渗滤液而言其所含大多数重金属离子浓度的高值要远远超过重金属元素对微生物毒害作用的最低限值 洳好氧条件下汞 、镉 、铜 、六价铬 、镍 ~ 1 等 ,因而其对微生物的不良影响则是毒害作用重 金属离子的去除多采用物化法处理。 渗滤液若采用生物处理渗滤液中主要营养物质的实际含量大多远高于微生物所需的浓度,因而要作适当的预处理否则微生物正常生长将会受到影响,给生物处理造成危害由于“中老龄”渗滤液中大分子有机物(如腐殖酸)的含量较高,易于化学氧化而难以生物降解因而也先偠进行预处理。物化处理是渗滤液预处理的常用方法 物化处理能除去渗滤液中的部分污染物,并可提高渗滤液的可生化性减轻后续工藝的负担。但物化处理单独使用不能使垃圾渗滤液达标一般作为预处理工艺,降低负荷为后续处理正常运行创造良好 的条件。 采用普通絮凝剂对垃圾渗滤液的 除率很低(通常只有 20%~ 30%)往往达不到要求。垃圾渗滤液处理需要寻求高效、低耗、价廉以及对 应性较好絮凝剂 为了改善 C/ N 比,以往多采用先吹脱再生化的方法氨吹脱对 一定的去除效果,但需要加药调整 鼓风吹脱氨气,造成运行费用高操作环境差,容易产生较严重的二次污染现场的操作人员和环保管理部门都不欢迎这种工艺。 2. 生化处理 就目前的渗滤液处理技术而言無论采用何种处理方案,生化处理是一种必不可少的主体处理方法无论是厌氧处理还是好氧处 理,有机污染物的去除或转化均是通过微苼物的作用完成的生化处理可有效降低污染物浓度,费用低具有较强适应性。 生化处理用垃圾渗滤液发现有下列的问题存在∶ 渗滤液嘚水质随填埋场年限的增长而发生较大的变化可生化性越来越差,以往垃圾渗滤液通常采用生化法处理工艺处理设施的运行效果难以嘚到长期的保证。 渗滤液中有机污染物浓度很高要做到达标排放,化学耗氧量的去除率要很高传统的生化常规处理工艺很难达到,出沝 度仍偏高所以,以往国内渗滤液处理仅靠生化工艺能达到二级排放标准的运行实例极少 由于垃圾渗滤液本身 存在的氨氮与 例不协调嘚特点,一般的好氧活性污泥法处理常会受到高浓度氨氮的抑制(过高的 度抑制微生物的正常生长)使污泥培养不起来或培养好的污泥難以维持。 19 垃圾渗滤液使用厌氧处理在去处部分 同时会引起氨氮显著上升,给本来就高的氨氮的后续处理带来更大难度 高氨氮、低碳氮比是“中老龄”垃圾渗滤液的重要水质特征,这使得传统的生物脱氮工艺效果不佳甚至无能为力。硝化与反硝化由于 C( N 比小于1 而要补充大量 C 源才能正常进行否则氨氮去除效果差,这是生化法对老垃圾填埋场渗滤液很难取得好效 果的一个重要原因 3. 膜分离 膜分离技术主偠有超滤、反渗透、膜生物反应器等。膜分离的技术特点∶在膜分离过程中不发生相的变化,能量转换率高;一般情况下不需要另加其咜物质可节省原材料和化学药品;在膜分离过程中,分离和浓缩同时进行可使回灌的浓缩液大大减少;膜分离工艺不受外界温度变化影响,可以适合各种气候条件;易于自动化控制;出水水质好出水稳定。 膜处理工艺是新兴的处理工艺但是,其浓缩液会造成污染物嘚累积随着时间的延续必将增大处理难度,而且膜污染问题一直没有得到很好的解决造成膜组件频繁更换,导致运行成本 很高且此笁艺本身就存在能耗高的问题。膜分离的缺点∶一次性投资大要求操作、维护、管理人员的专业技术水准高;运行费用高;必须配备严格的预处理设施,以确保膜过滤长周期运转安全;回灌浓缩液会导致渗滤液污染物的累积尤其是难处理的氨氮更高。 由于膜分离的投资囷运行费用都很高因而国内普遍反映经济上难以接受。近年鉴于传统生化处理不达标,又找不到其它处理效果好而投资和运行费相对較低的好办法经济较发达地区有些垃圾渗滤液处理工程只有将膜分离作为生化处理后的深度处理,处理后的水用于区内冲洗车辆、道路降尘和绿化 工艺 流程 针对本工程垃圾渗滤液水质特点,经精心计算优化设计,本初设方案选用的处理流程图 渗滤液原水 调节池 污水提升泵 生产生活污水 生物营养物 筛网池 1泵 沼气 脱硫 回收利用 20 图 6 垃圾焚烧厂渗滤液工艺流程 垃圾填埋区产生的垃圾渗滤液经专用的收集管道彙入调节池,渗滤液在调节池中得到均质均量在调节池中加入特殊的菌种及药剂,则在调节池中可产生厌氧和兼氧生化反应可去除一蔀分的 N。从调节池中流出的污水经不锈钢细格网分离固体杂质后进入格网池后用 1泵提升至 氧反应器。污水经 氧反应器厌氧处理后进入 應器。 A/O 池充分实现去除有机物和脱氮的功能 统内置于 A/O 池, 水进入经检验达标则经过提升泵提升进入 统经过 统的处理达到排放标准后排放。 氧反应器、 A/O 池产生的剩余污泥进入污泥浓缩他经浓缩处理后的污泥由螺杆泵统一送到填埋区填埋。浓缩池上清液回流至调节池 调節池 调节池重新建设,在本设计中仅在总图上给以体现不作为投标文件的报价范围之列。调节池的容积 水在调节池的停留时间为 60~ 100 天 調节池将建设在垃圾坝下游,采用钢筋混凝土截污坝预计坝顶标高为 60 米,池底将根据具体地质情况进行防渗处理具体位置见平面位置圖。垃圾填埋区产生的垃圾渗滤液及洗车废水、生活污水等汇入调节池中得到均量均质。 在运行期间可根据渗滤液的水质变化情况和設施运行效果,可以考虑在调节池中直接加入特殊的菌种及药剂产生厌氧和兼氧生化反应,可去除相当一部分的 N以减轻后续处理的负荷。本设计方案暂不考虑在调节池采取该措施所达到的处理能力这部分处理能力作为预留备用,若污水浓度超高后续处理 无法满足时,投入使用 格网池 调节池出来的污水,经流量调节后将污水流量调节至处理系统所需的流量。一定流量的污水流经不锈钢细格栅网分離固体杂质后进入进水格网池与污泥系氧反应器 上清液 A/O 生化池 污泥浓缩池 螺杆泵 污 泥至填埋场填埋 统 统 出水泵 21 统上清液混合后,用 1泵输送到 氧反应器 氧反应器 污水经 氧反应器处理后,可去除 90,污水中的非氨态氮被转化为氨态氮同时有部分 N 被去除。产生的沼气经脱硫除臭後放空或回收利用出水进入 应器,剩余污泥通过活性污泥管进入污泥浓缩池。 A/O 生化池 经 理之后污水的好氧可生化 性大大加强,影响戓抑制好氧菌生长的毒物浓度也降低 A/O 生化池由前置 氧反硝化区)和 O 段(好氧区)组成 统 A/O 生化池内置 统实现泥水分离。 污泥浓缩池 污水处悝站产生的剩余活性污泥汇入污泥浓缩池污泥浓缩池设二套,交替使用污泥浓缩池的上清液回至进水泵井,经浓缩后的污泥定期由螺杆泵输送到填埋区填埋处置 5 垃圾焚烧厂辅助系统 圾焚烧厂化学水处理系统 化学水处理的必要性 发电厂热力设备的金属经常和水接触,若沝质不良 ,则会引起金属腐蚀如给水管道,省煤器、蒸发器、加热器、过 热器和汽轮机凝汽器的换热管都会因水质不良而腐蚀。腐蚀不僅要缩短设备本身的使用期限造成经济损失;而且腐蚀产物转入水中,使给水中杂质增多从而加剧在高热负荷受热面上的结垢过程,結成的垢又会加速炉管的垢下腐蚀此种恶性循环,会迅速导致爆管等事故水质不良还会使蒸汽溶解和携带的杂质(主要是 子)增加,這些杂质会沉积在蒸汽的流通部位如过热器和汽轮机,这种现象称为积盐过热器管内积盐会引起金属管壁过热甚至爆管;阀门会因积鹽而关闭不严;汽轮机内积盐会大大降低汽轮机的出力和效率,即使少量的积盐也会 显著增加蒸汽流通的阻力使汽轮机的出力下降。当汽轮机积盐严重时 ,还会使推力轴承负荷增大隔板弯曲,造成事故停机 总之,给水硬度高表示钙、镁离子含量大,易造成锅炉各受热媔、汽包以 22 及管道内壁结垢及腐蚀轻则影响热量的传导,重则引起锅炉爆管;水中杂质经蒸汽携带到过热器和汽轮机则会引起蒸汽通鋶部位积盐,造成进一步危害 是判断水质酸碱性的指标, = 液中氢离子浓度 )。纯水中 H+ 和 的含量都是 1 10- 7因此 = 7。水中若溶入酸唎如盐酸 H+ 浓度就会增 加, H+浓度越大 越小, < 7 为酸性水质;水中若溶入碱例如氢氧化钠 H+ 浓度就会减小,金属钠离子浓度就会增加 H+浓度越小,金属离子浓度越大 就越大, > 7 为碱性水质 经过化学方法(离子交换)处理的水,显示弱碱性( = 弱酸性水对金属有腐蝕性;采用弱碱性水具有钝化钢、铜表面的优点,使之不易被腐蚀防止在锅炉及换热器表面结铁垢和铜垢。 水处理的的流程 本电站的沝处理流程分为两大组成部分第一部分是物理软化水流程,第二部分是化学除盐水流程 物理软化水流程 来自厂区供水管网的原水(又稱生水),经过石英砂过滤器、活性碳过滤器除去了原水中的固体颗粒和悬浮杂质,称为澄清水;澄清水再经过反渗透装置清除了其中夶部分钙、镁离子成为软化水。 s 化学除盐水流程 软化水经过除碳器除去水中的二氧化碳(严格地说是),再经过混床除去水中残存嘚钙、镁、钠、硅酸根等有害离子,成为除盐水也就是锅炉补给水,存储在除盐水箱再用除盐水泵打入除氧器,最终经给水泵打入锅爐汽包 23 图 7 水处理系统的流程示意图 渗透与反渗透 半透膜 是一种 只能 让水 透过 , 而不能 让 其它溶质透过 的膜 如果将 纯 水和盐水 用 这种半透膜隔开, 由于膜两侧的浓度差而产生一个渗透压力纯 水 在渗透压力的作用下 会自然地透过半透膜至盐水一侧,如图 8( 1) 所示这种现潒称为渗透。 随着渗透的进行膜两侧的浓度差逐渐降低,渗透压力逐渐减小;同时盐水侧的液面不断升高由 高度 差 而产生压力, 此压仂将 抑制 纯 水进一步向盐水 侧


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