填埋与焚烧的逻辑与答案

  填埋是落后的应该淘汰的垃圾处理方式吗?把垃圾烧掉,产生的有害气体能不能控制?为什么各地都在筹备垃圾焚烧发电项目?干垃圾的处理技术还有什么发展改善的空间?

  能回答得了“什么是干垃圾”,你却不一定知道以上问题的答案。而正是这些关于干垃圾后端处理的答案,决定着垃圾前端分类的逻辑。

  

  填埋与焚烧,这是当前全球范围内处理干垃圾的两种主要方式。在一部分公众的心目中,填埋是一种较为落后的处理方式,会对环境造成比较大的影响;实际上,这种认识并不准确。

  同济大学环境科学与工程学院、同济大学固体废物处理与资源化研究所教授章骅向《新民周刊》记者介绍:从技术发展程度而言,目前垃圾的填埋与焚烧都已经比较成熟,对环境的影响都能控制在可以接受的范围内。而追溯起源,全球处理垃圾的这两种方式都有一百多年的历史,很难说谁先谁后。

  她说,目前人们主流采用的填埋方式是“卫生填埋”,这并不是简单地挖一个大坑把垃圾倒进去,而是有一系列的配套工程。垃圾在填埋发酵后会产生含高浓度有机物的渗滤液,这是垃圾对土壤和地下水的主要污染物之一。在填埋坑挖好后,首先要开展的工作就是在底部和四周铺设防渗材料,阻止渗滤液进入周边的土壤;同时,导出产生的渗滤液,对其进行无害化处理。发酵过程中,垃圾还会产生甲烷等气体,不仅会产生温室效应,积累到一定程度还容易发生爆炸;因此,处理工程要将这些气体导出引燃,保证安全。

  符合上述处理程序的垃圾填埋场,基本能做到对周边环境不产生有害影响。章骅说,当一个填埋场的容量用尽、封场之后,现在通常的后续处理是在原址进行绿化。

  例如,位于浦东、濒临东海的老港是上海最大的垃圾处理基地,它的前三期填埋场封场之后,经过土壤改良、地形微整,已经不再是人们想象中的“垃圾山”,而满是草坪和树木,成为一座以“环保再生”为主题的郊野公园。同时,老港基地还利用四期填埋场南侧的芦苇荡、市政预留地,建设了近7600亩林地,林地的东侧还保留了约1800亩现有湿地。

  章骅表示,垃圾填埋场在连续二三十年的监测,确认在长期的时间里对环境都没有危害之后,还可以建成高尔夫球场之类的场地,实现土地的再次利用,这在国际上已经有实践。

  同样能达到对环境的影响可控,是填埋还是焚烧,该如何选择?上海西弗瑞环境科技有限公司的业务为提供固体废弃物处理与信息化管理解决方案,其董事长周倚天在接受《新民周刊》记者采访时表示:每个地区是根据自身可用土地面积、人口密度、垃圾产生量、经济发展程度,因地制宜来选择垃圾处理方式的。填埋的成本相对焚烧而言较低,所需土地空间较大,所以土地充裕的地区更倾向于填埋;而人口密集、用地紧张的大城市则更多选择焚烧。

  即使有这样的不同倾向,填埋仍然是垃圾处理不可或缺的方式。章骅解释说:垃圾焚烧产生的炉渣,如果不进行资源化利用,还是要填埋的;焚烧产生的飞灰在无害化处理后,同样也要做填埋。即使是湿垃圾,在处理之后也会产生一些不能利用的杂质,这些也要填埋。“另外,焚烧设备可能会出故障或者要检修,但垃圾并不会停止产生,此时填埋也可以救急。填埋是垃圾处理的保底方法。”

  

  上海的垃圾焚烧处理,老港同样是标杆。2019年6月28日,上海老港再生能源利用中心二期启用。工程完全建成运行后,上海老港再生能源利用中心一、二期工程总焚烧处理生活垃圾量将为300万吨年,约占上海市居民年产生垃圾总量的12,焚烧发电量每年将可达9亿千瓦时,成为全球规模最大的垃圾焚烧厂。根据《上海市城市总体规划(2016-2040)》,老港固废基地将作为上海建设韧性生态之城总体布局的重要组成部分,为城市运行安全提供根本性保障。

750吨日的机械炉排炉焚烧线,设置3 台50兆瓦凝汽式汽轮发电机组。

  相较一期每天3000吨的焚烧量,二期工程的焚烧量翻倍,达到每天6000吨。此外,二期工程的排放标准也在同步提升。上海老港固废综合开发有限公司重大工程办公室副主任、老港再生能源利用中心二期项目总工吴曰丰在接受媒体采访时表示:工程采用先进的技术和设备,使用净化装置,使排出来的气体和污染物对环境的污染降至最低,达到国家标准和欧盟2000标准,甚至可以达到天然气燃烧后的超净排放标准。工程在处理垃圾的同时产生大量电能,除了对自身的供给外,大部分实现了对外输出。

  上海固废处理行业的一位业内人士向《新民周刊》记者介绍:当垃圾运到焚烧厂的储坑之后,就不能再进行二次分拣了。“我们有的储坑有三十几米高,如果要再进行分拣,是不符合安全流程的。”同时,垃圾在转运到焚烧厂的途中,通常是密闭的,也没有再分拣的空间。这就意味着,干湿分开一定要在前端的分类阶段完成。如果前端分类做得彻底,那么进入储坑的垃圾含水量就会减少,产生的沥滤液也会减少,这将增加垃圾的热值,使得它们在焚烧阶段达到更高的温度。焚烧温度的提高,一方面可以增加发电效率,另一方面非常关键的是能够减少二英等有害物质的产生。

  “除了能发电,焚烧的一个很大的优势是能实现垃圾的减量化。”章骅介绍,垃圾在焚烧之后,大约剩下20%重量的炉渣,主要的成分是玻璃、陶瓷、金属之类的无机物。这样的炉渣在法律上被划分为一般固体废弃物,没有危害,在经过预处理之后可以生产建筑用砖、建材的骨料、路基材料等。她说,预处理包括把金属、未燃尽的有机物等分拣出来,然后再做破碎、筛分。“如果是炉渣生产的路基材料,用于二级公路或者乡间小道是没有问题的。”

  垃圾焚烧成炉渣,炉渣再进行资源化利用后,最后的重量可以减少到原来的1%,这部分再去填埋,显著节省了填埋场的容量空间。

  焚烧过程中产生的飞灰,属于危险废弃物范畴,含有二英、氯盐等,重金属的浸出性比较强,垃圾焚烧厂通过烟气净化系统对其处理后,可让排放到环境中的气体达到环保标准。

  2019年以来,全国各地密集出台生活垃圾焚烧厂项目的规划。例如,云南和福建两省接连出台《生活垃圾焚烧发电中长期专项规划》。云南省发改委公布的规划意见显示:未来将在省域内总投资超过120亿元,规划到2020年底,全省拟建设生活垃圾焚烧发电厂15座,新增生活垃圾焚烧处理能力9650吨日;到2030年底,全省拟建成垃圾焚烧发电厂30座,新增生活垃圾焚烧处理能力吨日。

  除了省一级的规划,地级、县级的垃圾焚烧厂项目规划也纷纷公示。河南省安阳市、江苏省张家港市、山东省莱州市、浙江省平阳县以及福建省闽清县等十几个地区都公开了域内拟进行的垃圾焚烧发电厂规划、审批与招标等内容。

  对此,同济大学环境科学与工程学院教授赵由才提出,建设垃圾焚烧项目是得到国家政策支持的国家“十三五”规划中要求,到2020年城市生活垃圾焚烧处理能力占无害化处理能力的比例要达到50%;并且企业能得到省级和国家级的两层补贴,国家对垃圾焚烧发电的收购价比一般发电要高,企业有一定的利润空间,商业模式比较清晰;同时,银行也热衷于贷款给此类项目,垃圾焚烧在融资层面也没有障碍。因此,众多地方都在规划上马。

  国家统计局数据显示:2011年至2018年,我国生活垃圾焚烧处理量逐年增长,增速始终保持在12%以上。其中,2017年我国生活垃圾焚烧处理量为8463.3万吨,相当于23.19万吨日。而《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理建设规划》提出的目标是2020年我国垃圾焚烧处理能力要达到59.14万吨日,垃圾焚烧处理能力还有很大的提升空间。

  在《新民周刊》记者采访的多位业内专家看来,干垃圾的填埋与焚烧处理技术已经发展到比较成熟的阶段。不过,仍然有可以改善的领域。

  在某家垃圾焚烧厂的资料中,其烟气净化系统共有8个组成部分。对此,章骅指出,目前各家企业在这个流程上有建得越来越长的趋势,把各种方法串联起来,其实这个流程是值得优化组合的。“我们可以多研究一下如何提升每个流程的效率,而不是单纯地把各种方法堆砌起来。”她说。

  需要优化组合的,不仅仅是设备和技术,企业的管理精细化也是提升垃圾焚烧发电效率、提升排放标准的秘诀。上海老港再生能源利用中心二期工程的现场生产数据均在中控室内自动采集、自动分析、自动反馈,最终自动控制所有现场设备运行,堪称“智慧工厂”。一般垃圾焚烧发电厂的热能回收率只有19%-21%,老港二期可以达到25%-26%;一般垃圾厂一吨垃圾发电450度,老港二期可以达到600度。这和厂区的精细管理密不可分。

  周倚天提出:在计算垃圾处理的成本时,监督成本不应遗忘。也就是说,垃圾处理技术已经成熟,但如何保证这些技术被企业正确地利用,而非“偷工减料”,其实更为关键。

  进一步提升垃圾的资源再利用效率,也是一个值得考虑的问题。章骅介绍说,目前用垃圾焚烧后的炉渣生产的建筑材料,价值比较低,如果需货方距离垃圾焚烧厂较远,这些产品加上运输费用之后,其市场竞争力就比较差了。她说,目前上海的一些垃圾焚烧厂正在研制新的炉渣利用技术,尝试用炉渣生产透水性建材等价值较高的产品。

件下,对垃圾加热蒸馏使其有机物裂解,转化为固体焦炭、可燃油和可燃气,可燃油和可燃气可用于余热锅炉燃烧进行热量回收利用。

  它是近十年研制出的新型垃圾处理技术,具有设备结构简单、安全、效率高、投资低的特点,并且产生的二英、重金属污染较少,因此被看作新的发展方向之一。但是,热解气化也存在设备处理能力较小,无助燃物时燃烧不稳定,热量回收率低及不能适应高水分、低热值垃圾处置等问题。章骅还表示,热解产生的油和气是混合物,也有需要净化提纯的问题。因此,热解气化还只是在实验室和一些小规模村镇做试验,目前很难广泛应用。“相比之下,垃圾焚烧的规模可大可小,比较灵活,更适合在我国不同情况的各地推广。”赵由才说。

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