城市垃圾资源化利用报告.docx

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城市垃圾资源化利用报告

调研报告

调研课题：

城市垃圾资源化利用

调研时间：

2015年3月

第一章：

基本概念梳理--------------------------------------------------------------

第二章：

调研垃圾的主要特征----------------------------------------------------

2.1生活垃圾---------------------------------------------------------------

2.2建筑垃圾---------------------------------------------------------------

第三章：

垃圾资源化利用技术介绍---------------------------------------------

3.1填埋处理--------------------------------------------------------------

3.2焚烧处理--------------------------------------------------------------

3.3堆肥处理--------------------------------------------------------------

第四章：

国外产业现状--------------------------------------------------------------

第五章：

国内产业现状--------------------------------------------------------------

第六章：

行业发展方向--------------------------------------------------------------

第一章.基本概念梳理：

垃圾一般分类：

生活垃圾；工业垃圾；农业垃圾。

城市垃圾：

城市中固体废物的混合体。

生活垃圾：

指城市日常生活或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物

以及法律行政规定的视为城市生活垃圾的固体废物。

工业垃圾：

又称工业固体废物，是指在工业生产活动中产生的各种废渣、粉

尘及其他废物等。

建筑垃圾（属于工业垃圾）：

指人们在从事拆迁、建设、装修、修缮等建筑业的生产活动中产生的渣土、废旧混凝土、废旧砖石及其他废弃物的统称。

电子垃圾（属于工业垃圾）：

又名电子废物，是指废弃的电子电器产品、电子电气设备（以下简称产品或者设备）及其废弃零部件、元器件和国家环境保护总局会同有关部门规定纳入电子废物管理的物品、物质。

本文研究的城市垃圾主要是生活垃圾和建筑垃圾。

生活垃圾清运量：

指规定时间内收集和运送到垃圾处理厂（场）的生活垃圾数量。

生活垃圾无害化处理率：

即通常所称的“垃圾处理率”，指报告期生活垃圾无

害化处理量与生活垃圾产生量比率。

在统计上，由于生活垃圾产生量不易取得，可用清运量代替。

计算公式为：

生活垃圾无害化处理率=生活垃圾无害化处理量/生活垃圾产生量×100%。

CDM（CleanDevelopmentMechanism清洁发展机制）：

由工业化发达国家提供资金和技术，在发展中国家实施具有温室气体减排效果的项目，而项目所产生的温室气体减排量则列入发达国家履行《京都议定书》的承诺。

BOT（“建设－经营－转让”）模式：

是基础设施投资、建设和经营的一种方式，以政府和私人机构之间达成协议为前提，由政府向私人机构颁布特许，允许其在一定时期内筹集资金建设某一基础设施并管理和经营该设施及其相应的产品与服务。

TOT（“移交——经营——移交”）模式：

是国际上较为流行的一种项目融资方式，通常是指政府部门或国有企业将建设好的项目的一定期限的产权或经营权，有偿转让给投资人，由其进行运营管理。

第二章.调研垃圾的主要特征

2.1生活垃圾

（1）分类：

厨余垃圾：

如果皮、菜皮、剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物及花草等生物类废弃物。

可回收垃圾:

包括纸张、塑料、玻璃、橡胶、金属、纺织品、竹木等

其他垃圾:

主要包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物。

有害垃圾:

包括日光灯管、电池、喷雾罐、油漆罐、废润滑剂罐、药品、药瓶、涂改液瓶、过期化妆品、一次性注射器等。

（2）特点：

含水率高，一般为45～65%；热值低，一般在4200kJ/kg左右；有机成分高，厨余类有机生活垃圾部分约占40～60%；垃圾中可回收成分低，约占10～25%。

2.2建筑垃圾：

据不完全统计，按照新建施工500～600吨/万平方米，拆迁7000～12000吨/万平方米的标准推算，近年新建、拆迁产生的建筑垃圾高达2亿吨。

目前我国绝大部分建筑垃圾没有得到妥善处理，被露天堆放或者不做任何处理的直接填埋。

建筑垃圾同样具有很高的回收利用价值。

国内建筑垃圾技术创新的方向主要是对大量砖和混凝土进行再加工。

第三章．垃圾资源化利用技术介绍：

城市生活垃圾处理以填埋、焚烧．和堆肥处理方式为主这三种主流技术介绍如下：

3.1填埋技术

（1）定义：

填埋处理是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。

（2）分类：

根据工程措施是否齐全、环保标准能否满足来判断，可分为简易填埋场（IV级填埋场）、受控填埋场（III级填埋场）和卫生填埋场（I、II级填埋场）三个等级。

（3）处理工艺：

（4）优点：

建设和运营成本低；产生的有害物质少及操作简单；是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法。

（5）缺点：

浪费土地资源。

垃圾填埋需要极大的空间，因为被填埋的垃圾体积不会随着时间而减小。

技术上很难准确的操作。

填埋体内物质的不可及性也给有害物质的确定和处理带来很大的困难。

副产品处理成本高。

填埋区渗漏液的收集和处理成本非常高，并且需要很多能源。

后续管理问题。

基于以上的问题填埋区必须要有一个长期的后续管理，有些填埋区的后续管理甚至长达500年。

（6）卫生填埋：

对渗滤液及填埋气体进行有效控制的填埋方式

卫生填埋首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。

一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m以上，并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。

否则需另设粘上、沥青、塑料薄膜等不透水层。

其次，填埋场应设置排气口，使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出，避免发生爆炸。

回填后的场地，一般在20年内不宜在其上修建房屋，避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏，但可作绿地、农田、牧场等使用。

3.2焚烧处理

（1）定义：

焚烧处理是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的过程，产生的热量用于发电和供暖。

（2）焚烧厂分级：

AAA级，AA级；A级；B级；C级

（3）焚烧工艺解析：

一座大型垃圾焚烧系统主要由以下部分组成：

前处理/进料系统、焚烧系统、废气处理系统、废热回收/发电系统、灰渣处理系统。

前处理/进料系统。

前处理通过破碎，磁选、筛选、风选、分级精筛选，工人分选等工序，将不燃烧物及不适燃物与可燃物分开，可燃物可制成垃圾衍生燃料（RDF）。

进料系统由计量装臵，贮存池，吊车，料斗，给料机等组成。

焚烧系统（重点）：

焚烧系统为主体工艺部分，由不同类型的焚烧炉组成。

目前焚烧技术主要分为三类：

炉排炉技术、循环流化床技术及其他焚烧技术（小型立式炉、小型链条炉及热解炉等）。

小型焚烧炉因为其烟气处理工艺相对简单，难以达到严格的环保标准，从长期来看，市场份额将逐步减少直至彻底退出。

其中炉排炉与流化床工艺是国内外主要采用的两种工艺，两者不分伯仲，各有优劣。

a.炉排炉工艺优点在于：

适用于块状物料焚烧，对垃圾的前处理要求较低，储料上料系统成熟简单；燃烧过程中，通过炉内炉排翻转，实现垃圾的充分燃烧，可在燃烧过程中添加固体或者液体补燃物料助燃，目前焚烧系统也较为成熟；此外，炉排炉除渣系统稳定；燃烧过程稳定，控制简单。

主要劣势在于：

二恶英的产生温度在360℃~820℃之间，在炉排炉开车和停炉过程中炉温不可避免地要经过二恶英产生的温度区间，由于炉排炉开停车时间较长，所以这一过程二恶英排放量较大；同时，因炉排炉内需要机械装臵，限制了炉排炉内温度的进一步提升，导致炉排炉一直在二恶英产生的温度区间附近工作，在燃烧过程控制不完全的情况下，二恶英将会大量产生；此外，炉排炉的燃烧方式也容易导致垃圾燃烧不充分。

b.循环流化床锅炉焚烧垃圾工艺，是在循环流化床燃煤锅炉以及流化床垃圾焚烧炉的基础上发展而来。

如果将垃圾进行一定的前处理，包括脱水和粉碎，再辅助以一定的补燃措施，炉体内燃烧温度可以提高到900℃~1000℃，从而远离二恶英产生区间；同时，流化床开停车迅速，操作过程可以更大程度地避免二恶英产生；此外，流化床燃烧方式是垃圾燃烧最为彻底的方式之一，单体设备处理量较大。

但是与炉排炉相比，循环流化床控制系统较复杂，前处理要求较为严格，除渣及粉尘回收装臵较复杂；操作过程气流量较大，会形成对炉体内耐火层的冲刷，满负荷操作时间低于炉排炉。

废气处理系统：

焚烧尾气中含有多种有害成份，造成二次空气污染，主要成份有：

  粉尘、二噁英、酸性气体、重金属。

废气处理系统主要设备技术有：

文氏洗涤器、静电吸尘器、布袋防尘器、湿式洗气、干式洗气塔等，近来多采用干式或半干式 洗气塔或不同类型的气体净化装臵，配合布袋除尘器为主体设备的工艺。

目前已开发出以去除二恶英NCx，SOx，HCI等酸性气体的工艺。

 废热回收/发电系统：

回收废热可包括三种主要工艺，水冷却型，半废热回收型和全废热回收型三大类。

回收的废热用于生产低压和高压蒸气。

如果设置汽电共生系统，可进行发电。

主要设备有余热锅炉，高压蒸汽缸，涡轮发电机以及辅助配套设备。

灰渣处理系统。

垃圾焚烧灰渣可分为细渣、底灰、锅炉灰、飞灰等。

（4）优点：

占地面积小，减容、减量效果好（焚烧后的残渣体积减少90%以上，重量减少80%以上），处理彻底，同时焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。

（5）缺点：

由于垃圾含有某些金属，焚烧气体具有很高的毒性，容易产生二次环境污染；

建设投资巨大，经济效益不够理想，每处理100吨/日垃圾的建设成本通常在4干万元以上，而在多数情况下，焚烧所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额亏损；

运行成本高。

焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg，否则，必须添加助燃剂，这将使运行费用增高使得一般城市难以承受。

3.3堆肥处理

（1）定义：

堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。

（2）分类：

根据堆肥原理，可分为厌氧分解与好氧分解两种。

厌氧分解需在严格缺氧条件下进行，厌氧微生物分解生长较慢，故不多用。

好氧分解过程可同时产生高温，杀灭病虫卵、细菌等，我国主要采用好氧分解法。

（3）技术解析：

堆肥处理的关键在于提供一种使微生物活跃生长的环境，以加速其致菌分解过程，使之达到稳定。

堆肥主要受废物中的养分、温度、湿度、pH等因素的控制。

（4）优点：

建设、投资成本适中；

技术简单；

有机物分解后可作为肥料再利用。

（5）缺点：

对垃圾分类要求很高，因可分解的只是有机成分适用对象是厨余垃圾如剩饭剩菜和水果皮等，不能处理不可腐烂的有机物和无机物，因此减容、减量及无害化程度低，仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题，往往与其他处理方法综合使用。

有氧分解过程易产生渗漏液和臭味污染。

第四章．国外产业现状

4.1技术应用

西欧国家在垃圾处理技术上处于世界领先地位（如德国等国），而北欧（如瑞士、丹麦等国）也在迅速发展。

目前欧洲各国使用的技术主要有：

卫生填埋技术、焚烧技术、堆肥（生化）技术和分类回收利用技术。

由于垃圾组分具有复杂性、多变性和地域差异性等特点，因而，各种方式在不同国家的构成比例有所差异。

（1）卫生填埋：

由于填埋技术无法解决垃圾渗滤液的问题，以及该技术无害化程度低，目前应用占比15%-35%左右。

（2）焚烧处理：

目前欧洲国家大约有20%-40%左右的垃圾通过该方法得到有效处理。

其中瑞士垃圾焚烧率为80%，日本、丹麦垃圾焚烧率在70%以上。

预计将来垃圾焚烧技术仍会继续得到发展。

（3）有机堆肥：

目前，国外生活垃圾堆肥厂数量总体呈下降趋势，但市场前景仍被看好。

（4）回收及循环利用：

该方法被欧洲甚至世界各国广泛接受，应用前景非常广阔。

在瑞士铝制品的回收利用率在90%以上。

第五章．国内产业现状

“十二五”期间，全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2636亿元。

其中：

无害化处理设施投资1730亿元（含“十一五”续建投资345亿元），占65.6%；收运转运体系建设投资351亿元，占13.3%；存量整治工程投资211亿元，占8.0%；餐厨垃圾专项工程投资109亿元，占4.1%；垃圾分类示范工程投资210亿元，占8.0%；监管体系建设投资25亿元，占1.0%。

第六章．行业发展方向

6.1垃圾焚烧发电是垃圾处理最有潜力的方式

焚烧处理的技术介绍已在第三章中进行介绍，本节主要围绕焚烧处理的运作及最新动态进行介绍。

6.1.1焚烧技术在国外

最先利用垃圾发电的是德国。

1965年，西德就已建有垃圾焚烧炉7台，垃圾焚烧量每年达7.8105吨，法国共有垃圾焚烧炉约300台，可将城市垃圾的40%以上处理掉。

巴黎有4个垃圾焚烧厂，年处理量170万吨，占全市垃圾总量的90%，口收的能量相当于20万吨石油，供蒸汽量占巴黎市供热公司总量的三分之一。

6.1.2我国规划

（1）地区布局以“长三角”和“珠三角”为主

（2）未来建设速度将超预期——在我国垃圾填埋占比超过70%，但北京、上海、广州、南京等地面临垃圾填埋场土地资源缺乏的问题，垃圾焚烧厂建设速度可能超预期。

（3）处理规模大型化趋势明显——新建的垃圾焚烧厂建设规模普遍大于600吨/日，我国大中城市新建的焚烧厂处理规模常在1000吨/日及以上。

（4）焚烧炉技术：

以炉排炉为主 

6.1.3垃圾发电产业链

垃圾发电产业链包括上游的垃圾发电设备提供商、下游的垃圾发电厂建设方和运营方（BOT模式）。

6.1.3.1下游：

垃圾发电厂 

垃圾发电厂的营运模式：

以BOT为主，垃圾发电的建设和运行不能照搬传统电厂的模式，而要针对垃圾发电的特点采取相应的措施。

在我国采用BOT方式吸引国内外企业投资。

从事垃圾发电的投资商主要分为三类。

第一类是政府主导型的运营公司，由地方政府出资建立垃圾发电项目，公司作为政府建设这一项目的平台。

第二类是专业投资运营公司，引进其他人的技术、专注于BOT模式建设运营垃圾发电项目的企业，以运营管理为主。

第三类是工程投资运营公司，使用自己开发的技术，并以此为基础，对垃圾发电项目提供从工程建设到运营管理服务的企业，以工程建设为主。

（1）政府主导型的运营公司介绍

（2）专业投资运营公司介绍

（3）工程投资运营公司

6.1.3.2上游：

垃圾发电设备——垃圾焚烧炉

（1）国外厂商：

典型炉排炉制造厂家有德国马丁、比利时西格斯、Babcock Wilcox公司、日本三菱、日本田熊、美国底特律炉排公司、德国鲁奇等。

典型流化床炉制造厂家有英国Kraerner EnviroPower AB公司、日本制钢、神户制钢。

（2）国内厂商：

国内垃圾焚烧炉技术有两种路线：

 一种是来源于国外的炉排炉技术，走了从引进国外设备到引进国外技术国产化的技术路线。

而另一个技术流派是国内自行开发的，拥有我国完全自主知识的循环流化床垃圾焚烧发电技术。

从国内垃圾发电厂所用的焚烧炉市场情况看，国外焚烧炉供应商占据80%以上的市场份额。

国内垃圾焚烧炉提供商主要有：

伟明集团、华光股份、杭州新世纪能源、中科通用、重庆三峰卡万塔、浙大异重流化床炉。