生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證的要點分析

楊翠翠，沈 樂，陳 梅

(1．江蘇省水文水資源勘測局淮安分局，江蘇淮安223005;2．江蘇省水文水資源勘測局南京分局，江蘇南京210008)

2011年中央1號文件和中央水利工作會議明確要求實行最嚴(yán)格水資源管理制度，2012年國務(wù)院頒布了《關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》［1］，同年江蘇省政府也頒布了《省政府關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的實施意見》，圍繞“三條紅線”提出了多條具體措施，明確要求加強規(guī)劃和建設(shè)項目水資源論證。近年來，隨著我國市政公用行業(yè)改革的不斷深化，大量社會資金通過產(chǎn)業(yè)化、市場化的途徑進入垃圾處理行業(yè)，有效地促進了我國垃圾無害化處理設(shè)施的建設(shè)。垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施作為一種技術(shù)含量高、投入高的垃圾處理方式，已廣泛采用市場化的方式進行投融資、建設(shè)和運營［2］。筆者以淮安市盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目為例，從落實最嚴(yán)格水資源管理制度的角度，具體闡述生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證的重點和難點。

1 城市生活垃圾處理方式分析

隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進程的加快，城市人口越來越多，產(chǎn)生的城市生活垃圾量也逐年上升。很多城市沒有生活垃圾無害化的處理設(shè)施，僅進行簡單的集中露天堆放，形成“垃圾圍城”的局面，通常沒有有效的防滲防護措施，對城市生態(tài)、土壤、水體等造成嚴(yán)重的污染，破壞了當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境，損害了城市形象，嚴(yán)重地制約著城市的社會經(jīng)濟發(fā)展。如何正確地認識垃圾問題，并采取切實可行的方法處理垃圾，已經(jīng)是現(xiàn)代城市發(fā)展中不可避免并亟須解決的問題。

國內(nèi)外城市生活垃圾處理的方式有很多種，應(yīng)用比較廣泛的主要有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒發(fā)電3種［3］。衛(wèi)生填埋處理量大、工藝簡單、成本低廉，是目前中等發(fā)展城市比較常見的垃圾處理方式。垃圾填埋占地面積大，產(chǎn)生的滲濾液處理難度大，容易污染環(huán)境，影響子孫后代，不利于城市社會的可持續(xù)發(fā)展。堆肥處理技術(shù)是利用微生物將城市生活垃圾進行降解后轉(zhuǎn)化為可利用的農(nóng)業(yè)肥料，從而實現(xiàn)變廢為寶。但由于我國垃圾分類工作做得不好，堆肥技術(shù)難以降解垃圾中的重金屬、塑料等垃圾，最終嚴(yán)重污染了農(nóng)田土地。焚燒發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾減量化、資源化、無害化的處理目標(biāo)，在實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的前提下對生活垃圾進行焚燒處理，以處理垃圾為主、發(fā)電為輔，已成為越來越多經(jīng)濟發(fā)達城市的重要市政配套工程。

2 工程概述

淮安市盱眙縣總面積2 493 km2，轄14個鎮(zhèn)、5個鄉(xiāng)，地處洪澤湖南岸、江蘇省中西部，有“淮河明珠、龍蝦之都、帝王故里、生態(tài)家園”之稱。盱眙風(fēng)光秀美，景色怡人，是全國生態(tài)示范區(qū)，全縣森林覆蓋率28%，山在城中立，水在城邊繞，是長三角地區(qū)的旅游節(jié)點城市。盱眙縣原本有一個生活垃圾再生燃燒項目，2007年投運，后因技術(shù)不成熟而失敗。此后盱眙縣城的生活垃圾運送至垃圾填埋場進行填埋。該填埋場位于古桑鄉(xiāng)，距離盱眙縣城約5 km，于2004年啟用，接收盱眙縣城約200 t/d的生活垃圾，目前累計填埋垃圾量約50萬m3，填埋量日趨飽和。填埋場周邊的土壤、水體等均已受到不同程度的污染。

根據(jù)盱眙縣現(xiàn)狀人口及垃圾量統(tǒng)計資料，2010年服務(wù)區(qū)域內(nèi)人均垃圾產(chǎn)量約為1．10 kg/(人·d)。隨著盱眙縣經(jīng)濟水平的發(fā)展，城區(qū)人均垃圾產(chǎn)量將下降，而農(nóng)村人均垃圾產(chǎn)量將逐步上升。根據(jù)《淮安市盱眙縣總體規(guī)劃》(2006－2020)，2010年服務(wù)區(qū)域內(nèi)人口約74．6萬人。盱眙縣2015年規(guī)劃總?cè)丝跒?6．5萬人，2030年為83．8萬人。以人均垃圾產(chǎn)量法預(yù)測服務(wù)區(qū)域內(nèi)垃圾產(chǎn)量(表1)。

表1 2010～2030年盱眙縣垃圾產(chǎn)量

考慮將垃圾填埋場的垃圾返廠焚燒，在保護環(huán)境的同時，使垃圾焚燒線達到額定規(guī)模，處于最經(jīng)濟的運行狀態(tài)。盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計總規(guī)模為2×400 t/d生活垃圾焚燒處理能力，分3期建設(shè)。一期建設(shè)規(guī)模為日處理垃圾400 t/d，配置1臺400 t/d的爐排式垃圾焚燒鍋爐和1臺15 MW汽輪發(fā)電機組，預(yù)留二期和三期。一期焚燒爐和汽輪發(fā)電機組年運行時間為8 000 h，年處理城市生活垃圾14．6×104t，年發(fā)電量5 342．2 ×104kW·h，自用電率為 20%，年發(fā)電上網(wǎng)電量4 273．8×104kW·h。項目廠址位于盱眙縣城南部，西靠淮河。根據(jù)項目周邊水系情況以及項目本身用水特點，確定項目用水取自清水壩引河，取水口距淮河約2．2 km。一期工程平均取水量為32．05 m3/h，年取水總量為25.64 萬 m3。

3 論證要點分析

3．1 取水水源論證分析 取水水源論證是生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證的重要內(nèi)容。在建設(shè)項目前期工作的基礎(chǔ)上，通過對項目周邊水源環(huán)境進行分析論證，通過取水水量、水質(zhì)可靠性、取水河道條件、取水線路長短、取水工程投資、建設(shè)難易程度等多因素綜合比選，確定最科學(xué)合理的取水方案。電廠取水多用于循環(huán)冷卻補給水，對水質(zhì)要求不高，可以考慮水質(zhì)較差滿足水量要求的水源，節(jié)省優(yōu)質(zhì)水源用于食品、藥品類等對水質(zhì)要求高的行業(yè)［4］。

根據(jù)盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目周邊的水源情況，可作為取水水源的有淮河、清水壩引河和富春紫光污水處理廠尾水?；?條紅線中水資源總量控制紅線的要求，首先考慮中水回用，減少取用新水量。富春紫光污水處理廠距離項目廠址約6 km，日排水量2萬m3/d，為連續(xù)性排放，尾水排放水質(zhì)達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918－2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)，排入城東大溝后匯入清水壩引河。建設(shè)項目日取水量為769．2 m3/d，污水處理廠尾水水量可滿足項目取水水量的要求;經(jīng)過尾水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果分析，水質(zhì)常年為Ⅴ類或劣Ⅴ類，不符合企業(yè)用水水質(zhì)的要求，必須進行深度處理后才可用于生產(chǎn)。水處理設(shè)備配置及其運行費用較為高昂，對設(shè)備危害較大，考慮到企業(yè)的運行成本和設(shè)備使用壽命，污水處理廠尾水暫不合適作為取水水源，待日后污水處理廠提標(biāo)改造，尾水達到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)時，可考慮取用中水。

淮河是洪澤湖的主要入湖河流，其入湖水量占洪澤湖總?cè)牒康?0%以上，水量豐沛，正常情況下其水質(zhì)較好。洪澤湖承接中上游15．8萬km2的來水，多年平均入湖水量303．4億m3，是蘇北地區(qū)最大的供水水源。洪澤湖也是南水北調(diào)東線調(diào)水線路上最大的調(diào)蓄水庫，水功能區(qū)劃為調(diào)水保護區(qū)，水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ類。以淮河作為該項目取水水源，水量、水質(zhì)均有保證。從淮河干流取水，輸水管線至少需要7 km，沿岸為多年淤積區(qū)，屬沼澤、灘涂地帶，有些地方淤泥深多于20 m，建取水構(gòu)筑物、引水管道投資大，施工難度極大。

清水壩引河是清水壩灌區(qū)的引水河道，從淮河引水。項目取水量小，清水壩引河水量可以滿足取水要求。從清水壩引河取水，取水線路相對較短，距離項目廠區(qū)約4 km，取水工程投資相對較小，施工相對容易。清水壩引河在距離淮河2．5 km北岸有城東大溝匯入，水質(zhì)比淮河干流差，該項目取水用于循環(huán)冷卻補充水，對水質(zhì)要求不高，原水經(jīng)絮凝、沉淀、過濾等處理后，基本滿足使用要求。因此，最終確定將項目取水口設(shè)置在清水壩引河上，得到了評審專家的一致認可。

3．2 水資源保護措施分析 生活垃圾焚燒發(fā)電廠不同于其他火電廠，其焚燒原料為生活垃圾，若處置不當(dāng)，垃圾滲濾液會下滲污染土壤和地下水。滲濾液成分復(fù)雜，其中含有難以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、鄰苯二甲酸脂、酚類和苯胺類化合物等，滲濾液滲漏對地下水的影響會長期存在。滲濾液滲漏對地下水的污染主要表現(xiàn)在使地下水水質(zhì)混濁，有臭味，COD、三氮含量高，油、酚污染嚴(yán)重，大腸菌群超標(biāo)等［5］。因此做生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證時，水資源保護措施尤為重要，特別是對垃圾存儲的防滲防護措施要做重點分析，并應(yīng)提出在滲濾液處理系統(tǒng)出現(xiàn)事故時的應(yīng)急處理措施，確保電廠運行時不會對周邊水體、土壤等自然環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

3．2．1 垃圾滲濾液防滲措施。盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目垃圾卸料、輸送系統(tǒng)及貯存池等采用密閉設(shè)計，垃圾貯存池和垃圾輸送系統(tǒng)采用負壓運行方式，垃圾滲濾液收集池密閉處理。工程建設(shè)高度重視防滲問題，在可能產(chǎn)生滲漏的垃圾儲坑及滲濾液收集池、滲濾液處理系統(tǒng)、飛灰固化車間等采取防滲措施，根據(jù)當(dāng)?shù)靥烊换A(chǔ)層的地質(zhì)情況，采用天然粘土防滲襯層，單層或雙層人工合成材料防滲襯層。人工合成材料防滲襯層采用滿足《垃圾填埋場用高密度聚乙烯土工膜》(CJ/T234－2006)中規(guī)定技術(shù)要求的高密度聚乙烯或者其他具有同等效力的人工合成材料。

3．2．2 垃圾滲濾液影響監(jiān)控措施。生活垃圾焚燒發(fā)電項目運行時，垃圾卸料、輸送及垃圾貯存、焚燒等環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生滲濾液下滲的情況，這些環(huán)節(jié)都必須采取防滲工程措施。防滲工程應(yīng)高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和施工，確保防滲效果，防止?jié)B濾液對土壤和地下水的污染。除此以外，建設(shè)單位應(yīng)對滲濾液處理系統(tǒng)進出水量、水質(zhì)進行監(jiān)測，加強監(jiān)控。在滲濾液處理站進水口、出水口設(shè)置自動監(jiān)測設(shè)備，水質(zhì)監(jiān)測項目為pH、SS、CODCr、BOD5、NH3-N、TP、石油類等，至少每天監(jiān)測 1 次。有條件的建設(shè)單位還應(yīng)開展地下水水質(zhì)監(jiān)測。在垃圾坑30 m范圍內(nèi)布設(shè)1個監(jiān)測點，另外在地下水流向上游、下游各布設(shè)1個地下水監(jiān)測井，監(jiān)測項目為pH、總大腸菌群、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物、氨氮、汞、鉛、Cr6+、Cd、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、細菌總數(shù)，每月監(jiān)測1次。發(fā)現(xiàn)地下水水質(zhì)異常，及時分析和處置。

3．2．3 滲濾液處理系統(tǒng)出現(xiàn)事故時的應(yīng)急處理措施。項目正常運行時，垃圾滲濾液收集進入滲濾液處理系統(tǒng)處理達標(biāo)后排入市政污水管網(wǎng)，垃圾滲濾液處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥全部送回焚燒爐自行焚燒處理。在滲濾液處理系統(tǒng)出現(xiàn)事故時，應(yīng)急處置依托滲濾液處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池作為事故緩沖設(shè)施。滲濾液通過垃圾儲坑的滲濾液集水溝，匯入經(jīng)防滲處理的滲濾液調(diào)節(jié)池。滲濾液調(diào)節(jié)池分為2格，正常運行時1格運行，1格空置作為應(yīng)急池。每格池容積500 m3，可供夏季滲濾液最大產(chǎn)生情況下8．6 d的儲量。滲濾液處理系統(tǒng)一旦發(fā)生事故，應(yīng)立即組織技術(shù)人員排除故障，待故障排除后，被應(yīng)急儲存的滲濾液進入處理系統(tǒng)處理，不外排。如果在滲濾液調(diào)節(jié)池能夠收集滲濾液的時間范圍內(nèi)不能排除故障，應(yīng)停止生產(chǎn)，待事故排除后再恢復(fù)生產(chǎn)。

4 結(jié)論及建議

水資源論證是水資源管理中最重要的前置把關(guān)環(huán)節(jié)，是實行最嚴(yán)格水資源管理制度的重要基礎(chǔ)。針對目前各地普遍建設(shè)的生活垃圾焚燒發(fā)電項目，結(jié)合最嚴(yán)格水資源管理制度的要求，基于3條紅線的標(biāo)準(zhǔn)，對此類項目的水資源論證要點進行具體分析。生活垃圾焚燒發(fā)電廠因焚燒原料的特殊性，對水資源論證的要求更高，不僅要論證取水、用水的合理性，更要重視水資源保護措施的可行性，嚴(yán)防垃圾滲濾液對水資源環(huán)境造成污染，確保生活垃圾焚燒發(fā)電項目能夠安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)。

［1］陳雷．實行最嚴(yán)格的水資源管理制度保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展［R］．在全國水資源工作會議上的講話，2009－02－14．

［2］陳善平，劉峰，孫向軍．城市生活垃圾焚燒發(fā)電市場現(xiàn)狀［J］．環(huán)境衛(wèi)生工程，2009，17(1):20 －22．

［3］楊順清．城市生活垃圾處理的技術(shù)措施探討［J］．研究與探討，2014(7):379．

［4］郭永金．簡述實施最嚴(yán)格水資源管理制度的戰(zhàn)略意義［C］//實行最嚴(yán)格水資源管理制度高層論壇論文集．湖北水利協(xié)會，2011:62－66．

［5］陳格桓．探討興建垃圾電廠的幾個問題［J］．廣東電力，2004(4):14－18．