垃圾磁能碳化技術(shù)在環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)的應(yīng)用研究

熊耀華

摘要：針對(duì)環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾收集量正在逐年增加，現(xiàn)有的生活垃圾處理設(shè)施已不能滿足處理需求，急需尋求適合環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾處理方式。首先，介紹了巢湖流域的區(qū)域概況和環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾的處理處置現(xiàn)狀。其次，介紹了磁能碳化技術(shù)處理生活垃圾的工藝流程，對(duì)比分析了磁能碳化技術(shù)與其他處理方式的優(yōu)劣。最后，分析了磁能碳化技術(shù)在肥西縣銘傳鄉(xiāng)的試點(diǎn)效果，并得出結(jié)論，建議在整個(gè)環(huán)巢湖地區(qū)鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣運(yùn)用磁能碳化技術(shù)處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；磁能碳化技術(shù)；環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)

前言

隨著環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民生活水平的不斷提高，消費(fèi)品消耗量逐年增加，產(chǎn)生的生活垃圾也在逐年遞增。鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾的收運(yùn)一直是環(huán)境衛(wèi)生管理的盲區(qū)，環(huán)巢湖新農(nóng)村建設(shè)和城鄉(xiāng)一體化的快速發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民對(duì)生活環(huán)境的追求也越來(lái)越高，生活垃圾的收集、運(yùn)輸和處理逐漸受到人民群眾和各級(jí)政府的重視。然而，由于現(xiàn)有的環(huán)巢湖地區(qū)生活垃圾處理設(shè)施，設(shè)計(jì)之初主要為各縣、市、區(qū)的城鎮(zhèn)生活垃圾處理而服務(wù)的，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾送至這些處理設(shè)施，降低了這些設(shè)施的使用年限，因此急需興建適合環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾處理設(shè)施，解決鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾的處理難題。

1 研究區(qū)介紹

1.1 區(qū)位概況

巢湖流域位于安徽省腹地，長(zhǎng)江流域下游左岸，地理坐標(biāo)在東經(jīng)117°17′～117°52′，北緯31°43′～31°25′之間，湖區(qū)面積760km²，巢湖流域面積13486km²，其中巢湖閘上面積9153km²，涉及合肥市區(qū)及肥西縣、廬江縣、巢湖市、肥東縣和六安市金安區(qū)、舒城縣和安慶市的岳西縣；巢湖閘下涉及蕪湖市的無(wú)為縣和馬鞍山市的和縣和含山縣。

1.2 環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾處理現(xiàn)狀

環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾處理方式主要有三種：衛(wèi)生填埋，簡(jiǎn)易填埋或堆放，小型焚燒爐簡(jiǎn)易焚燒。

目前，較偏遠(yuǎn)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要采用簡(jiǎn)易處置的方式，簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)的生活垃圾均直接堆放，場(chǎng)底未做防滲，垃圾滲濾液未進(jìn)行收集處理，沼氣也未采取導(dǎo)引收集措施，因而垃圾處理沒(méi)有達(dá)到無(wú)害化、減量化的要求。

部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)采用小型簡(jiǎn)易焚燒爐，雖然減量化效果明顯，但運(yùn)行易受天氣、溫度等因素的影響，且其未采取任何有效地?zé)煔馓幚泶胧?，煙氣排放難以達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

目前，環(huán)巢湖范圍現(xiàn)有生活垃圾無(wú)害化末端處理設(shè)施7座，其中：6座已經(jīng)投入使用，1座建成未使用。四縣一市中，巢湖市鄉(xiāng)鎮(zhèn)無(wú)害化處理率最高，達(dá)到85.7%，其余四縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)無(wú)害化處理水平相當(dāng)，約為35～50%。

2 生活垃圾處理方式對(duì)比分析

目前，在我國(guó)應(yīng)用相對(duì)比較成熟的生活垃圾處理方式有衛(wèi)生填埋、焚燒技術(shù)、堆肥技術(shù)和熱解氣化技術(shù)等，各種生活垃圾處理方式都有優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

2.1 衛(wèi)生填埋

生活垃圾衛(wèi)生填埋具有建設(shè)投資較省、運(yùn)營(yíng)成本低、技術(shù)簡(jiǎn)便、作業(yè)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，而且是其它方法不可替代的最終處理手段，所以在以后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期仍將是生活垃圾的主要處理方式之一。但其也有很多缺點(diǎn)，主要是占用大量土地；產(chǎn)生的滲濾液成分復(fù)雜，給填埋場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)和管理帶來(lái)諸多麻煩，且容易引起二次污染；產(chǎn)生的沼氣存在安全隱患；生活垃圾直接填埋使部分可回收物直接埋于地下，造成資源的浪費(fèi)。

2.2 焚燒技術(shù)

焚燒技術(shù)與填埋處理相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，有利于節(jié)省土地資源；處理時(shí)間短；無(wú)害化、減量化、資源化優(yōu)勢(shì)明顯；焚燒結(jié)合煙氣處理達(dá)標(biāo)排放，對(duì)垃圾處理徹底，二次污染危害?。环贌酂峥苫厥绽?。同時(shí)也存在一些缺點(diǎn)：一次性投資大；運(yùn)行成本較高；技術(shù)含量較高，對(duì)運(yùn)營(yíng)操作者要求較高，若運(yùn)行時(shí)管理不善會(huì)排放大量煙氣，造成二次污染等。

2.3 堆肥技術(shù)

垃圾堆肥作為生活垃圾處理的一項(xiàng)重要手段，其特點(diǎn)是能有效的實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化、減量化和無(wú)害化；能有效的使垃圾中的有機(jī)物穩(wěn)定下來(lái)，得到堆肥產(chǎn)品；建設(shè)投資較省，運(yùn)營(yíng)成本較高，設(shè)施占地相對(duì)不是很大。堆肥處理的缺點(diǎn)是：只能處理生活垃圾中的有機(jī)成分，對(duì)其他的無(wú)機(jī)及有毒有害成分沒(méi)有處理效果；處理過(guò)程中的惡臭難以控制；我國(guó)垃圾大多是混合收集，沒(méi)有分類(lèi)，前處理過(guò)程復(fù)雜，分類(lèi)不徹底，堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量不過(guò)關(guān)；垃圾堆肥產(chǎn)品很多時(shí)候銷(xiāo)路較少；垃圾中除能發(fā)酵的有機(jī)成分外，還有約30%左右的篩上物仍需做填埋或焚燒處理。

2.4 磁能碳化技術(shù)

磁能碳化技術(shù)工藝可以成批或連續(xù)進(jìn)料，由于采用不足量空氣（缺氧式）將垃圾中的有機(jī)物熱解成可燃?xì)怏w，把不完全焚燒過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w完全焚燒過(guò)程，使煙氣中顆粒物排放量極少；熱解氣體燃燒后不需輔助燃料，降低運(yùn)行成本，達(dá)到了垃圾熱能的資源化利用；采用控制燃燒過(guò)程，抑制了二噁英等由于有害物質(zhì)的產(chǎn)生；焚燒過(guò)程完整，殘?jiān)鼮橥耆珶o(wú)污染物質(zhì)；有機(jī)物去除率達(dá)到99.99%以上，降低了后續(xù)處理成本。熱解氣化技術(shù)具有徹底的無(wú)害化、顯著的減容性、廣泛的物料適應(yīng)性、高效的能源與物資回收性等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，其也存在設(shè)備較多、投資比較大等缺點(diǎn)。

環(huán)巢湖地區(qū)衛(wèi)生填埋場(chǎng)主要位于各縣、市周邊，主要處理城區(qū)產(chǎn)生的城市生活垃圾，距離偏僻的鄉(xiāng)鎮(zhèn)較遠(yuǎn)，運(yùn)輸成本較高，并且衛(wèi)生填埋處理量有限，若將鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村垃圾全部收集，將無(wú)法滿足需要。堆肥技術(shù)要求生活垃圾有機(jī)質(zhì)含量較高，周期長(zhǎng)且占地面積大，處理后的產(chǎn)品不易銷(xiāo)售。垃圾焚燒技術(shù)一般處理規(guī)模較大，運(yùn)行成本較高，主要用于城市生活垃圾的集中處理。

磁能碳化廠用于環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾處理具有很強(qiáng)的優(yōu)越性，減容效果好、無(wú)害化徹底、有利于資源再利用，且綜合效率高，占地面積小，可節(jié)省土地資源。與傳統(tǒng)小型簡(jiǎn)易焚燒爐相比，具有二次污染小、能有效控制煙氣達(dá)標(biāo)排放。磁能碳化廠建在鄉(xiāng)鎮(zhèn)周邊，不僅能夠滿足鎮(zhèn)區(qū)生活垃圾的處理需要，還可以分期建設(shè)，逐步將全鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村生活垃圾納入到磁能碳化廠處理范圍內(nèi)，使農(nóng)村生活垃圾全部進(jìn)行無(wú)害化處理。因此，磁能碳化技術(shù)值得在環(huán)巢湖地區(qū)部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)先行試點(diǎn)，待總結(jié)試點(diǎn)效果，逐步推廣運(yùn)用到整個(gè)環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活無(wú)害化垃圾處理。

3 磁能碳化技術(shù)及其運(yùn)行效果

3.1 磁能碳化技術(shù)工藝介紹

磁能碳化技術(shù)作為一種新型的生活垃圾無(wú)害化處理技術(shù)，對(duì)于鄉(xiāng)鎮(zhèn)小規(guī)模生活垃圾處理具有明顯的優(yōu)勢(shì)，已在我國(guó)部分地區(qū)運(yùn)用，且取得了很好的效果。磁能碳化爐工藝流程如圖2所示。

鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾經(jīng)專(zhuān)用垃圾運(yùn)輸車(chē)進(jìn)入廠區(qū)，由地磅房軸重儀自動(dòng)稱(chēng)重后進(jìn)入垃圾分選車(chē)間，經(jīng)人工及機(jī)械分選后，可燃物質(zhì)進(jìn)入垃圾貯坑內(nèi)暫存，貯坑中的滲濾液進(jìn)循環(huán)水處理器內(nèi)集中處理，垃圾由自動(dòng)提升機(jī)抓取投入烘干室，烘干后的垃圾由輸送帶送至磁能碳化爐頂部的加料倉(cāng)口，物料通過(guò)加料控制器連續(xù)不斷地送入碳化爐內(nèi)，并使物料均勻?yàn)㈤_(kāi)。

生活垃圾在碳化爐內(nèi)通過(guò)干燥、熱分解（450～600℃）和氣化（600～800℃），部分可燃物質(zhì)分解為一氧化碳、氣態(tài)烴類(lèi)等可燃混合煙氣進(jìn)入二燃室燃燒；磁能碳化后的殘留物在爐中繼續(xù)進(jìn)行充分燃燒，燃燒溫度達(dá)到1100～1200℃。燃盡后的結(jié)焦?fàn)顨堅(jiān)艿綗峤鈿饣癄t底部的一次供風(fēng)冷卻，經(jīng)爐排的機(jī)械擠壓、破碎成100mm以下的塊狀物排出至爐底的水封槽內(nèi)，經(jīng)過(guò)濕式出渣系統(tǒng)排出。殘?jiān)芍苯佑糜谥拼u系統(tǒng)回收利用，生活垃圾無(wú)害化處理率能夠達(dá)到100%。

煙氣凈化系統(tǒng)采用半干式吸收塔、布袋除塵器、煙氣反應(yīng)器和等離子廢氣再處理的組合工藝。半干式吸收塔除用來(lái)控制進(jìn)入布袋除塵器的煙氣溫度外，還通過(guò)加入適量的霧化Ca（OH）₂來(lái)去除煙氣中的SO₂和HCI。在半干式吸收塔和布袋除塵器中間，還布置了煙氣反應(yīng)器裝置系統(tǒng)，以進(jìn)一步去除煙氣中的有害氣體。

經(jīng)過(guò)上述三級(jí)煙氣凈化后，為達(dá)到更高的尾氣排放指標(biāo)，去除垃圾干燥產(chǎn)生的揮發(fā)性有機(jī)化合物等氣體污染物，在布袋除塵器之后配置等離子廢氣再處理系統(tǒng)，進(jìn)一步去除煙氣中殘留的二噁英、重金屬、臭氣等有害因子。該系統(tǒng)的臭氣去除效率達(dá)到90%以上，二嗯英的排放低于0.1NgTEQ/Nm³，可保證煙氣達(dá)標(biāo)排放。

3.2 磁能碳化技術(shù)試點(diǎn)效果分析

為了徹底、有效地改善四縣一市各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾處理現(xiàn)狀，在按照“村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、縣市處理”的基本技術(shù)路線基礎(chǔ)上，考慮到邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)較高的運(yùn)輸成本會(huì)給鄉(xiāng)鎮(zhèn)帶來(lái)不小的壓力，需要探索出一條適合巢湖地區(qū)邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾處理的新方法和模式，為穩(wěn)妥起見(jiàn)確定先行試點(diǎn)。

根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模大小和配套設(shè)施等基本情況，選取了肥西縣銘傳鄉(xiāng)作為村運(yùn)鎮(zhèn)集中無(wú)害化處理模式的試點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)距離就近的肥西縣垃圾填埋場(chǎng)的距離是54km，通過(guò)建成后的運(yùn)行，并總結(jié)優(yōu)化，為其他適合這種模式的鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活垃圾處理起到指導(dǎo)、示范作用。

肥西縣銘傳鄉(xiāng)磁能碳化廠設(shè)計(jì)處理規(guī)模為5t/d，現(xiàn)已建設(shè)完成。項(xiàng)目點(diǎn)火試運(yùn)行至今，處理系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，各項(xiàng)污染物指標(biāo)均能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，特別是二噁英類(lèi)總量等部分關(guān)鍵指標(biāo)（0.0026ngTEQ/Nm³），遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（0.1ngTEQ/Nm³），具有很強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和環(huán)境優(yōu)勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)各種相對(duì)成熟的生活垃圾處理方式對(duì)比分析，結(jié)合在肥西縣銘傳鄉(xiāng)的試點(diǎn)效果，磁能碳化技術(shù)滿足處理量、排放標(biāo)準(zhǔn)等各項(xiàng)要求，可在環(huán)巢湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)推廣磁能碳化廠項(xiàng)目，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)巢湖地區(qū)各偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活垃圾無(wú)害化處理，改善鄉(xiāng)鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生狀況。