深圳市生活垃圾分類對垃圾焚燒影響的研究

吳　　浩，王艷宜，吳燕琦，李倬舸

（深圳市能源環(huán)保有限公司深圳固廢處理工程實驗室，廣東　　深圳　518052）

深圳市生活垃圾分類對垃圾焚燒影響的研究

吳浩，王艷宜，吳燕琦，李倬舸

（深圳市能源環(huán)保有限公司深圳固廢處理工程實驗室，廣東深圳518052）

分析了深圳市生活垃圾的熱值、成分以及元素組成和變化趨勢，得出入垃圾焚燒廠垃圾已經(jīng)過分類，熱值滿足焚燒的條件；通過分類有利于垃圾焚燒廠發(fā)電效益的提高、長周期穩(wěn)定運行以及環(huán)保處理壓力的減輕。深圳市垃圾分類和垃圾焚燒是垃圾處理鏈的2個必不可少的環(huán)節(jié)。

生活垃圾；垃圾分類；垃圾焚燒

1　　深圳市生活垃圾收運和處理現(xiàn)狀

1.1垃圾清運量和無害化處理量

如表1所示，2007年以來，深圳生活垃圾清運量和無害化處理量均在上漲，2014年無害化處理率為100%，無害化處理方式為填埋和焚燒。深圳目前的139家再生資源回收企業(yè)分布在全市的57個街道，進行回收后的資源利用工作。環(huán)節(jié)③即針對餐飲餐廚垃圾的分類減量工作，預(yù)計未來幾年能達到處理量約2 000 t/d的水平。由于存在垃圾分類后管理的不完善，常存在可回收垃圾和不可回收垃圾混合，重新進入垃圾中轉(zhuǎn)站進行焚燒或填埋，如圖中⑦和⑧。

表1　2007—2014年深圳市垃圾清運和無害化處理量

圖1　　深圳生活垃圾收運處理模式

1.2垃圾分類

如圖1所示，在深圳，居民、街道以及機團垃圾中的可回收垃圾經(jīng)過“居民、拾荒者、環(huán)衛(wèi)工人”等進行回收，如環(huán)節(jié)①。根據(jù)ICO調(diào)研，保守估計深圳有20多萬的拾荒者從事回收，如環(huán)節(jié)④。

深圳目前將生活垃圾分為4類：可回收物（包括塑料類、廢紙類、金屬類、織物類、電子廢棄物和其他）、餐廚（廚余）垃圾（包括剩菜剩飯、幫菜幫葉、瓜果皮核、廢棄食物、廢棄食用油脂和其他）、有害垃圾（包括廢舊燈管、廢舊電池、水銀溫度計、過期藥品和其他）和其他垃圾（廢棄食品袋（盒）、廢棄紙巾、廢棄瓶罐、灰土、煙頭、寵物糞便和其他）。

根據(jù)產(chǎn)生垃圾的區(qū)域，深圳要求垃圾進行分類，如表2所示。

表2　　深圳市不同區(qū)域垃圾分類類型

深圳市通過分類減少約5.0×105t生活垃圾，占生活垃圾清運總量的10%，分類資源化利用后的剩余垃圾進行焚燒和填埋，如表3所示。

2　　深圳垃圾分類對垃圾焚燒的影響

2.1對滿足垃圾焚燒條件的影響

《生活垃圾焚燒處理工程項目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》 （建標(biāo)142—2010）中提出，進入垃圾焚燒爐的垃圾低位熱值不宜低于5 000 kJ/kg。

根據(jù)吳學(xué)龍等的研究［1］，2011年深圳市6個垃圾填埋場的熱值均值為6 230.87 kJ/kg。因入焚燒廠的垃圾通常需在焚燒廠垃圾池內(nèi)堆垛發(fā)酵若干天，因而入爐垃圾熱值還有一定程度的提高，提高約800 kJ/kg［2］。

筆者單位2014年第1季度對深圳垃圾轉(zhuǎn)運站垃圾填理場、焚燒廠（入爐垃圾）的垃圾進行了熱值分析，結(jié)果如表5～7所示。

表3　2013年深圳市垃圾分類和資源化情況

表5　2014年第1季度深圳轉(zhuǎn)運站的垃圾低位熱值

若計入工業(yè)垃圾、餐廚垃圾在內(nèi)，2013年深圳市市政垃圾總量為7.99×106t，深圳垃圾資源化利用總量為2.77×106t，資源化利用率為34.7%。

1.3垃圾處理現(xiàn)狀

2013年，深圳市垃圾焚燒處理量為6 996 t/d；衛(wèi)生填埋量為7 062 t/d；準(zhǔn)衛(wèi)生填埋量為235 t/d。已建成垃圾發(fā)電廠6座（如表4所示）。除羅湖、福田外，各區(qū)均有垃圾焚燒設(shè)施分布。

表6　2014年第1季度深圳垃圾填埋場的垃圾低位熱值

表4　　深圳市已建成的垃圾焚燒發(fā)電廠

表7　2014年第1季度深圳垃圾焚燒廠入爐垃圾的低位熱值

根據(jù)表3～4可知：2013年，不計工業(yè)垃圾、餐廚垃圾處理量，深圳市生活垃圾焚燒比例約為48.94%；若計工業(yè)垃圾、餐廚垃圾處理量，則深圳市生活垃圾焚燒比例為31.91%。

從表5～7可以得出，垃圾低位熱值排序：轉(zhuǎn)運站垃圾＜填埋場垃圾＜垃圾焚燒廠入爐垃圾。

深圳市入轉(zhuǎn)運站前的垃圾均進行了不同程度的分類，如圖1環(huán)節(jié)①④⑤所示。而經(jīng)過分類的垃圾，在垃圾轉(zhuǎn)運站和焚燒廠的兩級預(yù)處理下，入爐垃圾的低位熱值均值達到了8 000 kJ/kg以上，已經(jīng)遠遠滿足垃圾焚燒低位熱值的基本要求。

2.2對垃圾焚燒發(fā)電效益的影響

根據(jù)國家發(fā)改委《關(guān)于進一步完善垃圾焚燒發(fā)電電價政策的通知》的規(guī)定，噸垃圾按280 kWh上網(wǎng)電量進行折舊。根據(jù)黃昌付等的研究［3］，深圳2010年垃圾低位熱值為6 462 kJ/kg。餐廚垃圾占比44.10%。根據(jù)吳宏杰對杭州市生活垃圾分類前后熱值的分析［4］，分類前，垃圾含水率約55%，平均低位熱值為5 020 kJ/kg；分類3 a后，垃圾含水率下降20%以上，焚燒垃圾低位熱值提高將近1倍。

根據(jù)《2012年深圳市生活垃圾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析》，深圳生活垃圾中餐廚垃圾占47%，按照2013年深圳市垃圾日清運量14 292 t/d推算，全市餐廚垃圾約有6700t/d。而目前深圳市正在建設(shè)的餐廚垃圾設(shè)施總處理能力［5］為2 200 t/d。因此，餐廚垃圾處理設(shè)施缺口巨大。大部分餐廚垃圾還是進入到深圳的垃圾焚燒廠和填埋場進行無害化處理。在此前提下，假設(shè)2 200 t/d餐廚垃圾全部進行專門的回收處理，那么餐廚垃圾回收率將達到32.8%，剩余垃圾低位熱值提高約11%。垃圾發(fā)電量提高約30～40 kWh/t。

按照筆者單位的研究，如表8所示，到2014年，深圳入垃圾焚燒廠的垃圾中餐廚含量達到30.7%，相比2010年降低了13.4%；含水率均值為55.4%，與2010年相比無明顯變化；低位熱值提高到7 144 kJ/kg，提升了約14.7%，基本和黃昌付的實驗結(jié)論相符。

表8　　深圳生活垃圾餐廚垃圾含量、含水率和垃圾熱值

因此，繼續(xù)加強對餐廚垃圾分類并進行資源化處理，對提高垃圾熱值有利，對深圳的垃圾發(fā)電效率整體提升有利。

2.3對垃圾焚燒廠長周期穩(wěn)定運行的影響

深圳市的垃圾組分歷史數(shù)據(jù)如表9所示。

表9　1998—2011年深圳市垃圾組分?jǐn)?shù)據(jù)　%

從表9可以看出，2011年深圳市生活垃圾中除餐廚垃圾（占42.37%）外，其次主要組分為橡塑和紙類，占16.28%和16.31%。深圳市生活垃圾中總餐廚垃圾含量變化趨勢為緩慢降低至趨于穩(wěn)定，可回收物（紙類和塑料）含量增長較為迅速。按照筆者單位的研究，如表10所示，2014年，深圳地區(qū)進入垃圾焚燒廠的塑料成分含量均值達到26.4%，相比2011年增長62.2%，相比1998年年均增長1.31%。

表10　1998—2014年深圳市垃圾中塑料含量

根據(jù)筆者研究，2010年深圳生活垃圾中C、H、O、N、S、P、Cl的干基含量均值為35.97%、 4.63%、24.31%、0.33%、0.23%、1.18%、0.31%。2014年 C、H、N、S、O、Cl均值為 48.33%、6.99%、1.86%、0.23%、32.81%、1.01%，Cl含量是2010年的3.3倍，N含量為2010年的5.6倍，S含量基本不變。N和Cl含量比例均呈現(xiàn)不同程度的增長。

通過回收垃圾中的橡塑、電子廢棄物等，使之不進入垃圾焚燒過程中，可減少焚燒垃圾中氯、硫等易產(chǎn)生酸性氣體的物質(zhì)。由于垃圾中含鹽分、塑料成分較高，焚燒會產(chǎn)生HCl、SOx、NOx等酸性氣體腐蝕焚燒余熱鍋爐換熱管件、部件。持續(xù)不斷腐蝕的結(jié)果使換熱管件產(chǎn)生減薄甚至爆管，從而增加檢修換管、換部件的次數(shù)，進而導(dǎo)致長周期穩(wěn)定運行的時間間隔縮短。

深圳生活垃圾已通過拾荒人員分揀回收，剩余垃圾中橡塑、紙類等和濕垃圾混合，再通過分類回收進行資源化，成本遠高于垃圾焚燒，故最終要達到減弱影響垃圾焚燒長期穩(wěn)定運行因素的目標(biāo)，需從居民、企業(yè)源頭開始減少橡塑使用，增大資源回收企業(yè)橡塑垃圾資源化利用的程度。

2.4對垃圾焚燒的環(huán)保處理的影響

通過分類回收可回收物，有利于減少塑料、餐廚和塑料中的氯源，阻止二惡英前體物的合成和減少酸性氣體的產(chǎn)生量；有利于減少焚燒垃圾中重金屬的來源。因此，通過分類能減輕垃圾焚燒廠的環(huán)保處理壓力。

3　　結(jié)論和建議

深圳入垃圾焚燒廠的垃圾已經(jīng)過不同程度的分類，且熱值滿足焚燒的條件；通過進一步分類，可使垃圾熱值得到進一步提高，從而增加垃圾焚燒廠的發(fā)電效益；也可促進垃圾焚燒廠的長周期穩(wěn)定運行；還可減輕垃圾焚燒的環(huán)保處理壓力。

因此，深圳垃圾分類和垃圾焚燒不是替代和對立的關(guān)系，而是處于垃圾處理鏈的2個環(huán)節(jié)。垃圾分類屬于前端環(huán)節(jié)，而垃圾焚燒屬于末端環(huán)節(jié)，2個環(huán)節(jié)都必不可少，僅通過分類還不能從根本上解決深圳垃圾無害化處理問題，而是需要兩者的共同努力。

［1］ 吳學(xué)龍，羅向東，姜建生.深圳市生活垃圾清運處理現(xiàn)狀分析［R/OL］.［2013-09-10］.http：//www.cn-hw.net/html/32/201309/ 42113.html.

［2］ 盧忠.垃圾焚燒發(fā)電廠垃圾熱值與鍋爐效率的影響分析［J］.華東電力，2011，39（7）：1186-1187.

［3］ 黃昌付.深圳市生活垃圾理化組分的統(tǒng)計學(xué)研究［D］.武漢：華中科技大學(xué)，2012.

［4］ 吳宏杰.生活垃圾分類與垃圾焚燒關(guān)系研究［J］.城市管理與科技，2014（4）：36-38.

［5］ 黃志斌.深圳市垃圾減量分類現(xiàn)狀及對策研究［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2014，22（4）：65-66.

The Impact of Domestic Waste Sorting on Waste Incineration in Shenzhen

Wu Hao，Wang Yanyi，Wu Yanqi，Li Zhuoge
（Shenzhen Solid Waste Treatment Engineering Laboratory，Shenzhen Energy Environment Engineering Co.Ltd.，Shenzhen Guangdong518052）

The characteristicsof domestic waste in Shenzhen were analyzed，including calorific value，ingredients，elements，changingtrend.Resultsshowed that thewastein incineratorhad been sorted and calorificvalue matched the requirementsof waste incineration.Waste sortingcan improve the efficiencyofelectric generation，ensure stable operation in along period and reducethestressofenvironmentalprotection.Sortingand incineration arethetwo necessarypartsofwastetreatment in Shenzhen.

domestic waste；waste sorting；waste incineration

X799.3

B

1005-8206（2016）01-0040-04

吳浩（1986—），工程師，主要從事垃圾焚燒處理技術(shù)研究。

2015-05-13