深圳市廚余垃圾分離對(duì)生活垃圾焚燒處理經(jīng)濟(jì)效益的影響

彭曉為，李倬舸，鐘日鋼，譚玲君

（深圳市能源環(huán)保有限公司，廣東 深圳 518000）

深圳是生態(tài)環(huán)境部公布的11個(gè)“無廢城市”建設(shè)試點(diǎn)之一[1]。目前，深圳垃圾分類工作已取得顯著成效，全市生活垃圾分類回收量為8400 t/d，回收利用率達(dá)到40.5%，其中廚余垃圾回收量由2530噸/日增至5640 t/d，升幅達(dá)到123%。隨著垃圾分類工作的深入推進(jìn)，廚余垃圾分離率的提高造成了末端生活垃圾焚燒處理量減少，給末端垃圾焚燒設(shè)施的經(jīng)營造成一定影響。與此同時(shí)，廚余垃圾分離有效提高了垃圾焚燒熱值，有助于噸垃圾焚燒發(fā)電量增加。因此，在不對(duì)當(dāng)前垃圾焚燒處理設(shè)施營業(yè)收入造成影響的前提下，廚余垃圾分離率應(yīng)當(dāng)達(dá)到多大比例需要進(jìn)行深入論證。

1.廚余垃圾分離對(duì)垃圾焚燒量及噸發(fā)電量的影響

在廚余垃圾分離效果逐步擴(kuò)大的情況下，會(huì)對(duì)垃圾焚燒產(chǎn)生兩方面直接影響：一是當(dāng)期入爐焚燒量的減少；二是垃圾低位熱值的提升，噸發(fā)電量的提高[2]。

首先測(cè)算生活垃圾中廚余垃圾的減量率，擬定生活垃圾中廚余垃圾占比為40%，廚余垃圾厭氧發(fā)酵處理后剩余20%殘?jiān)贌幚?，則：

生活垃圾中廚余垃圾的減量率=40%×（1-20%）×廚余垃圾的分離率

同時(shí)擬定每年生活垃圾量隨GDP自然增長率為6.5%，由此可得：

垃圾焚燒處理量的減量率=1-（1-生活垃圾中廚余垃圾的減量率）×（1+6.5%）

由圖1可知，當(dāng)廚余垃圾分離率達(dá)19%時(shí)，垃圾分類帶來的焚燒處理量的減少將被垃圾量的自然增長所抵消；當(dāng)實(shí)現(xiàn)100%廚余垃圾分離率時(shí)，焚燒處理量的減量率為27.58%。

圖1 廚余垃圾分離率對(duì)垃圾焚燒處理量的影響

在垃圾焚燒噸發(fā)電量方面，生活垃圾中廚余垃圾的減量率每增加1%，垃圾焚燒噸發(fā)電量可提升0.95-1.27 kWh，取平均值1.11 kWh。發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)為0.65元/kWh。當(dāng)廚余垃圾分離率達(dá)50%時(shí)，垃圾焚燒噸發(fā)電量提升約17.76 kWh，噸垃圾上網(wǎng)發(fā)電收入提升9.81元；當(dāng)廚余垃圾分離率達(dá)到100%時(shí)，垃圾焚燒噸發(fā)電量提升約35.52 kWh，噸垃圾上網(wǎng)發(fā)電收入提升19.62元。

表1 廚余垃圾分離對(duì)垃圾焚燒處理量及噸垃圾上網(wǎng)發(fā)電收入的影響

2 .廚余垃圾分離對(duì)垃圾焚燒電廠營業(yè)收入的影響

垃圾焚燒電廠的營業(yè)收入包括上網(wǎng)發(fā)電收入及垃圾處理費(fèi)補(bǔ)貼收入。測(cè)算項(xiàng)目擬定原產(chǎn)能為1000 t/d，原噸垃圾上網(wǎng)電量約360 kWh。根據(jù)電價(jià)補(bǔ)貼政策，噸垃圾上網(wǎng)發(fā)電量在280 kWh以內(nèi)時(shí)，上網(wǎng)電價(jià)為0.65元 /kWh；噸垃圾上網(wǎng)發(fā)電量超過280 kWh部分，上網(wǎng)電價(jià)為0.45元 /kWh。垃圾處理費(fèi)取228元/噸。

廚余垃圾的分離率設(shè)為m，則生活垃圾中廚余垃圾的減量率為0.32 m，垃圾焚燒處理量的減量率為1-1.065×（1-0.32m），噸垃圾焚燒發(fā)電量的提升為35.52 m。

垃圾焚燒電廠原年度營業(yè)收入為：

廚余垃圾分離后垃圾焚燒電廠年度營業(yè)收入為：

進(jìn)一步地，廚余垃圾分離后垃圾焚燒電廠營業(yè)收入變化率V：

從圖2可以看出，m=20%是廚余垃圾分離對(duì)垃圾焚燒發(fā)電廠營收影響的正負(fù)分界點(diǎn)。

圖2 不同廚余垃圾分離率對(duì)垃圾焚燒電廠營業(yè)收入的影響

m＜20%時(shí)，廚余垃圾分離帶來的垃圾焚燒熱值提升及垃圾焚燒量的自然增長對(duì)營收的正影響超過廚余垃圾入爐焚燒量減少對(duì)營收的負(fù)影響，整體營收呈現(xiàn)不超過7%的增長；

m＞20%時(shí)，廚余垃圾入爐焚燒量的減少對(duì)營收的負(fù)影響超過垃圾焚燒熱值提升及垃圾焚燒量的自然增長對(duì)營收的正面影響。其中m=50%時(shí)，垃圾焚燒處理量的減量率為10.54%，整體營收出現(xiàn)9%負(fù)增長；m=100%時(shí)，垃圾焚燒處理量的減量率為27.58%，整體營收出現(xiàn)25%負(fù)增長。

3.廚余垃圾厭氧發(fā)酵與混合焚燒對(duì)比

下面針對(duì)廚余垃圾厭氧發(fā)酵和混合焚燒的兩種方式，從投資運(yùn)營和處理效果進(jìn)行比較分析。

表2 廚余垃圾厭氧發(fā)酵和混合焚燒的綜合對(duì)比

當(dāng)前廚余垃圾處理主要采用厭氧發(fā)酵技術(shù)，占比約80%。但是厭氧發(fā)酵工藝占地面積大、投資成本高、臭氣防治難[3]。針對(duì)深圳的現(xiàn)實(shí)條件，應(yīng)根據(jù)深圳實(shí)際情況嘗試廚余垃圾厭氧發(fā)酵及三相分離協(xié)同焚燒等多種處理方式相結(jié)合，取得環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)綜合效益最大化。

4.垃圾焚燒處理應(yīng)對(duì)垃圾分類的對(duì)策建議

針對(duì)廚余垃圾分離對(duì)生活垃圾焚燒處理所帶來的入爐垃圾量減少、垃圾熱值提升以及滲濾液產(chǎn)生量減少等影響，從已建焚燒處理設(shè)施和新建焚燒處理設(shè)施兩方面，提出相關(guān)對(duì)策建議。

已建焚燒處理設(shè)施：增加焚燒爐熱容量以適應(yīng)垃圾熱值的提升，或?qū)⑶昂蠊凹皞?cè)墻改為水冷壁；增加余熱鍋爐的受熱面，強(qiáng)化二三通道清灰能力；更換大功率汽輪機(jī)或采用外部供熱；調(diào)整燃燒配風(fēng)系統(tǒng)，通過分級(jí)配風(fēng)降低干燥段和燃燒段的空氣溫度；通過爐內(nèi)噴滲濾液或噴水以降低爐溫。

新建焚燒處理設(shè)施：采用適應(yīng)高熱值垃圾的焚燒技術(shù)；采用強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷爐排方式；重新核定滲濾液處理設(shè)施規(guī)模；充分考慮需要協(xié)同處理的其他種類固廢的特性和數(shù)量。

5.結(jié)語

為保障垃圾焚燒電廠營業(yè)收入不受垃圾分類影響，廚余垃圾分離率需不超過20%。同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)垃圾分類導(dǎo)致垃圾焚燒熱值提升，需要考慮增加焚燒爐的熱容量，增加余熱鍋爐受熱面，調(diào)整配風(fēng)溫度，采用強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷爐排等措施。