生活垃圾无害化我国陈腐垃圾无害化、资源化处理.doc

我国城乡陈腐垃圾无害化、资源化处理的研究实 施 方 案方案拟订：我国城乡陈腐垃圾无害化、资源化处理的研究课题组拟订日期：2008年11月项目发起单位：陕西富安生物科技有限公司国务院发展研究中心环境与资源研究所合作研究单位：北京环境卫生工程集团有限公司北京大学上海同济大学西安交通大学西北农林科技大学陕西海浪生物研究所宝鸡市锅炉设备有限公司目 录一、 项目背景与必要性1、 我国生活垃圾处理现状2、 我国生活垃圾的主要特性二、 课题研究的必要性三、 主要研究内容1、 生活垃圾的无害化处理研究2、 陈腐垃圾的综合处理研究四、 课题组参与相关单位基本情况1、 国务院发展研究中心环境与资源研究所2、 陕西富安生物科技有限公司3、 北京大学4、 上海同济大学5、 西安交通大学6、 西北农林科技大学7、 北京环境卫生工程集团有限公司8、 陕西海浪生物研究所9、 宝鸡市海浪锅炉设备有限公司五、各研究单位的主要研究方向及内容六、其他一、项目背景与必要性有人类活动的地方就会有垃圾存在。随着国民经济发展,人们生活水平的提高，以及我国城市化进程的加快，生活垃圾的种类在不断增加，总量呈指数级上升。据统计报道：现今我国城镇垃圾人均日产量为1.21.4kg；人均年产量为440500kg。如果以39%的城市化人口测算，当前，我国城市垃圾的年产生量已超过2.2亿吨，如果加上历年来堆存在城市周边尚未处理的60多亿吨陈腐垃圾，在我国现有的688座大、中城市中，已有200多座处于垃圾山的包围之中。而且这些垃圾的产生量还在以6%8%的速度在逐年增加，如果不作及时有效的处理，任意堆放，天长日久，势必会对人类赖以生存的环境和社会经济的发展带来难以估计的重大影响，因此采取什么方法和技术及时有效地处理好城市垃圾，是所有城市管理者和广大市民极为关注和亟待解决的重大环保问题之一。也是我们从事环保工作研究者、环保产业经营者义不容辞的责任。1、我国生活垃圾处理现状（1）城市垃圾处理方法的综合利用包括以下几个方面的内容：卫生填埋简单易行，但无害化、资源化、减量化程度低，占用大量土地，浪费资源，渗滤液处理有难度。 焚烧无害化、资源化、减量化程度较高，但焚烧废气有害物排放严重。 堆肥无害化、资源化、减量化程度高，但堆肥质量低，效益差。 资源化综合处理无害化、资源化、减量化程度高，但需要从源头做起，政府从政策、价格机制及资金资助等方面要与之配套，推广需时间，有难度。目前，我国采用的垃圾处理技术，没有一种方法能够独立地实现垃圾资源化、无害化、减量化的总目标。随着我国社会进步，人们生活水平提高，产生的垃圾成分也愈发复杂，有机物、人工合成材料增多。这种现状要求垃圾处理技术，应由单一销毁方法向多种方法相互配合、共同处理的综合利用方面转变。只有这样，才能实现垃圾的变废为宝，为社会提供可利用资源。（2）我国在城市生活垃圾处理技术上存在的一些误区： 填埋处理比例过大，难以满足可持续发展和循环经济的要求。目前垃圾填埋处理的比例超过85%，问题也最突出。一是消耗大量土地资源，不少城市很难找到新的填埋场；二是产生大量渗沥液，大部分垃圾场存在渗沥液污染问题；三是填埋气体污染大气，并存在爆炸的安全隐患，目前能够对填埋气体进行资源化利用的填埋场不足3%；四是大部分可回收资源一埋了之，不能再生利用。 焚烧处理发展过猛，许多项目存在隐患和风险。我国垃圾焚烧技术近年来得快速发展，目前已有约50座生活垃圾焚烧厂投入运行，近百个垃圾焚烧项目正在规范建设中，垃圾焚烧发电在垃圾减量化和热能利用方面有一定优势，但是必须冷静分析一些问题：一是投资和运行成本高，日处理1000吨垃圾工程投资4亿6亿元，平均每吨垃圾处理成本超过150元；二是依赖于较高的上网电价，为追逐发电收益，一些企业过量加煤，实际演变成“小火电”项目；三是焚烧产生的飞灰未作妥善处置。飞灰由于含有超量有毒有害物质，应按危险废物处理，处置成本高达1500元/吨左右，这一费用大部分被忽视。此外，垃圾焚烧产生的二恶英污染问题依然是社会各界关注的焦点。我国生活垃圾的发热量低，约为发达国家的1/3，并不适合焚烧。垃圾加煤焚烧是无奈之举，煤的利用效率约为常规锅炉燃煤的1/2，在技术经济方面是否合理有待进一步研究。国内生物堆肥技术良莠不齐，利用生活垃圾堆肥在我国有较长时期，但效果好。突出问题主要是垃圾分选效率低、生产的肥料中重金属超标、杂质过多，造成肥料质量差，没有市场销路。2、 我国生活垃圾的主要特点第一，生活垃圾含水高。第二，我国生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例大。第三，我国生活垃圾依然以混合收集为主，尽管近年来大力推行生活垃圾分类收集，但收效甚微。随着我国经济实力和技术储备的增强，各种生活垃圾处理处置技术在我国得到了不同程度、不同范围的研究的应用，很多经济发达地区已经建立了现代化填埋场、机械化堆肥厂和焚烧厂等多种处理设施。但对于某一地区来说，不同处理设施往往处理同样的混合生活垃圾。由于每种生活垃圾处理技术均具有各自的优势和局限性，从技术本身、经济性和环境影响角度分析，均只适宜处理生活垃圾中的某些成分，因此这种单一处理模式，不仅难以满足数量日益增长、成分日益复杂的生活垃圾无害化、减量化、资源化的处理要求，而且使得生活垃圾处理设施运行效果差，前处理和二次污染控制技术复杂，处理费用高。为了解决这种单一处理方式的不足，生活垃圾需要采取综合处理方式。所谓综合处理，就是将多种生活垃圾处理处置技术以适当的方式有机地结合在一起，形成完整的处理系统，每种处理技术或设施仅处理适宜的生活垃圾成分，从而改善生活垃圾处理的效果，降低生活垃圾处理的费用，在生活垃圾无害化的基础上，实现生活垃圾的资源化。由于生活垃圾成分复杂，又受到经济水平、自然条件及传统习惯等因素的制约，因而各国对生活垃圾的处理一般是随国情而异，往往一个国家的不同地区也采取不同的处理方法，难有统一的模式。总之，根据国内城市垃圾的现状，要进一步认识我国生活垃圾的特性和产生的影响，充分体现“减量化、资源化、无害化”原则。采取综合处理技术路线，加强针对性研究和实践，借鉴或引进国外的先进技术和设备，有针对性地研究探索我国垃圾处理的科学方法。开发适合国情的技术工艺路线，达到垃圾处理和陈腐垃圾综合利用彻底的无害化、资源化。我国是一个发展中国家，应重点发展城市生活垃圾的综合资源化利用，对生物技术处理有机垃圾堆肥生产工艺及沼气技术应予足够重视，在持续增加垃圾消化能力、减少填埋量的同时，使垃圾成为再生能源。实践表明，由于焚烧成本较高，发展中国家一般都难以维持正常生产。我们应积极引进发达国家先进的综合利用技术，在此基础上再开发适合中国国情的实用技术，真正实现经济可持续发展的目标。3、课题研究的意义垃圾恶臭严重危害人类健康，并产生二次污染，特别是在垃圾处理过程中，因其产生量大、持续时间长、影响范围广等特点，近年来已引起人们的广泛关注。垃圾恶臭扰民的事件率有发生。恶化了人们的生活环境，影响了政府形象。建设生活垃圾除臭与陈腐垃圾综合处理研究中心，开展微生物垃圾除臭的研究和陈腐垃圾综合处理研究，是历史赋予我们的艰巨使命，也是建设环保节能型社会的要求。陈腐垃圾综合处理具有减少不可再生自然资源消耗、缓解资源与发展的供需矛盾，又可减少环境污染，改善质量，维护生态平衡，提高经济增长的质量和效益。陈腐垃圾综合处理具有明显的社会效益、环境效益及长远效应，陈腐垃圾综合处理应看成是可持续发展的重要步骤之一。只有走可持续发展道路，才能使人类经济生活索取资源的速度小于资源本身及替代品的再生速度，并使身环境排放的废弃物能被环境自净，从而根本解决环境问题，实现人口、资源、环境与经济的协调发展，真正实现建设环境友好型社会的战略目标。二、课题组的发起与参与单位本研究项目由陕西富安生物科技有限公司、国务院发展研究中心环境与资源研究所发起；参加合作研究的单位有：北京环境卫生工程集团有限公司、北京大学、上海同济大学、西安交通大学、西北农林科技大学、陕西海浪生物研究所、宝鸡市锅炉设备有限公司。1、课题组参与单位基本情况（1）陕西富安生物科技有限公司陕西富安生物科技有限公司成立于2005年，是一家集生物环保除臭产品研发、生产和销售为一体的高新技术企业，建有国内最大的、最先进的全自动控制微生物除臭剂生产线，年生产能力为“万洁芬”微生物除臭剂5000吨。企业主要研发、生产和经营环保产品、生物制品、生化只要、抗生素等。系陕西省高新技术企业，ISO2000认证企业。（2）国务院发展研究中心环境与资源研究所国务院发展研究中心环境与资源研究所是直属国务院的环境与资源政策研究和咨询机构。主要研究国民经济、社会发展过程中的环境保护和资源利用中的全局性、综合性、战略性、长期性问题，为党中央、国务院提供政策建议和咨询意见。研究所拥有著名的经济学家和高素质的专家队伍，取得了一系列创新性研究成果，为党中央、国务院制定国家中长期发展规划、环保节能和区域发展政策提出建议；接受委托参与或组织对有关部门和地区对环保节能规划、成果及存在的问题进行研究和论证，提出意见和建议。（3）北京大学北京大学创办于1898年，是中国第一所国立综合性大学。近年来，在“211工程”和“985工程”的支持下，北京大学进入了一个新的历史发展阶段，在学科建设、人才培养。师资队伍建设、教学科研等各方面都取得了显著的成绩，为将北大建设成为世界一流大学奠定了坚实的基础。北京大学已经成为国家培养高素质、创造性人才的摇篮、科学研究的前沿和只是创新的重要基地和国际交流的重要桥梁和窗口。（4）同济大学 同济大学创建于1907年，是教育部直属重点大学，现有建筑与城市规划、环境科学与工程等学院，目前学校共有82个本科专业、218个硕士点。8个硕士专业学位授权点，博士授权店94个，16个博士后流动站，学校有国家级和省部级重点实验室和工程研究中心22个。几年来同济大学以国家科技发展战略和地区经济重点需求为指针，促进传统学科高新化、新兴学科强势化、学科交叉集约化。与产业链紧密结合，形成优势学科和相对弱势学科互融共进的学科链和学科群。构建综合性大学的学科体系。在为国家经济建设和社会发展做贡献的过程中，提升学校的学术地位和社会声誉。 （5）西安交通大学 西安交通大学是国家教育部直属重点大学，并被列为全国重点大学,是一所具有理工特色，涵盖理、工、医、经济、管理、文、法、哲、教育等 9个学科门类的综合性研究型大学。建校110余年来，经过几代人的辛勤耕耘，形成了兴学强国、艰苦创业、崇德尚实、严谨治学的优良传统和爱国爱校、饮水思源的品格，坚持“起点高、基础厚、要求严、重实践”的办学特色，不断开拓创新，精勤育人。学校积极推进基于通识教育、科研能力和创新能力培养的“2+4+X”研究型大学人才培养新模式，实现从知识传授型向探索研究型教育的转变。在产学研合作方面，注重解决行业关键性技术问题，在创新合作模式方面进行有益的探索，相继成立陕西工业技术研究院、西安交大东汽研究院等合作机构，发挥科技对社会经济发展的支撑作用。西安交通大学不断适应国际高等教育改革发展的新形势，逐步搭建起适应国际潮流的高等人才培养基本构架，建立起现代化的科学决策体系、执行体系和监督体系，使学校的管理模式和国际接轨，奠定了建设世界知名高水平大学的坚实基础。 （6）西北农林科技大学 西北农林科技大学是教育部直属全国重点大学，创办于1934年，校址在中国农耕文明的发祥地陕西杨陵，是国家“985工程”和“211工程”重点建设高校之一，也是全国设有研究学院的56所高校之一。学校现设19和学院（系）64个本科专业，7个国家级重点学科，25个部省级重点学科；有一个国家重点实验室，15个省部级重点实验室，拥有11个博士后流动站，11个博士后授权一级学科、71个博士点、18个硕士学位授权一级学科和105个硕士点。与全国50多个县市地方政府、企业建立了科技合作关系，建立科技示范基地47个等等。为教学、科研和国际合作与交流提供了强有力的保障。 （7）北京环境卫生工程集团有限公司 北京环境卫生工程集团有限公司（简称北京环卫集团）成立于2006年4月28日，注册资本9亿元，是首都环卫规模最大、综合实力最强的国有独资公司。北京环卫集团主要承担首都市区和部分郊区的生活废弃物收集、运输、无害化处理，道路机械清扫、冲刷、喷雾压尘、冬季除雪、清除非法小广告以及首都重大活动环卫保障任务。年处理垃圾220多万吨，粪便80多万吨，同时还从事环卫装备制造、车辆维修等多项相关产业和服务项目。 （8）陕西海浪生物研究所 陕西海浪生物研究所成立于2002年，主要从事生物农药，生物制品、植物病毒病的防治等方面的研究，并与南京军事医学院研究所、西北农林科技大学、西安交通大学等科研单位（院校）建立了紧密的合作关系，自主研发的植物病毒抑制防治剂病毒必克、农用抗菌素瑞拉霉素、微生物除臭剂万洁芬等新产品，产品多次获国内外多项大奖，并获得国家科技创新基金、国家重点新产品计划的大力资助。 海浪生物研究所现有固定研究人员12人，教授3人，博士2人，高级工程师3人，研究生4人，外聘客座研究人员7人，分布在生物工程、植保、环保节能、化工、作物栽培等相关领域。目前，研究所已具备抗生素分离提取、理化指标检测设备；生物发酵、农药中试和环保锅炉测试及相关设备，已完全具备了开展和完成相关课题的技术、设备条件。（9）宝鸡市海浪锅炉设备有限公司宝鸡市海浪锅炉设备有限公司集自主研发、生产、销售民用、工业用高效节能微排放燃煤热水锅炉为一体，成功研发并已投入市场的海浪环保节能微排放燃煤锅炉采用“高效、高温无烟化燃烧技术，超导材料多胆传热技术，热回收技术和无烟囱低温排放技术”比传统的燃烧技术有十分明显的优越性。现已开发为四大类三十多种规格型号的锅炉系列产品。三、研究的主要内容1、城乡陈腐垃圾的无害化处理研究（1）主要内容陈腐垃圾处理相关法规政策、行业优惠政策的研究；陈腐垃圾中有害成分、有害微生物的分类研究处理方式的优化与选择。垃圾微生物除臭剂、除臭工艺、除臭设备的研究与设计；垃圾处理、分选、设备的研究与设计；焚烧设备的研究与设计；垃圾无害化处理工程的设计与施工。陈腐垃圾处理物流的优化分配。垃圾的微生物处理技术是利用微生物的降解作用，把恶臭物质分解转化成CO2、H2O、N2、硫酸盐等无害物质，特别适用于处理水溶性的、可生物降解的低浓度臭气。该法因具有脱臭效率高、装置简单、成本低廉、运行维护方便、无二次污染等特点，在填埋场的除臭应用中前景看好。微生物菌群除臭剂的研究方向是：制备固定化微生物；筛选出对生化性较差的恶臭物质具有特殊降解性能的高效广谱菌；寻找菌株的最佳组合，或存活容易、适应性强及遗传性稳定的优势菌株。如分解H2S的黄单胞菌DY44等；通过基因工程改造菌株，把许多降解性组合在一起，培育超级脱臭细菌；将除臭剂制剂化、商品化；开发出结构紧凑、投资省、能耗低、运行稳定的垃圾处理系统、装置和设备。随着我国卫生填埋场向着生态型和综合利用型的方向发展，场内的除臭问题已刻不容缓。结合填埋场的实际，生物脱臭技术，因其运行费用极低、除臭效果好、操作方便等特点，将逐渐成为场内大范围除臭的主导技术。2、陈腐垃圾的无害化、资源化综合处理研究我国城市垃圾的年产生量已经超过2.2亿吨，如果加上历年来堆存在城市周边尚未处理的60多亿吨陈腐垃圾，随着城市建设的加快，在我国现有的688座大、中城市中，已有200多做处于垃圾山包围之中。这些垃圾堆占用了大量农田，污染着空气和地下水，而且垃圾堆中的沼气随时都有可能发生爆炸，伤害人畜。其实，陈腐垃圾也是一种资源。若将现有陈腐的生活垃圾就地处理，化废为宝，即可“收复失地，还田于民”，不但可产生巨大的社会效益，还可增加新财富。据估算，若将陈腐垃圾制成建材，可弥补水泥恩资源的不足，用于填坑、铺路、做路基等。按每吨垃圾建材可替代1.5吨相关建材计算，每年可节约2.1亿吨建材；若按每吨建材需耗用2平方米土地计算，每年可保护土地4.2亿平方米。因此，对陈腐生活垃圾堆场进行“减量化、再利用、资源化”处理研究；变废为宝，经济效益和社会效益是无可估量的。（1）主要研究内容 陈腐垃圾的无害化处理研究。使陈腐垃圾远离城市，消除恶臭、沼气自燃、爆炸等危险； 陈腐垃圾经筛选用于有机肥生产或建筑材料生产等二次利用研究； 陈腐垃圾挖掘、杀菌除臭、运输、筛选技术方案的研究；陈腐垃圾挖掘、杀菌除臭、运输、筛选设备的研究；清理出的垃圾场地面整理、绿化、重建等二次利用研究；处理后的陈腐垃圾远距离治理贫瘠农田及治理沙漠可行性、实施方案研究。（2）陈腐垃圾的常规处理工艺1.挖掘、运输利用挖掘机将垃圾填埋场的陈腐混合垃圾挖掘，运输到筛分现场堆放曝气。2.除臭、杀菌对挖掘的陈腐垃圾及渗滤液要进行及时有效的除臭、杀菌和净化处理，防止对环境造成二次污染和影响。3.预筛分通过装载机向卸料仓持续送料，料仓中的物料滑入预分选筛。预分选筛可按粒径大小将物料分选出来，粒径大的通过传送带输送到建筑材料堆放处，粒径小的通过分料板散落在进料传送带上，输送至下一道工序。 4.磁选传送带上的物料通过磁选机（包括：电磁体、波纹橡胶传送带、导料槽、金属收集器等部件），将混合垃圾中混杂的磁性金属吸附、分拣至专用收集器，实现金属资源的再利用。5.一次风选通过风选，可将比重较轻的塑料制品与土质分离，提高后续工序的分选质量。6.滚筒筛滚筒筛筛孔将粒径小于40mm的碎石和腐殖土分选到筛下，通过传送带输送到精细筛选机继续筛分。7.精细筛选滚筒筛分选出的筛下物为小粒径的碎石和腐殖土，可用于制作复合肥料，或直接用于园林绿化和防沙治沙；筛上的含土碎石，可用于生活垃圾填埋土、建筑基坑回填或其它建筑材料。8.二次风选滚筒筛分选出的粒径大于40mm物料，通过传送带进入风选仓，在物料抛落过程中，利用风机产生的风压将其中较轻质的塑料袋、塑料瓶和废橡胶、碎玻璃等物品吹入比重筛选机。其中比重最轻的塑料袋在风力作用下，直接进入比重筛末端的塑料袋收集器，并通过溜板进入液压打包机。其它比重较重的物料落到比重筛内部。 9.比重筛选比重筛选工序是将风选出的物料按比重进行细化分类。10.人工分拣将各工序分选出的物料中超大物和废电池分捡、收集。四、研究计划1、各研究单位的主要研究方向及内容（见下表）主要研究方向与内容研究单位主要研究方向及内容国务院发展研究中心环境资源研究所 城市垃圾无害化处理与陈腐垃圾综合处理政策研究。垃圾回收、综合利用政策、税收、价格机制，协调国家相关部委等相关内容的研究。北京大学陈腐垃圾的细菌分析，有害物质分析项目政策上海同济大学垃圾分类的机械设施 电子设备。西安交通大学垃圾焚烧器、热能源转换技术研究。西北农林科技大学垃圾处理过程中有害排放物、气体研究；垃圾中的有害微生物分析。北京环境卫生工程集团垃圾无害化处理与陈腐垃圾处理研究成果试验；垃圾清