城市生活垃圾现状及处理方案作业2

1、城市生活垃圾现状及处理方案引言 城市生活垃圾是指在城市日常生活及活动中产生的固体废物，主要包括居民生活垃圾、建筑垃圾和商业垃圾等，根据城市生活垃圾回收利用价值的不同，其又可分为“厨余”、“灰分”、“可回收物质成分”、“其他”等组分1。随着国民经济的发展，城市化进程的加快和人民消费水平的提高，我国城市垃圾的产量急剧增加，且增长势头不减。 我国城市生活垃圾的无害化程度较低，大量未经处理或经简单处理的生活垃圾围绕在城市四周，使城市陷入到了生活垃圾的包围之中，对城市周围的大气及水环境等均造成了严重的破坏和污染，给城市及其周边居民的身体健康带来了极大地危害。因此，安全而又合理的处理生活垃圾显得十分重要。

2、 近年来，垃圾焚烧发电技术在我国发展较快，它大大缓解了生活垃圾对城市造成的压力，但垃圾焚烧也会产生一定的问题，比如它对环境造成的二次污染，垃圾在焚烧过程不仅会产生二氧化硫、氮氧化物、烟尘等常规污染物，还会产生酸性气体(HCL、HF)、二恶英(TEQ)和重金属等有毒有害污染物质2，对环境造成严重的破坏，特别是二恶英和重金属，目前越来越受到人们的关注。 当垃圾进行焚烧处理时，其所含的重金属则会发生迁移和转化，一般富集于直径小于1 mm的灰渣颗粒中3。灰渣包含炉渣和飞灰两部分，其中，飞灰约占灰渣总量的20%左右，重金属主要富集于于飞灰中4。飞灰中的重金属如果未经处理，在环境中遇水会大量浸出，从而污染

3、土壤、水体和大气环境，对生态环境和人体健康造成严重的危害。 1. 城市生活垃圾现状 前面提到，随着生活节奏的加快，我国城市生活垃圾的产生量也在逐年增加，同时，其构成也发生了很大变化，主要表现为灰渣成分减少，有机物和可燃物增多，可利用价值增大。由于各地区经济发展不平衡，使得我国城市垃圾的构成有十分明显的区别。大城市的生活垃圾中有机物成分比中小城市要高，同一城市，不同地区的垃圾成分也有所不同，高级住宅区垃圾中可回收废物（塑料、纸类、金属、织物和玻璃）的含量明显高于普通住宅区，与发达国家城市垃圾成分相近。下面将从城市生活垃圾的产生、其产生的影响因素和其危害三个方面对城市生活垃圾做下简要介绍： 1.1

4、城市生活垃圾的产生 城市生活垃圾主要包括居民生活垃圾、城市道路清洁垃圾、单位垃圾和商业垃圾等。具体可分为以下几种： 居民生活垃圾：是指居民在生活活动中，于居住场所产生的垃圾。其产生场所主要包括家庭、干部修养所、社会福利养老院、收容院、康复中心（医院除外）、老年人公寓、残疾儿童托儿所等非盈利性社会福利活动场所。 清扫、清洁垃圾：是指城市道路、桥梁、隧道、广场、公园及其它开放性露天公共场所产生的垃圾。清扫垃圾的产生场所主要包括城市园林活动场所、公园、动植物园、各街区公共绿地及露天场所。 商业活动垃圾：是指城市中各种类型商业企业及城市中其它待业经办的商业性或专业性服务网点所产生的垃圾。商业垃圾的产生

5、场所包括各种商店、酒店、宾馆及其它从事商业经营活动的场所。 工业单位垃圾：城市中各种类型工业企业在非生产过程中产生的垃圾。 事业单位垃圾：城市中各级政府行政部门、社会团体、金融保险、科研设计、学校、外地派驻机构以及广播、电视等事业单位产生的垃圾。 公共、交通垃圾：城市公共交通、客货运输、交通场点以及邮政、通讯等行业停放交通工具、中转运输和维修管理车辆场所产生的垃圾。 1.2城市生活垃圾产生量的影响因素 城市生活垃圾的产生量与国民经济发展水平、城市人口数量、居民生活水平以及居民燃料结构等因素有关，各个因素的影响具体如下： 国民经济发展水平。国民经济发展水平的高低对城市生活垃圾产生量的影响巨大。相

6、对来说，经济越发达的地区，城市生活垃圾的总产量越大，城市居民生活中产生的包装材料、废纸、废塑料和厨余等废物也越多，但当经济发展到一定程度时，垃圾产量的增长幅度会放缓，并逐渐趋于稳定。 城市人口数量。从历史的发展可以看出，城市生活垃圾的总产生量的增长几乎与人口的增长率成正比关系，在经济水平一定的情况下，城市人口数量越多，其产生的生活垃圾的量越大，因此，城市人口数量是影响城市生活垃圾总量的主要原因。 居民生活水平。研究表明，城市生活垃圾的产生量与其居民生活水平面有一定的关系。经济发达地区，居民生活水平较高，其家具、电器等生活用品的更新加快，生活垃圾的产量也会随之增大。 居民燃料结构。居民取暖所用的

7、燃料对城市生活垃圾产量有一定影响，例如，我国北方一些地区冬季通常使用燃煤取暖，民用燃煤往往并未再生利用而成为垃圾，因此北方燃煤地区冬季的产量比北方燃气地区或南方地区要高许多。但随着经济的发展，我国大部分地区城市均采取集中供暖的方式，这有效的减少了煤渣等废物的产生。 1.3城市生活垃圾的危害 城市生活垃圾的与日俱增给我们的生活带了巨大压力，其危害不容忽视，归纳起来主要有以下四个方面： 侵占大量土地。目前，中国生活垃圾的年产生量近2亿吨，而处理垃圾主要是采用填埋法，并且是简单填埋，很少采取压实手段及更为合理的卫生填埋。全国有近三分之二的城市都处在垃圾的包围之中，垃圾围城的窘境越演越烈，近几年很多城

8、市都上演了垃圾无处可去的困境。以北京为例，随着经济发展，北京已迈入国际特大城市行列，人口激增，接踵而来的就是垃圾量的激增，这些垃圾的临时堆存，占据了大量的土地。 污染土壤。垃圾的成分复杂，里面不可避免地含有各种重金属，有毒有害有机物，由于垃圾管理的不到位，还可能出现有害的工业废弃物倒往垃圾填埋场，这些都成为污染土壤的源头。 污染水体。垃圾在堆放过程中，有许多有机物不断分解，会产生大量的酸性和碱性污染物，这些污染物通过垃圾渗滤液进入水体，影响周围的地表水，更严重的是一旦渗滤液进入地下水，将会使污染大量向外扩散，造成大面积的污染。 污染大气。一走进垃圾填埋场，就会有一股异味直冲鼻孔，有大量的沼气、

9、氨气、硫化物等污染物进入大气。填埋区域附近大量蚊蝇滋生，鼠患成灾，给不少填埋场附近的居民在生活上带来诸多不便。 2 城市生活垃圾主要处理方法 目前，国内外应用较多的城市生活垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚烧和热解技术等，具体介绍如下： 2.1填埋技术 城市生活垃圾的填埋可分简单填埋和卫生填埋两种。 简单填埋的特点是将垃圾倒入具有一定地型特征的填埋场中，此方法处理量大，方便易行，但填埋场占用大量的土地资源，垃圾渗滤液污染地下水及地表水，有害气体严重污染空气，垃圾场随时有爆炸的危险。不发达国家和发展中国家由于经济落后，大多采用简单填埋法，垃圾渗滤液会对地下和地表水造成严重的二次污染。卫生填埋又称卫

10、生土地填埋，它与简单易填埋的根本区别主要在于卫生填埋过程中采取了底、侧层防渗与废气回收处理，覆盖压实作业等措施，从而避免了采用的简易填埋方式所产生的二次污染，它的实质是对垃圾进行填埋处理，在处理过程中通过各种工程、技术、操作工艺手段防止对地下水、大气等环境因子造成影响。发达国家垃圾填埋多采用卫生填埋。我国目前的卫生填埋实际还比较少，广泛应用的仍然是简单填埋。城市生活垃圾在填埋处理过程中，填埋场的绿化工作非常重要。城市生活垃圾填埋场是可供植物生长的良好有机肥源，植物的生长既起到了固土保水、降低垃圾土容量、改善土质的作用，又提高了土壤对植物的供水、供肥能力，改善了生态环境。2.2焚烧技术 焚烧是一

11、种对城市垃圾进行高温热化学处理的技术，将垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧，在 8001000的高温条件下，垃圾中的可燃组分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，释放出热量并转化为高温的燃烧气和少量性质稳定的固定残渣。当足量够的热值时，垃圾能靠自身的能量维持自燃，而不用提供辅助燃料。垃圾燃烧产生的高温燃烧气可作为热能回收利用，性质稳定的残渣可直接填埋处置。经过焚烧处理，垃圾中的细菌、病毒能被彻底消灭，各种恶臭气体得到高温分解，烟气中的有害气体经过处理达标后排放。 垃圾焚烧作为垃圾处理资源化、减量化和无害化的有效方式，其技术源于 18 世纪末，真正意义上的大规模生活垃圾焚烧技术的发展则始于二战后。焚烧与其

12、它处理方法相比，有以下优点： 消毒彻底。生活垃圾中的细菌、病菌等病原体经焚烧处理后被彻底消灭，燃烧后产生的有害气体和烟尘经处理后能达到排放要求，无害化程度高，尤其是对可燃性致癌物质、病毒性污染物、剧毒性有机物等几乎是唯一有效的处理方法。 减容效果好。垃圾经焚烧后，一般可减容 80%90%，减重也能达到 70%以上。 有利于城市垃圾的资源化。在焚烧过程中会产生高温烟气，其热能可进行余热发电或供热。 卫生条件好，占地面积小，选址灵活，不受气候影响。焚烧厂占地面积小，可以在靠近市区的土方建厂，既可节约用地又可缩短垃圾的运输距离，对于经济发达的城市，尤为重要。 在各种生活垃圾处理方式中，焚烧处理因具有

13、占地面积小、可最大程度的实现减量化、无害化、资源化等优点，已成为垃圾处理主要手段之一。近年来，城市生活垃圾的焚烧法处理发展迅速，特别是在欧美和日本获得迅速发展，法国、德国、日本等国已将垃圾焚烧发电作为开发新能源的一种途径。目前，日本已有80%以上的垃圾采用焚烧法处理，垃圾焚烧厂达 1000 多座，瑞士，丹麦和法国的垃圾焚烧率也分别达到了 90%、78%和 50%，新加坡甚至达到 100%。目前，垃圾焚烧技术在我国发展很快，特别是在城市化进程块、经济较为发达、人均可利用土地资源少的大城市以及沿海地区。 焚烧法处理垃圾的优势明显，其不足之处是一次性投资大，日处理在 1000 吨的焚烧厂，大约需要

14、8 亿人民币左右，这对于并不富裕的中国大部分地区，还是一个难以承受的数字。还有焚烧后的二次污染也不容忽视，焚烧垃圾飞灰中含有大量的有毒有害物质，比如重金属和二恶英。 2.3堆肥技术 堆肥技术是使垃圾中的有机质在微生物的作用下进行生物化学反应，最后形成类似腐殖质土壤的物质，可作肥料或土壤改良剂5。堆肥法是一种比较古老的垃圾处置措施由于各国工业化发展程度不同，所有采用的堆肥工艺也有差异 堆肥包括好氧发酵和厌氧发酵两种方式。 厌氧堆肥的特点：处理工艺简单，成品中能较多地保存氮；堆肥周期过长，占地面积大，有臭味，卫生条件差，有些物质不易腐烂，一些病菌不宜被杀死。好氧堆肥的特点：好氧条件下，物料分解比较

15、彻底，卫生条件好，大部分病菌可杀死；堆肥周期短，效率高，处理过程一般为中温-高温-中温。 好氧堆肥方法在发展中国家受到欢迎尽管堆肥工艺技术在我国有了一定发展，好氧堆肥作为城市生活垃圾资源化无害化处理的有效途径之一，形成堆肥产品富含腐殖质和NPK 等营养元素，既是土壤改良剂，也是优质肥料6。但是在堆肥过程中普遍存在氮素损失的现象，氮素损失形式主要有氨的持续性挥发和硝态氮的反硝化，其中氨气挥发要明显大于硝态氮反硝化。氨气是一种有剧烈刺激性气味的臭气，它的挥发，不仅污染环境，而且降低堆肥产品品质和农用价值7。因此，堆肥过程中氨气的挥发规律及如何控制氨气的挥发，是堆肥研究热点。 2.4热解技术 热解是

16、物料在氧气不足的气氛中燃烧，并由此产生的热作用而引起的化学分解过程，热解技术也称为热分解技术或裂解技术。热解技术作为一种传统的工业化作业，大量用于木材、煤炭、原油、油母页岩等燃料的加工处理，但对于城市固体废物进行热解技术研究，是直到 20 世纪 60 年代才开始引起关注和重视，到了70年代初期，固体废物的热解处理才达到实际应用。固体以废物经过此种处理除可得到便于贮存和运输的燃料及化学产品外，在高温条件下所得到的炭渣还会与物料中某些无机物与金属成分构成硬而脆的惰性固态产物，使其后续的填埋处置作业可以更为安全和便利。 3 城市生活垃圾焚烧处理技术 近年来，随着国民经济的发展，焚烧法处理生活垃圾在我

17、国已经受到越来越多的重视，各大经济比较发达的城市大多都已建成了垃圾焚烧发电厂，在处理了生活垃圾的同时，产出了一定的电力能源，一些二级城市有不少也已经建设了垃圾焚烧发电厂。 目前，我国的垃圾焚烧发电行业正在逐步摆脱对国外技术的依赖，在吸收、消化了多年国外引进技术的情况下，正逐步实现垃圾焚烧发电技术和设备的国产化。 因采用的焚烧炉的不同，对生活垃圾的焚烧方式也不同。我国采用的生活垃圾焚烧技术中，主要有四种焚烧炉，分别为机械炉排焚烧炉、热解气化焚烧炉、流化床式焚烧炉和回转窑式焚烧炉。 3.1机械炉排焚烧炉 机械炉排焚烧炉主要是由往复运动的机械炉排炉和多流路水墙式锅炉构成。一般情况下，锅炉都是直接设置

18、于炉排的上方或连接在周围绕着耐火砖壁可铸性耐火材的炉排的后方，如果锅炉直接设置在炉排的上方，则锅炉管通常情况下是采用耐火料保护，或在炉体四周炉壁设置耐火砖保护。 机械炉排焚烧炉的特点是垃圾进厂后，除大件垃圾必须先经破碎处理外，其余垃圾并不需要经过机械式的分类程序及粉碎等前处理，即可倒入垃圾贮坑中，以垃圾吊车抓取投入进料斗，经滑槽由垃圾推入器推入焚烧炉内燃烧。 垃圾经由推入器推送至倾斜之炉排上，由炉排的运动将垃圾往前推送，同时将垃圾层松化及均化，在这一过程中，受炉内之高温辐射热及高温空气的冲刷加热，使垃圾得以干燥，并经历着火、燃烧及后燃烧各阶段，达到完全燃烧。目前应用中的机械炉排型式有多种，炉床

19、设计大多属于设备厂商的专利，有移动式、往复式、逆往复式和滚动式等多种形式。 机械炉排焚烧炉最早用于生活垃圾的焚烧处理，因此其运行经验多，技术较成熟、运行稳定。炉排是处于高温状态下的运动部件，机构复杂较容易损坏，而焚烧炉内的温度很不均匀，二恶英生成的可能性较高，且投资亦高。 3.2热解气化焚烧炉 热解气化焚烧炉的炉体为卧式布置，炉体分成两个燃烧室，两个燃烧室相连，一燃室在下方，二燃室在上方。一燃室上方为筒形，下方为梯级式，砼基座上设垃圾推进器和进风管，上半部和两端为钢板焊制，内衬耐火材料。二燃室为圆筒形，钢板焊制，内衬耐火材料，在一燃室烟气与二燃室的连接处设点火器，顶部设置鼓风机。 垃圾由装料吊

20、车抓斗送进料斗，由推料活塞经密封门进入一燃室内，由推进器缓慢推进，通过控制空气的进气量，使垃圾在一燃室内经过烘干、热分解及燃烬过程，灰渣和不能热分解的物质由自动清灰系统排出炉外。烘干、热分解及燃烬过程中产生的大量可燃气体进入二燃室。可燃气体在二燃室内燃烧，温度1000，停留时间2秒。充分燃烧后的高温烟气，经过渡烟道进入水管式余热锅炉产生蒸汽。在控制空气量的条件下垃圾中的有机物能全部热分解成烃类可燃气体，可燃气体在二燃室内得到充分燃烧。由于二燃室温度高，烟气比较干净。 热解气化法作为比较新的垃圾焚烧技术，其炉型仍在发展中。据资料介绍，目前已有一种竖向布置的炉型，垃圾自顶部进入炉内，在通道中还将垃

21、圾切碎有利于热解气化，其焚烧效率更高。 3.3流化床焚烧炉 流化床焚烧炉炉体通常为竖向布置，没有运动炉体和炉排，而是在炉底设置了布风板，通过布风板送入流化空气使炉内床料均匀流化。在流化床焚烧炉中，固体废物从流化床上部或侧部与流化载体呈一定比例送人炉内，然后发生激烈的翻腾和不断的循环流动，期间，垃圾很快被干燥，因其在炉内处于悬浮燃烧，与空气能够充分接触，所以燃烧较为充分，垃圾燃烧后排出炉体的未燃份保持在 3%以下。燃烧后残余的灰渣通过炉底排渣装置排出炉体冷却后，由分选设备将粗渣、细砂送到厂外。 为了使进入流化床焚烧炉内的垃圾产生流态化，要求固体废物的粒度和密度差异较小，而当固体废物为半流体状态且

22、黏度较高时（如污泥、厨余等），难以实现供料均匀，对设备的运转有一定的影响，因而流化床焚烧炉对垃圾的预处理要求较为严格，因此，预处理技术对于流化床焚烧炉较为重要。日本开发了一款对垃圾预处理要求较低的新型流化床焚烧炉，它采用曲折炉壁和炉底配合，在炉内流化区形成双回旋气流，提高近壁面流化强度而趋于均匀，卷吸轻质飞扬物。这种流化床焚烧炉的炉底在对称中心两侧各设3组风室，配高、中、低3种风压成塔形分布，形成回旋气流。 总体来说，流化床焚烧炉具有如下特点： 操作方便，运行稳定。垃圾经破碎混合后，质地相对较为均匀。并且流化床的床料蓄热量大，可以避免床温的忽高忽低，保证床层温度的均一性，燃烧稳定、容易控制。燃

23、料与空气有良好的接触，燃料在炉内停留时间长，燃烧完全，比固定床燃烧效率高。 垃圾的干燥、着火、燃烧与后燃烧几乎同时进行，无需复杂的控制，易于实现自动化，可在很短的时间内完成启动和停止，实现连续燃烧。 煤的处理比较简单，只需简单破碎，能耗较低。床层中积聚了大量的惰性热物料，具有很高的传热传质能力，新加入的燃料可以很快与热物料掺混加热燃烧，因此对高灰份、低挥发分的难燃燃料，同样可以实现稳定高效的燃烧。 炉膛面积燃烧强度和容积燃烧强度都较高。流化床范围内温度均匀，有利于燃料燃尽和污染控制，并且燃烧后的灰渣可以用作建材或水泥掺和料。 燃料适应性广，可以燃烧高水分、低发热量、高灰分垃圾。我国的生活垃圾有

24、机物含量低、水分含量高，特别适合我国的国情。 虽然流化床燃烧技术有以上诸多优点，但又存在以下不足： 埋管受热面的磨损严重，影响运行的可靠性。 燃料中的细颗粒夹带出炉膛，不能完全燃烧，降低了燃烧效率。 炉膛断面热负荷强度不高，床面尺寸大，（比固定床炉排炉还是高很多）。 由于流化速度变化范围小，使得负荷适应性较差。 3.4回转窑式焚烧炉 回转型焚烧炉由水泥工业的耐火砖衬里旋转煅烧窑设计衍生而来，它可以直接处理生活垃圾。整个炉床由钢制园筒内部加装防火衬里组成，或由冷却水管及有孔钢板焊接成的筒形组成。回转型焚烧炉的炉床向下方倾斜，分为干燥混合、燃烧及后燃烧三个部分，并由前后两端特殊轮子支撑，特殊轮子则

25、由四个滚轮支持，由链轮驱动装置转动轮子而旋转炉床。 回转窑焚烧炉通常包括废弃物接纳贮存、进料、炉体、废热回收和二次污染控制等部分。窑身为一维倾斜布置、低速回转的圆筒，垃圾从高端送人，在筒内翻转燃烧，直至燃烬从下端排出。回转窑式焚烧炉有水冷壁式和耐火砖衬式 2 种。其中，前者有水冷壁沿回转筒周向排列以吸收焚烧后放出的热量，降低简体温度。筒体下部设置风室，空气由水冷管间进入穿过底部料层，混合较均匀。耐火砖衬式回转窑焚烧炉的筒内壁用耐火砖衬里，蓄热量大，燃烧温度高，但其空气由筒体一端送人，筒中心空气过剩，筒底部得不到应有的空气，同时因其筒体重、惯性大、转速低，因而垃圾的翻动和搅拌不充分，燃烧速度和效果不如水冷管式。 垃圾由倾斜且缓慢旋转的旋转窑前端上方送入焚烧炉，藉旋转速度控制垃圾的前进速度，使垃圾在窑内往前输送过程中完成干燥、焚烧及燃烬、冷却等过程，冷却后的灰烬则由炉窑末端下方排出。设计应用于垃圾焚烧处理的窑，其长度与直径比为 4:11:1。另一种不同的旋转窑流程设计，是先利用一倾斜阶段式炉床将垃圾干燥及初步燃烧处理后，再进入旋转窑中进行充分燃烧及灰烬冷却。 回转窑的特点是燃料适应性广，可焚烧不同性能的废弃物，并能长时间连续运行。但是回转窑在对发热量较低、含水率高的