水泥窑协同处理城市生活垃圾项目可行性研究报告代项目建议书

水泥窑协同处理城市生活垃圾项目可行性研究报告（代项目建议书）目录1概述 11.1工程名称及执行单位 11.2项目建设单位概况 11.3工程概况 21.4设计依据、采用的主要标准及规范 41.4.1设计依据 41.4.2设计采用的主要标准与规范 51.5编制原则、范围 71.5.1编制原则 71.5.2编制范围 82项目背景、项目建设的必要性及意义 92.1项目背景 92.2项目建设的必要性 102.2.1循环经济理念的提出 102.2.2项目建设的必要性 112.3项目建设的意义 143某市概况 163.1城市概况 163.2自然条件 173.2.1地形地貌 173.2.2气候、气象 173.2.3水文 184生活垃圾处理现状、产生量、组成及理化性状 204.1某市城市生活垃圾收运现状 204.2某市城市生活垃圾处理现状 204.3某市生活垃圾组成及理化性状 234.3.1某市城市生活垃圾物理组成 234.3.2容重和含水率 244.3.3灰分和可燃物 244.3.4热值 254.3.5化学成分 254.4某市生活垃圾产生量 255服务范围及处理规模 275.1服务范围 275.2处理规模 276场址概况 296.1场址描述 296.2场址工程地质条件 337城市生活垃圾处理工艺的确定 347.1常用生活垃圾处理技术 347.1.1填埋法 347.1.2堆肥法 357.1.3传统焚烧法 367.1.4水泥窑协同处理城市生活垃圾 397.2处理技术的确定 407.2.1处理技术比较 407.2.2处理技术的确定 427.3国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾现状 447.3.1国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾的方式 447.3.2国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾现状 487.4国内利用水泥窑协同处理生活垃圾方式的选择及处理现状 517.4.1国内利用水泥窑协同处理城市生活垃圾方式的选择 527.4.2国内利用水泥窑协同处理城市原生生活垃圾技术特点及现状 537.5垃圾焚烧炉的选择 557.5.1垃圾焚烧炉介绍 557.5.2垃圾焚烧炉比较及确定 597.6气化焚烧炉和水泥回转窑联合处理原生生活垃圾介绍 617.6.1气化焚烧炉和水泥回转窑联合处理原生生活垃圾技术介绍 617.6.2气化焚烧炉介绍 617.7气化焚烧炉和水泥窑联合处理城市生活垃圾技术的优势 637.8水泥窑协同处置适用范围 698主要工程技术方案 718.1某水泥有限公司水泥生产工艺简介 718.2工艺流程 718.2.1前处理及供料系统 738.2.2垃圾焚烧系统 768.2.3不燃物处理系统 808.2.4污水处理系统 828.2.5除氯系统 828.2.6窑灰储存及输送系统 848.2.7自动控制 848.3技术特点 878.4系统先进性 888.5热工平衡 918.5.1物料平衡 918.5.2热平衡 958.6利用水泥新型干法窑处理城市生活垃圾的技术问题分析 988.7主要设备 1049总图运输 1109.1设计依据 1109.2设计原则 1109.3主要建设内容 1109.4总平面布置 1129.5交通运输 1159.5.1道路 1159.5.2运输量预测 1159.6绿化 1169.7主要技术经济指标 11610土建工程 11710.1建筑设计 11710.1.1设计依据 11710.1.2建筑方案设计 11710.2结构设计 12010.2.1设计原则和依据 12010.2.2结构设计说明 12211给排水工程 12511.1设计依据 12511.2设计范围 12511.3给水系统 12511.3.1水源 12511.3.2生活用水系统 12611.3.3设备循环冷却水系统 12611.3.4消防用水系统 12611.4消防设施 12711.4.1室外消防 12711.4.2室内消防 12711.4.3消防器材设置 12811.5排水 12912暖通 13112.1设计依据 13112.2采暖设计 13212.3通风设计 13312.4空调设计 13313电力 13513.1设计依据 13513.2设计范围 13613.3供电部分 13613.4电力设计 13713.5照明设计 13713.6用电负荷计算 13813.7自控设计 13913.8防雷、接地及等电位联结 14113.8.1防雷 14113.8.2接地及等电位联结 14113.9消防 14214劳动安全卫生 14314.1设计依据 14314.2主要职业危害 14414.3主要防治措施 14514.4安全卫生管理 14715环境保护 14815.1设计依据和标准 14815.2主要污染源及污染物分析 14815.3环境保护措施 14915.3.1粉尘及臭气的控制 14915.3.2二噁英的控制 15015.3.3重金属污染的控制 15615.3.4氮氧化物及氟化物的控制 15815.3.5噪声控制 15815.3.6污水控制 15916环境管理与监测 16016.1环境管理 16016.2环境监测指标及排放标准 16016.3产品品质控制 16117项目的实施与管理 16217.1组织实施机构 16217.2定员编制 16217.3员工培训 16317.4工程建设进度 16317.5招标内容 16518节能专篇 16618.1编制依据 16618.2设计原则 16618.3节能措施 16718.3.1热能的节约及利用 16718.3.2电能的节约 16718.3.3总体设计 16718.4节约土地资源 16818.5节水措施 16819消防专篇 17019.1设计依据 17019.2总图防火设计 17019.3建筑防火设计 17019.4结构防火设计 17119.5消防给水系统防火设计 17119.5.1消防设施 17119.5.2消防用水量 17119.5.3室外消防 17219.5.4室内消防 17219.5.5消防器材设置 17319.5.6主要消防设备一览表 17319.6电气防火设计 17420投资估算 17620.1编制说明 17620.1.1工程概况 17620.1.2编制依据 17620.1.3其它建设费用的确定 17720.2工程投资估算 17921财务评价与经济分析 18221.1经济评价说明 18221.1.1编制依据 18221.1.2评价对象 18221.1.3项目类别 18221.1.4评价结论的判定 18321.1.5评价内容 18421.1.6评价原则 18421.1.7价格体系 18421.1.8计算期的确定 18421.1.9评价参数的选用 18521.2财务效益与费用估算 18521.2.1项目投入总资金 18521.2.2成本费用分析 18621.2.3销售税金及附加 19021.2.4销售收入 19021.2.5财务效益和费用估算报表 19021.3资金来源与融资分析 19121.3.1项目投入总资金 19121.3.2资金筹措 19121.4财务分析 19221.4.1财务盈利能力分析 19221.4.2财务偿债能力分析 19421.4.3财务生存能力分析 19521.5不确定性分析 19621.5.1盈亏平衡分析 19621.5.2敏感性分析 19721.6经济评价 19921.7综合评价 20222结论与建议 20422.1结论 20422.2问题与建议 205附表附件1概述1.1工程名称及执行单位工程名称：水泥窑协同处理城市生活垃圾工程建设单位：某水泥有限公司1.2项目建设单位概况本工程建设单位为某水泥有限公司，地处某市北辰区引河桥北的经济技术开发区，位于津京公路的东侧，京津塘高速的西侧，距外环线1.8km，距中环线13km，距京津塘高速公路宜兴埠出入口约19km，交通便利。某水泥有限公司成立于1996年，是国有股份制企业，隶属于北京金隅股份有限公司，为国家重点支持的十二家水泥企业集团之一。公司注册资本55811万元，总资产11.1亿元，2011年营业收入72507万元，实现利润总额8119万元。公司目前拥有两条日产2500t熟料新型干法水泥生产线和一座2×4.5MW纯低温余热电站。该生产线具有产品质量优、能源消耗低、环境保护好、自动化程度高等特点。目前，公司主要产品“某”牌42.5普通硅酸盐水泥是公司自主研发生产的高标号、低碱水泥。2006年“某”水泥被评为某市名牌产品，2007年9月“某”商标被评为某市著名商标，充分显现了某水泥有限公司整体实力的提高和产品在某水泥市场的良好口碑。2011年生产高标号低碱水泥达到213.89万吨。由于公司生产的P.O42.5水泥具有碱含量低、强度高、低水化热、低磨损、低干缩率、耐腐蚀等特性，多年来一直被广泛用于机场、高速铁路、大型桥梁、水下工程等重点项目上。产品市场占有率及市场竞争力不断增强，产品尽产尽销，出现供不应求的市场销售局面。公司始终致力于节能减排和环境保护，坚持“把资源综合利用和环境保护作为企业立足之本”的发展道路，大力推进企业向利废、节能、环保的可持续发展方式转变，是市环保局命名的某市首批“循环经济示范单位—环境友好企业”。1.3工程概况本工程利用某水泥有限公司的新型干法水泥窑，结合生活垃圾气化处理技术协同处理某市生活垃圾，是生活垃圾处理又一新的技术，处理系统主要由：前处理及供料系统、垃圾焚烧系统、不燃物处理系统、污水处理系统、除氯系统、窑灰储存及输送系统及电气自动化系统几部分组成。项目建设地点位于某水泥有限公司厂内西南角靠近二线水泥窑的位置，建、构筑物总占地面积：3731.92m2。生活垃圾处理规模：500吨/日。本工程主要建设内容包括垃圾焚烧所必须的预处理设施及与之配套的辅助设施，以及为保证水泥产品质量及水泥窑的稳定运行对水泥窑系统所做的必要改造。为此，建设垃圾处理综合用房一座（内设垃圾卸料平台、垃圾储池（储存与破碎）、中压配电室、低压配电室、除臭系统、操作室、中央控制室、办公室等），设备塔架、铝、不燃物及铁的储藏间，地磅房，可燃气体输送管道，室外垃圾运输引桥，总建筑面积为：7452.76m2。水泥生产线所必须进行的技术改造包括风机改造及增设除氯本工程总投资为13416.66万元（含土建费、设备购置费、材料购置费、安装费、其他费用及全部流动资金）。经测算需政府每吨垃圾补助160.00元，才能保证其有效运行并达到保本微利。主要技术经济指标见表1-1。表1-1主要经济技术指标序号项目单位指标备注1生活垃圾处理规模t/d5002建、构筑物占地面积m23731.92垃圾处理综合用房+地磅房+高架引桥3总建筑面积m27452.76垃圾处理综合用房+地磅房4项目总资金（含全部流动资金）万元13416.665垃圾处理吨投资（固定资产）万元/t·d26.026生活垃圾处理平均经营成本元/t106.88经营期平均7生活垃圾处理平均总成本元/t169.06经营期平均8职工人数人261.4设计依据、采用的主要标准及规范1.4.1设计依据（1）《中华人民共和国节约能源法》（2）《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》（主席令第31号）（3）《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》（4）《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》（5）《2000～2015年新能源与可再生能源产业发展规划要点》（6）《关于开展资源综合利用若干问题的暂行规定》的通知(国发[1985]117号)（7）《城市基础设施可研编制大纲》（[2001]1153号文）（8）《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见的通知》（国发【2011】9号）（9）《关于加强生活垃圾处理和污染综合治理工作的意见（征求意见稿）》（10）《生活垃圾处理技术指南》（建城[2010]61号）（11）《国家环境保护“十二五”规划》（12）《某市城市总体规划》（2005-2020年）（13）《某市市容建和城市绿化“十二五”规划说明书》（14）《水泥工业“十二五”发展规划》（15）《关于水泥工业节能减排的指导意见》（工信部节【2010】582号）（16）《“十二五”节能减排综合性工作方案》（17）《关于开展2012年产业某和技术改造专项有关工作的通知》（发改办产业[2011]3063号文件）（18）某水泥有限公司提供的基础资料1.4.2设计采用的主要标准与规范（1）《水泥窑协同处置工业废物设计规范》（GB53634-2010）（2）《水泥窑协同处置污泥工程设计规范》（征求意见稿）（3）《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）（4）《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ90-2009）（5）《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》（建标【2011】213号）（6）《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）（7）《水泥工厂设计规范》（GB50295-2008）（8）《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）（9）《生活垃圾采样和物理分析方法》（CJ/T313-2009）（10）《》（CJJ128-2009）（11）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）（12）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）（13）《环境空气质量标准》（GB3095-1996）（14）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）（15）《水泥工业劳动安全卫生设计规定》（JCJ10-97）（16）《生产过程安全卫生要求总则》（GB/T12801-2008）（17）《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）（18）《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）（19）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）（20）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（21）《建筑物防雷设计规范》（GB50057-2010）（22）《采暖通风与空调设计规范》（GB50019-2003）（23）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（24）《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）（25）《室外排水设计规范》（GB50014-2006）（2011年版）（26）《室外给水设计规范》（GB50013-2006）（27）《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）（28）《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005年版）（29）《固定消防水炮灭火系统设计规范》（GB50338-2003）（30）《电气设备安全设计导则》（GB/T25295-2010）（31）《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）（32）《建筑照明设计标准》（GB50034-2004）（33）《低压配电设计规范》（GB50054-95）（34）《10kV及以下变电所设计规范》（GB50053-94）1.5编制原则、范围1.5.1编制原则本报告的编制主要遵循以下原则：（1）认真贯彻执行国家一系列关于加强城市生活垃圾处理的法规（条例）及国家关于环境保护的政策，工程设计必须符合国家和地方的有关规范和技术标准。（2）水泥窑协同处理生活垃圾要符合国家产业政策，并按照相关标准严格控制污染物的产生和排放。（3）根据某市城市总体规划，结合某市城市生活水平、垃圾产量及某水泥有限公司实际情况等因素，合理确定工程建设规模、项目投资和工程实施计划。（4）垃圾处理采用国际、国内先进成熟的技术和设备，确保系统整体装备水平处于国内领先地位，确保系统长期、稳定、可靠运行。（5）垃圾处理过程以不影响水泥生产过程和水泥熟料质量为准，并确保垃圾处理过程不出现二次污染。（6）垃圾处理综合用房的设计确保安全、卫生，垃圾处理综合用房完全密闭处理，确保气味不外泄。（7）充分利用建设场地的基础条件进行技术方案的优化设计，平面布置紧凑、工艺流程顺畅。（8）在工艺成熟可靠、布置合理的前提下尽可能地降低工程造价，节约投资。1.5.2编制范围本报告的编制范围主要包括如下内容：（1）项目建设必要性；（2）场址概况；（3）服务范围及处理规模；（4）城市生活垃圾处理工艺的确定；（5）主要工程技术方案设计；（6）总图运输；（7）土建及配套工程；（8）劳动安全卫生；（9）环境保护；（10）节能专篇、消防专篇；（11）工程投资估算、财务评价与经济评价等。2项目背景、项目建设的必要性及意义2.1项目背景近年来，我国十分重视城市生活垃圾处理，并出台了一系列政策来鼓励有条件的城市集成多种处理技术，统筹解决生活垃圾处理问题。2000年国家建设部、科技部、环保总局发布的《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》中1.9条规定“垃圾处理技术的发展必须依靠科学技术进步，要积极研究新技术、应用新工艺、选用新设备和新材料，加强技术集成，逐步提高垃圾处理技术装备水平”。同年，原国家计委、国家经贸委联合发布的《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》将“城镇垃圾及其他固体废弃物无害化、资源化、减量化处理和综合利用”列入其中。自2005年4月1日开始执行的《国家固体废物污染环境防治法》提出我国固体废弃物管理对策原则为减量化、资源化和无害化。2011年《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》中明确指出，切实控制城市生活垃圾产生要促进源头减量，通过使用清洁能源和原料、开展资源综合利用等措施促进生活垃圾减量。人民政府要按照生活垃圾处理技术指南，因地制宜地选择先进适用、符合节约集约用地要求的无害化生活垃圾处理技术。鼓励有条件的城市集成多种处理技术，统筹解决生活垃圾处理问题。为了响应国家出台的有关生活垃圾处理及坚持把生态建设作为经济发展的前提等方面的政策，我国部分水泥行业借鉴国外发达国家的先进经验，在利用水泥窑协同处置生活垃圾技术方面做了积极尝试，并取得了显著成果。该技术因其节能、环保、经济等方面的优势已被国际公认为是有效、安全的处理固体废弃物的方法，在发达国家的水泥行业已有三十多年安全运行经验。经过我国水泥业界多年来的呼吁，在住建部、发改委、环保部于2010年4月22日联合发布的《生活垃圾处理技术指南》中，将水泥窑协同处理作为生活垃圾处理方法的重要组成部分。另外，《水泥工业十二五发展规划》中将水泥窑协同处置示范工程列入十二五重点工程，在若干座大中型城市周边，依托并适应性改造现有水泥熟料生产线，配套建设城市生活垃圾、污泥和各类废弃物的预处理设施，开展协同处置试点示范和推广应用。本着节约能源、资源利用、发展循环经济、提高城市居民生活质量的原则，某水泥有限公司提出建设水泥窑协同处置生产线，把生活垃圾焚烧后产生的热能和不燃物用于水泥工业生产，为某市生活垃圾处理及低碳减排作出贡献。2.2项目建设的必要性2.2.1循环经济理念的提出长期以来只追求经济发展而忽视环境保护造成的恶果，正在以城市为中心向农村蔓延。环保问题、资源问题和可持续发展问题日益成为制约社会和经济发展的最重要的因素之一。先发展经济，再解决环保和资源问题的诸多弊端日益显现，而且日趋严重，结果必然会导致经济发展不上去，环境问题也解决不好，更保证不了经济的可持续发展。要实现可持续发展，必须解决资源环境的制约问题，这就要求在生产和消费活动的源头控制废物产生，一旦废物产生则通过回收开发和再利用加以补救。2004年9月28日国家发改委在北京召开了全国循环经济工作会议，循环经济作为中国经济史上第一次正式提出。循环经济从经济增长和环境保护相结合的角度考虑问题，变消极的产品污染治理为积极的产品全程管理，是先进的经济发展模式。循环经济通过使生产过程中投入的自然资源最少、向环境排放的废弃物最少、对环境的危害或破坏最小来解决长期以来环境与经济发展之间的尖锐矛盾，是一种以低投入实现高效率利用、低排放的经济发展模式。可见，循环经济是经济利益和环境利益兼而有之的的双赢经济，它不仅能带来环境效益，而且能带来经济效益，是“点绿成金”的经济，更是遏制环境恶化的必然选择。2.2.2项目建设的必要性目前，国家大力倡导发展循环经济，而对消费后的生活垃圾进行回收利用是发展循环经济的重要内容。某作为我国北方经济中心、国际港口城市和生态城市更要切实抓好发展循环经济及生态环境保护工作，注重生活垃圾资源化利用。利用水泥窑协同处理生活垃圾技术将城市生活垃圾作为水泥窑的部分燃料和原料，充分利用了城市生活垃圾中的燃料资源和原料资源，减少对自然资源中的不可再生能源的开发，真正做到废物利用，实现资源的再利用和经济的可持续发展。由水泥窑烧成系统代替垃圾焚烧处理工艺的尾气净化系统，可以彻底处理二噁英等有害物质，实现零污染，是目前各种垃圾处理方式中唯一没有废渣废气排出的方式。目前，某市中心城市（含滨海新区）生活垃圾处理设施主要分布于北辰区、大港区、汉沽区、津南区等，各区基本设1座垃圾焚烧厂和1座垃圾填埋场，生活垃圾处理能力能够满足大部分生活垃圾处理的需要。本项目建设单位某水泥有限公司位于北辰区，而北辰区现有双口垃圾填埋场（主要服务于外环线以内以及填埋场周边地区）和青光垃圾焚烧厂（主要服务于红桥区、南开区、和平区及北辰区和西青区部分区域）。目前，受某市市容园林委和某市生活垃圾处理中心的调配，北辰区生活垃圾主要运至双口垃圾填埋场进行填埋处理，该场每天日接纳处理生活垃圾1200吨，其中接纳处理北辰区生活垃圾约每天300吨。目前，双口垃圾填埋场剩余库容约377万m3，使用年限还有7年左右。而本项目建成后，按日处理500吨规模计算，可以减少双口垃圾填埋场的进场量，延长双口垃圾填埋场的使用年限5年；另外，该项目的建设不需要再新征土地，假设本工程建成后使用年限为20年，折合成同等处理规模及使用年限的填埋场，相当于每年节约用地约30.9亩，对于某市土地资源紧张的地区该项目的建设具有重要的意义。由某水泥有限公司内的水泥窑烧成系统代替垃圾焚烧处理工艺的尾气净化系统，可以彻底解决环保问题，并大幅降低投资成本；将生活垃圾中可燃物和不可燃物分别作为水泥生产的替代燃料、替代原料，提高了生活垃圾处理的“无害化、减量化、资源化”；项目的建成更有助于某市循环经济的发展，改善城市环境，有助于某市城市建设走上可持续发展的良性轨道，创建生态宜居城市，具有良好的社会效益、环境效益和经济效益。另外，国家出台的系列政策均对利用水泥窑协同处理城市生活垃圾给予了支持。2009年工信部复函《关于水泥工业节能减排的指导意见》（工信部节【2010】582号）指出“到十二五末，大城市周边的水泥企业基本形成协同处置城市生活垃圾和城市污泥的能力，使水泥工业转变为兼顾污染物处置的新兴环保产业”。国务院《“十二五”节能减排综合性工作方案》中也提出鼓励在工业生产过程中协同处理城市生活垃圾和污泥。利用水泥窑协同处置废弃物将成为“十二五”期间水泥工业节能减排的新亮点，也是水泥工业“十二五”期间在资源节约、环境保护方面的节能减排指标内容，被列入《水泥工业十二五发展规划》重点工程。国家“十二五”规划纲要也明确提出支持水泥窑协同处置城市生活垃圾生产线。同时，该技术还可以享有优先安排的贴息贷款政策、税收减免及税负转移政策等，财政部、税务总局、国家发展改革委已将其列入环境保护、节能节水项目企业所得税优惠目录。综上所述，本项目符合节约能源、环境保护的需要，有利于某市实现资源的再利用和经济的可持续发展，还能加快高能耗和高资源消耗水泥工业向绿色功能产业转变。因此，本项目的建设是十分必要的。2.3项目建设的意义目前，国内城市生活垃圾基本上都是采用混合式袋装收集和填埋处理，增加了垃圾分类和回收再利用的难度，降低了资源的再利用率。随着经济发展水平和人们认识的不断提高，人们对环境保护和水泥资源的认识不断增强。由于水泥回转窑内的高温工况和碱性环境，现代回转窑生产过程为处理垃圾提供了可能性，从而也为现代社会综合利用自然资源和保护环境提供了一条有效途径。水泥工业是典型的能源消耗和资源消耗型工业。资料显示，水泥生产能耗约占全国能源消耗量的7%左右，水泥工业消耗的煤炭占全国煤炭总消耗量的15%左右，水泥生产过程燃料成本占整个生产成本的40%，因此，当前水泥工业发展急需解决的技术问题是节能、降耗、环保、改善水泥质量和提高劳动生产率，走可持续发展的道路。而利用水泥烧成系统处理城市生活垃圾可以减少垃圾对社会环境的污染，避免填埋和焚烧等处理方式对环境的二次污染。不仅在一定程度上可以降低水泥生产的能耗，还大大降低垃圾处理的成本，不需要增加类似垃圾焚烧发电处理工艺中的尾气净化处理装置。因此，利用水泥烧成系统处理城市生活垃圾是一种“双赢”的处理方式，有利于实现废物资源化的可持续发展。可见，本项目的建设不仅充分贯彻了国家推进节能减排、发展循环经济的理念，还可缓解城市生活垃圾处置压力，减少土地占用，实现生活垃圾处理“无害化、减量化、资源化”，真正实现垃圾处理“零排放”的目标；该项目的建设还可以加快水泥工业向绿色功能产业转变，对水泥企业的发展具有重要的意义；项目建成更有助于某市实现资源的再利用和经济的可持续发展，在全国推进利用水泥窑协同处理生活垃圾技术方面具有重要示范作用。3某市概况3.1城市概况某，简称津，中国第三大城市、四大直辖市之一，中国国家中心城市、中国北方经济中心、中国北方国际航运中心、中国北方国际物流中心、国际港口城市和生态城市，地处华北平原，自古因漕运而兴起，明永乐二年十一月二十一日（1404年12月23日）正式筑城，是中国古代唯一有确切建城时间记录的城市。经历600余年，特别是近代百年，造就某中西合璧、古今兼容的独特城市风貌。“近代百年看某”，成为世人共识。某位于华北平原海河五大支流汇流处，东临渤海，北依燕山，海河在城中蜿蜒而过，是某的母亲河。某有12个市辖区，1个副省级区，3个市辖县。市辖区分为中心城区、环城区。中心城区指和平区、河东区、河西区、南开区、红桥区、河北区，按照服务业功能，中心城区按照“金融和平”、“商务河西”、“科技南开”、“金贸河东”、“创意河北”、“商贸红桥”的功能定位；环绕市区的环城区为东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区和宝坻区。副省级区是滨海新区，由原塘沽区、汉沽区、大港区以及某经济技术开发区等区域整合而成。市辖县包括宁河县、静海县和蓟县。2010年某常住人口1293.8万，外来常住人口299.17万，拥有中国56个民族中的50多个，人口最多的为汉族，占全市人口的97%。某是中国近代工业的发源地，经济发展迅速，被誉为“中国经济第三增长极”，经济增速连续多年位于全国领先位置。3.2自然条件3.2.1地形地貌某市位于北纬39.8°，东经117.12°，地处华北平原东北部，北依燕山，东临渤海，海岸线北起涧河，南至歧口，长130多公里，全市总面积11919.7平方公里，毗邻北京市、河北省，是华北、西北广大地区的出海口。某地质构造复杂，大部分被新生代沉积物覆盖。地势以平原和洼地为主，北部有低山丘陵，海拔由北向南逐渐下降。北部最高，海拔1052米；东南部最低，海拔3.5米。全市最高峰为九山顶（海拔1078.5米）。地貌主要有山地、丘陵、平原、洼地、滩涂等。3.2.2气候、气象某地处北温带，位于中纬度亚欧大陆东岸，主要受季风环流的支配，是东亚季风盛行的地区，属温带季风性气候。虽临近渤海湾，但半封闭的内海海湾对某的气候影响不大。主要气候特征是：四季分明，春季多风，干旱少雨；夏季炎热，雨水集中；秋季气爽，冷暖适中；冬季寒冷，干燥少雪。某市及北辰区2009年气象资料如表3-1、表3-2所示。表3-1某市2009年气象资料月份平均气温最高气温最低气温相对湿度日照时数（小时）降水量（mm）一日最大降水量（mm）平均风速（m/s）一月-1.68.8-11.543145.01.6二月1.616.0-5.062142.618.45.91.8三月7.430.8-2.948210.312.65.42.0四月16.128.83.647250.258.533.12.2五月23.336.613.246256.214.36.81.9六月26.638.917.651262.8146.976.22.0七月27.837.720.765164.0192.094.81.6八月26.536.917.071155.373.328.11.3九月22.031.212.867155.150.922.71.4十月16.527.64.250194.713.77.71.4十一月3.216.3-4.858105.75.63.41.7十二月-0.58.3-9.346117.80.10.11.5表3-2某市北辰区2009年气象资料地区全年平均气温平均相对湿度日照时数（小时）降水量（mm）无霜期（天）雾天数（天）北辰区12.7582307.7662.0203203.2.3水文某位于海河流域下游，是海河五大支流南运河、北运河、子牙河、大清河、永定河的汇合处和入海口，素有“九河下梢”、“河海要冲”之称。流经某的一级河道有19条，总长度为1095.1公里；还有子牙新河、独流减河、马厂减河、永定新河、潮白新河、还乡新河6条人工河道，总长度为284.1公里；二级河道有79条，总长度为1363.4公里，深渠1061条，总长度为4578公里。某还多次引黄济津，并有一定数量的地下水。4生活垃圾处理现状、产生量、组成及理化性状4.1某市城市生活垃圾收运现状目前，某市生活垃圾采取混合收集的方式，基本做到密封收运，日产日清，压缩收运率达到50%以上。市民将生活垃圾（不经分类）直接投放至垃圾桶内，由人力车与机动车相结合的方式收集，大部分生活垃圾收集后经过小型转运站、大型压缩转运站的一级或二级转运后运至各处理厂，部分生活垃圾收集后直接运至垃圾处理厂。某市城市生活垃圾收运系统流程见图4-1。生活垃圾生活垃圾收集车小型垃圾转运站转运车垃圾处理厂收集车大型垃圾压缩转运站转运车收集车图4-1某市城市生活垃圾收运系统流程4.2某市城市生活垃圾处理现状至2010年底，某市城市生活垃圾无害化处理率达到93.02%，比“十五”末提高了约13个百分点。目前，某市生活垃圾由某市市容园林委和某市垃圾处理中心负责统一调配。中心城市（含滨海新区）垃圾处理设施主要分布于北辰区、津南区、大港区、汉沽区，“十二五”期间还将增加东丽集中处理区，各区基本设1座垃圾焚烧厂和1座垃圾填埋场，实现两种处理方式的优势互补。北辰处理区现有双口垃圾填埋场和青光垃圾焚烧厂，主要服务于红桥区、南开区、和平区及北辰区和西青区部分区域；津南处理区现有泰达焚烧发电厂和大韩庄垃圾填埋场，服务于河西区、津南区及西青区部分区域；“十二五”规划将在东丽处理区建设泰达第二垃圾焚烧发电厂和第二垃圾综合处理厂，主要服务于河东区、东丽区、河北区及北辰区部分区域；汉沽处理区主要服务于汉沽区、宁河县和塘沽区部分地区；大港处理区主要服务于大港区和塘沽区部分区域。某市现有城市生活垃圾处理设施及拟新建、扩建设施统计情况分别见表4-1、表4-2。表4-1某市城市现有生活垃圾处理设施统计表序号名称占地面积（hm2）设计处理能力设计填埋容积(万m3)剩余库容(万m3)填埋(t/d)焚烧(t/d)1双口垃圾填埋场53.527007763772大韩庄垃圾填埋场71.018008537403汉沽垃圾填埋场97.2700284874大港垃圾处理场28.24002431965汉沽垃圾焚烧厂1015006双港垃圾焚烧厂7.212007青光垃圾焚烧厂106008合计56003300表4-2某市拟建、新建生活垃圾处理设施统计表序号名称设计规模处理方式占地（公顷）位置拟建时间备注1大港垃圾焚烧厂1000t/d焚烧发电8大港2011年在建2泰达第二垃圾焚烧发电厂1000t/d焚烧发电10东丽区2012年3第二垃圾综合处理厂1100t/d综合处理65东丽区2015年一期工程4青光垃圾焚烧发电厂800t/d焚烧发电北辰区2011年二期扩建工程5汉沽垃圾填埋场400t/d填埋2013年三期工程随着某市各焚烧厂的建成，某市生活垃圾处理以焚烧为主，填埋场将作为生活垃圾最终处理场所及应急处理场，接纳垃圾焚烧产生的炉渣以及垃圾焚烧厂检修及突发事件的应急处理。由于某市生活垃圾未实现分类回收，垃圾直接送入焚烧炉，使焚烧过程较难控制，加重设备的负担，造成运行费用偏高，综合利用水平偏低。另外，垃圾处理量大，一些处理厂超负荷运行，生活垃圾产生量与处理量还有较大差距。一些已经运行的垃圾填埋场，由于配套污水处理设施、运行设备不完善，不能满负荷运行。本项目位于某北辰区经济开发区某水泥有限公司厂区内，建成后拟主要服务于北辰区及周边地区，垃圾来源由某市市容园林委、某市垃圾处理中心统一调配。目前北辰区生活垃圾主要运至某市双口垃圾填埋场处理，该场主要负责外环线以内以及填埋场周边地区生活垃圾的填埋处理，目前实际处理规模约为1200t/d，根据表4-1，填埋场剩余库容约377万m3，剩余使用年限约7年。4.3某市生活垃圾组成及理化性状4.3.1某市城市生活垃圾物理组成影响某市城市生活垃圾物理组成变化的主要因素包括居民生活质量和消费水平、区域特征、生活垃圾管理与处理处置技术政策等。某市城市生活垃圾物理组成见表4-3。表4-3某市城市生活垃圾物理组成单位：%区域项目中心城区环城四区滨海新区厨余类65.4561.2160.55灰土类3.806.691.64砖瓦陶瓷类0.991.450.48金属类0.400.350.36玻璃类1.171.551.04纸类11.0710.4012.64橡塑类13.9514.1818.41纺织类2.122.843.52木竹类0.911.211.24其他0.150.140.11混合类0.010.000.00可见，某目前的垃圾成分以餐厨、纸布塑料为主，其中餐厨垃圾占绝对优势。今后的发展过程中，随着城市基础设施建设的逐步完善，城市气化率和热化率不断地提高，玻璃和金属比重会略有增加，灰、砂石成分会降低；随着人们环保意识的加强，纸包装将会增加，塑料包装将会减少。4.3.2容重和含水率生活垃圾容重和含水率的大小主要取决于其物理组成。随着某市居民燃料结构的改变和居住条件的改善，目前某市城市生活垃圾中灰土类所占的比例较小，对垃圾容重的贡献率越来越小；纸类和橡塑类含量逐年增加，对垃圾容重的影响程度越来越大。含水率的变化主要与厨余类垃圾含量有关，其次是橡塑类和纸类含量。各区域生活垃圾容重和含水率见表4-4。表4-4各区域垃圾容重和含水率项目区域容重（kg/m3）含水率（%）中心城区26458.06环城四区26954.77滨海新区27357.304.3.3灰分和可燃物生活垃圾的灰分主要由无机物和少量有机物的灼烧产物组成，其中无机物（金属类、玻璃类、灰土类、砖瓦陶瓷类）可近似地全部按灰分处理。随着居民生活水平的提高，垃圾的灰分含量呈逐年下降趋势，可燃物含量则有上升趋势。2010年某市生活垃圾灰分和可燃物测定结果见表4-5。表4-5生活垃圾灰分和可燃物组成项目区域灰分（%）可燃物（%）中心城区11.4930.46环城四区14.5430.69滨海新区9.4133.294.3.4热值影响城市生活垃圾热值变化的主要因素是垃圾三成分，即含水率、灰分和可燃物。2010年某市生活垃圾热值测定结果见表4-6。表4-6生活垃圾热值项目区域干基高位热值（kJ/kg）湿基低位热值（kJ/kg）中心城区172815374环城四区160665401滨海新区1931763544.3.5化学成分2010年某市各区域生活垃圾化学成分统计见表4-7。表4-7某市各区域生活垃圾化学成分统计表项目区域pH有机质（%）营养元素（%）有毒有害元素（mg/kg）全氮全磷全钾总铬汞镉铅砷中心城区7.2059.651.32030.28431.043924.360.34310.360744.143.3201环城四区7.2655.921.06700.30591.000932.300.30650.521770.905.5985滨海新区6.8961.551.08430.29660.895025.140.19080.387151.093.06924.4某市生活垃圾产生量目前，我国大中城市人均生活垃圾日产生量在0.7-2.0kg之间，各城市因地理条件、经济发展水平、生活习俗、居民消费水平和燃料种类等多种因素造成生活垃圾人均产生量、成分之间有很大差异。根据《某市市容建设和城市绿化“十二五”规划说明书》，2020年某市内六区人均垃圾产生量为0.7kg/d，环城四区为1.1kg/d。2015年某市城市人口及垃圾产生量预测结果见表4-8，2015年某市垃圾产生量预测为7782.34t/d。表4-8某市城市生活垃圾产生量预测表项目区域2015年城市人口（万人）2015年垃圾产生量预测（t/d）市内六区401.233420.93和平区40.35328.67河东区73.33632.14河西区79.54678.48南开区85.57742.72河北区65.42559.18红桥区57.02479.73环城四区266.783206.28东丽区70.13913.63西青区69.73829.42津南区59.82676.06北辰区67.10787.20滨海新区288.781155.13塘沽155.64622.58汉沽58.60234.39大港74.54298.165服务范围及处理规模5.1服务范围本项目建设位于某北辰区经济开发区某水泥有限公司厂区内，项目建成后主要服务于北辰区、河北区、红桥区、西青区以及接纳某市市容园林委和某市生活垃圾处理中心调配的垃圾。5.2处理规模本项目利用某水泥有限公司两条日产2500吨水泥熟料生产线，结合城市生活垃圾流化床气化处理技术，建设一套包括垃圾计量、储存、破碎及焚烧的城市生活垃圾协同处置线。导入水泥窑协同处置系统后，由于垃圾焚烧所产生的可燃气体会对窑系统产生一定的影响，造成窑尾废气量增加，需要控制由垃圾焚烧产生的排气量及对窑尾高温风机进行改造。根据安徽铜陵海螺水泥窑协同处理系统设备的实际运行结果，垃圾焚烧产生的排气量与原本窑尾SP风机排气量的比例达到25%时垃圾处理量最大。根据建设单位提供的有关资料，某水泥有限公司二线在目前窑尾SP风机截面风速下台产为2500t/d，窑尾系统风量为152487Nm3/h，在保证水泥熟料生产线产能不变的情况下，可以处理垃圾的最大量为250t/d，加入垃圾处理系统后窑尾系统风量为174066Nm3/h，此时烟气量比达23.22%。另外，窑尾SP风机排气量增加会导致烟气在分解炉和五级旋风筒中的滞留时间缩短，旋风筒的效率也会受到影响。为了确保充分的滞留时间以分解二噁英（850℃以上的情况下停留2秒以上），也需要控制垃圾的处理量。将某水泥有限公司旋风筒出口流速与安徽铜陵海螺水泥窑协同处理系统下属B工厂相同尺寸的旋风筒出口流速进行比较，结果是投用水泥窑协同处理系统后，假设垃圾处理量为250t/d时，本项目旋风筒出口流速与安徽铜陵海螺水泥窑协同处理系统的旋风筒流速基本相同，可见对旋风筒效率的影响在允许范围内，同时，烟气在分解炉和五级旋风筒出口停留时间达3.1s，满足二噁英分解要求。因此，确定本项目的处理规模为250t/d×2炉=500t/d。当北辰区生活垃圾量不能满足本水泥窑协同处置系统需要时，可与某市市容园林委、某市生活垃圾处理中心协商，选择就近调配距离北辰区较近的红桥区、河北区或西青区的生活垃圾，以满足系统的正常运行。6场址概况6.1场址描述本项目建设单位为某水泥有限公司，地处某市北辰区引河桥北的经济技术开发区，占地800亩，位于津京公路的东侧，京津塘高速的西侧，距外环线1.8km，距中环线13km，距京塘高速公路宜兴阜出入口约19km，交通运输条件便利。其区域位置见图6-1。图6-1某水泥有限公司区域位置图因垃圾可燃气体的处理需要利用某水泥有限公司的预热器、分解炉及水泥窑废气处理系统，因此，要求垃圾预处理系统需靠近水泥生产线进行布置，以便于垃圾预处理后的产品（垃圾可燃气体及炉渣）方便的输送到水泥生产线进行处理。若距水泥生产线较远时，需增加接力风机。由于垃圾可燃气体温度高（正常530℃，短时最高温度可达850℃），且含有腐蚀性，如果增加一台接力风机，需要耐高温、抗腐蚀的风机，设备易产生故障；且由于垃圾可燃气体可能含有炭黑（垃圾热值较高时产生），此工艺可能造成炭黑在风机内积聚产生安全隐患（爆炸等）。将垃圾预处理系统就近布置还可以充分利用原有生产线设施，少增加设备；减少垃圾可燃气体输送过程的安全隐患。同时，可利用某水泥有限公司部分用地，减少新增用地。经与某水泥有限公司协商，项目厂址选择在某水泥有限公司厂区内，位于2×2500t/d熟料生产线窑中西侧，紧靠二线熟料生产线。该场地现设有临时危险品库，需对其进行拆除，重新选址再建；南侧紧邻水泥厂厂界；北侧设有水泥生产原料调配站，原料粉磨及配电站，电收尘及排风机、烟囱，生料库，烧成窑尾厂房及煤磨车间；东侧设有二线窑中厂房，二线烧成窑头厂房，窑头电力室；西侧紧邻厂区原有排水沟。场地比较平坦，平整工作量不大，周围可设置绿化带来保护环境。图6-2场址区域位置图一图6-3场址区域位置图二图6-4场址区域位置图三图6-5场址区域位置图四6.2场址工程地质条件据工程地质详勘报告，场地属海积冲积平原，地势平坦，地面标高介于2.26~3.99m之间。拟建场地自上而下分布的土层是人工填土；第四系全新统冲积粘土、粉质粘土；第四系全新统海相沉积的粉质粘土、粉土；第四系上更新统冲积的粉质粘土、粉细砂层。土层分布均匀，场地稳定，区域内不存在液化或其他不良地质现象。地下水水位较高，稳定水位介于2.18～3.51m之间，水的类型为潜水，设计地下水水位以下的构筑物时应计入水的压力。本地区抗震设防烈度为7度。7城市生活垃圾处理工艺的确定7.1常用生活垃圾处理技术垃圾处理是指采用物理、化学、生物等不同方法对垃圾进行处理，从而使垃圾达到无害化、减量化、资源化的目的。垃圾处理在整个城市垃圾管理中占有重要位置，能否处理好将对城市环境和居民的健康产生深远影响。随着环境意识的提高，城市垃圾处理也越来越为人们所关注，由于城市垃圾量大，垃圾成份复杂，处理难度较大，所以垃圾处理一直是困扰各国的难题之一。国内外垃圾处理的方法归结起来有三种：卫生填埋、堆肥处理和焚烧处理，但以上三种方法不能做到将垃圾完全减容处理的最终要求。国外目前研究的重点是分类回收、收集，对收集的生活垃圾进行资源回收和综合利用，减少因传统处理方式而造成的资源浪费。7.1.1填埋法卫生填埋是垃圾的最终处置方法。无论采用何种垃圾处理方法,最终都会产生一些残渣需要处理，所以垃圾卫生填埋场是垃圾处理方案中必不可少的。卫生填埋技术成熟，作业相对简单，对处理对象的要求较低，在不考虑土地成本和后期维护的前提下，建设投资和运行成本相对较低。但填埋处理存在以下缺点：（1）该法浪费很多可回收资源，处理能力有限，还占用大量宝贵的土地资源。随着人口的增长、城市的扩张，土地的价格越来越昂贵，而目前垃圾填埋场地的使用期最长的也只有30年，填埋场封场后需进行长期维护，随着城市生活垃圾量的不断增加，垃圾填埋场的使用年限还将会大大缩短，需要重新选址和占用新的土地，很难满足城市发展和建设的需要。（2）仅靠垃圾自己的腐化反应来使垃圾逐渐减少、消失，生活垃圾稳定化周期较长，生活垃圾处理可持续性较差，环境风险影响时间长。（3）垃圾填埋存在着严重的二次污染，容易导致垃圾渗沥液和挥发气体污染地下水、空气，导致土壤沙化。有机物腐蚀过程中产生的渗沥液会对地下水及土壤造成严重的污染，垃圾堆放产生的臭气严重影响场地周边的空气质量，垃圾发酵产生的甲烷气体也是火灾及爆炸的重要隐患。（4）垃圾填埋存在潜在的，未可知的风险。随着各种垃圾处理新工艺、新技术的不断出现，垃圾的填埋量将呈逐渐下降趋势，垃圾卫生填埋有可能发展成为其它处理工艺的辅助方法，成为一切不能再利用物质的最终消纳场所。7.1.2堆肥法堆肥法就是依靠自然界中广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物，人为地、可控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。堆肥技术的特点是工艺简单，适合处理有机质含量较高的垃圾，可生产有机肥。对于进行分类回收可降解有机垃圾的地区，可采用堆肥；对于生活垃圾混合收集的地区，则应慎用。因此，仅仅依靠堆肥法处理仍然不能彻底解决垃圾问题。另外，垃圾有机肥的肥料品位低，内含玻璃渣多，长期使用易引起土壤板结和地下水质变坏等二次污染问题。出于对垃圾有机肥中含有少量重金属及肥效的忧虑，不易被使用者接受，目前国内一些生活垃圾堆肥场生产的有机肥在销售上存在一定的问题。与填埋法相同，堆肥也同样存在着沼气爆炸、细菌交叉感染的问题。7.1.3传统焚烧法焚烧法是将垃圾进行高温焚烧处理，在800～1200℃的焚烧炉炉膛内，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，转化为高温的燃烧气和少量性质稳定的固定残渣。燃烧气可以作为热能回收利用，性能稳定的残渣可直接填埋。焚烧法具有减量化程度高（减重一般达70%，减容一般达90%）、处理周期短、占地面积小、选址灵活、燃烧的热量可用来发电、减少温室气体及COD的排放等优点，满足垃圾处理“减量化”。最近几年垃圾焚烧发电处理的比例迅速上升，已成为我国垃圾处理的新趋势。但该种工艺投资较大，还存在潜在的二次污染问题。垃圾焚烧存在缺点主要包括：（1）需要的一次性投资比较高，同时焚烧尾气的二次污染处理工艺复杂，操作和控制的技术要求高。（2）采用焚烧处理技术，应严格按照国家和地方相关标准处理焚烧烟气，并妥善处置焚烧炉渣和飞灰。其中，经烟气净化系统和热回收利用系统收集而得到的飞灰产生量约占焚烧垃圾总产生量的3%～4%，因含有一定量的二噁英、重金属等高毒性物质，被《国家危险废物名录》列为危险废物，因此，通常对飞灰进行单独收集，采用固化/稳定化（目前应用最多的是水泥固化、熔融固化和药剂稳定化）或重金属提取（主要有酸提取、碱提取、高温提取、生物浸提和其他药剂提取等）等方法进行无害化处理，之后进行填埋，处理费约700～3000元/吨。（3）由于国内的垃圾是混合型，其成分复杂，且常随着地域和季节而变化，这就使得垃圾的热值很不稳定，给发电或供热系统带来了许多问题，往往达不到预期的设计目的。为了维护系统的正常运转，很多垃圾发电厂常采用添加大量辅助燃料的方式进行补燃，使得运行成本大幅度提高，严重影响其经济效益。（4）单位垃圾的发电量也存在着较大差别，其单位垃圾发电量从146kWh/t～513.7kWh/t不等，平均发电量为323.2kWh/t，这其中也包含着补燃的发电量。（5）目前的垃圾处理设备主要依靠进口，建造一个小型规模的垃圾焚烧厂就需要几千万的投资，若再加上发电等配套设施，其投资动辄数亿。另外，环保部门制定的尾气排放标准越来越严格，引进国外先进的尾气处理装置又要耗费大量资金，如果不依靠政府的投资，垃圾发电厂很难正常运转，更谈不上多少经济效益了。（6）焚烧工艺产生的残渣仍需要采用填埋等方法进行二次处理，且这些残渣中还存在不完全燃烧物，又会形成新的二次污染。表7-1列出了垃圾焚烧产生污染物的种类及来源。表7-1垃圾焚烧产生污染物的种类及来源类别污染物名称污染物来源尘颗粒物垃圾中一小部分质小体轻的不可燃物在气流及热泳力作用下排出焚烧炉酸性气体氯化氢来源于垃圾中含氯废弃物的分解，如含氯塑料、厨余、纸、布等硫氧化物含硫垃圾的高温氧化过程氮氧化物在高温条件下，来源于焚烧过程中氮气和氧气的氧化反应；另一部分产生与含氮有机物的燃烧氟化氢与氯化氢类似一氧化碳垃圾中有机可燃物的不完全燃烧重金属类垃圾所含重金属及其化合物的蒸发有机类二噁英、呋喃、其他有机物，如PCB产生机理极为复杂，伴随多种化学反应，首先形成反应产物的中间体即前驱物质，最后形成终产物二噁英污染风险和投资运行成本过高这两大弊端，使得垃圾焚烧在欧美国家经历了上个世纪80年代的高潮之后，目前国外已经成为了一种“夕阳产业”。德国、荷兰、比利时、意大利等都早已相继颁布了“焚烧炉禁建令”或部分禁建令。日本高峰期建设有6000多座垃圾焚烧设施，但到目前仅存1280座。即使经济不是很发达的菲律宾，也颁布了垃圾焚烧设施建设的禁令。7.1.4水泥窑协同处理城市生活垃圾水泥窑协同处理生活垃圾技术的核心是利用水泥高温煅烧窑炉焚烧处理生活垃圾。在水泥生产过程中利用生活垃圾中的可燃成分和灰渣材料，结合适当的技术解决方案，使垃圾无害化、减量化、资源化和能源化，同时生产出符合国际通用标准的普通水泥。该技术具有处理温度高、焚烧空间大、停留时间长，可彻底分解垃圾中有害有机物；无残渣飞灰产生；回转窑内碱性环境抑制酸性气体和除水银、铊以外的绝大部分重金属排放；可选择不同温度点处置废弃物，避开二噁英等有毒有害气体产生；废弃物可替代部分一次原料和燃料；回转窑热容量大、工作状态稳定，废弃物处理量大；水泥回转窑是负压状态运转，烟气和粉尘很少外溢；处理费用较低；尾气处理投资省等优点。目前，水泥窑协同处理生活垃圾技术所具有的环境友好性和投资及运行费用的经济性已被世界各国公认。用水泥窑协同处理城市生活垃圾可以有多种路线，直接与市政环卫部门协调，将生活垃圾交予水泥厂处理；也可以在设立垃圾分拣站的基础上，只参与处理分拣出来的轻质可燃物；也可以在垃圾处理的后端，在给予一定补贴的情况下，参与处理垃圾焚烧厂的不燃物。目前，利用水泥回转窑联合处理原生城市生活垃圾在国内受到越来越多的关注，如安徽海螺川崎水泥厂协同处理技术、合肥院水泥厂协同处理技术等。利用水泥厂回转窑处理城市垃圾不需要建立专门的高温焚烧炉、气体净化装置,垃圾处理彻底，真正实现了垃圾的“减量、再用、循环”的无害化处理，是典型的循环经济发展模式。7.2处理技术的确定我国垃圾组分中大部分是水分和不燃物，以及部分轻质可燃物，若能有效析出或利用这三个部分，不但能够实现垃圾的减量，更能实现经济效益和社会效益。因此，我国城市生活垃圾处理的目标应以减量化、资源化、无害化及消灭二噁英和重金属为主。《某市市容建设和城市绿化“十二五”规划说明书》某市垃圾处理对策中提出，生活垃圾处理要坚持引进先进、成熟的垃圾处理新技术、新工艺；因地制宜，采用多种处理方式结合处理模式。7.2.1处理技术比较表7-2生活垃圾处理技术比较处理方式卫生填埋堆肥焚烧操作安全性较好，注意防火好好好技术可靠性可靠可靠可靠可靠占地需较大面积中等小小选址较困难，要考虑地质地形条件较易，仅需避开居民密集区，气味影响半径小于200m，运输距离适中容易，仅需避开居民密集区容易，依托现有水泥厂；或新选靠近石灰石资源适用条件适合范围广，对垃圾成分无严格要求垃圾中可生物降解有机物含量大于40%,含水40%-60%要求垃圾低位热值大于3760kj/kg,含水率一般不宜超过45%任何生活垃圾最终处置无非堆肥物需作填埋处理，为初始量的20-25%仅残渣需作填埋处理，为初始量的10%无产品能生产堆肥产品，但建立稳定的堆肥市场较困难提供燃料和水泥熟料资源回收无现场分选回收实例，但有潜在可能前处理工序可回收部分原料，但取决于垃圾中可利用物的比例垃圾可实现全部资源化土壤污染限于填埋场区无无地下水污染有可能，虽可采取防渗措施，但仍然可能发生渗漏重金属等可能随堆肥制品污染地下水无地表水污染有可能，但可采取措施减少炉渣填埋时有可能对地表水造成污染无大气污染有大气污染，影响半径800-1200m有轻微气味，影响半径<200m可以控制，但二噁英剧毒物质，尚难控制无臭气污染有，但可用覆盖压实等措施控制，离居民区大于300米有轻微气味，污染指标可能性不大可以密封控制可以密封控制二噁英排放无二噁英（Doxlin）等微量剧毒物需采取专用装置措施控制0.08～0.1ngTEQ/Nm3.008～0.037ngTEQ/Nm3，水泥窑内呈碱性气氛，吸收了二噁英分解后产生的氯，避免了二噁英的二次生成单位投资低较低高较低垃圾处理费低偏低高较高由表7-2可以得出，相比其他垃圾处理技术，水泥窑协同处理城市生活垃圾技术占地小，适用范围广，无二次污染，且投资省，真正做到了减量化、资源化及无害化。7.2.2处理技术的确定目前，我国生活垃圾处理方式主要为填埋、焚烧、堆肥。填埋方法简单、投资省，但占用大量宝贵的土地资源，对周边的空气、地下水污染严重，不能彻底解决垃圾处理的无害化问题；堆肥技术的工艺比较简单，适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，但处理垃圾的种类受到很大限制，处理方法远远不能满足城市发展的需要，且堆肥产品肥效低，存在有害成分；焚烧处理比起填埋处理占地面积小，效率高，曾一度被视为一种“减量快”的好方法，但经过几十年的实践后，也日渐暴露出耗资高、操作复杂的缺陷，而且潜伏性污染更严重，特别是二噁英类污染物，属于公认的一级致癌物，不燃物中的重金属富集也早晚会对生态环境，甚至人们的安全构成威胁。而水泥窑协同处理技术将生活垃圾处理技术和新型干法水泥窑生产工艺有机结合，由水泥窑烧成系统代替传统垃圾焚烧处理工艺的尾气净化系统，可彻底处理二噁英等有害物质，降低投资成本；充分利用垃圾热值替代部分燃料,减少水泥工业对自然资源的消耗，同时也减少CO2等废气的排放；将生活垃圾中不可燃物作为水泥生产的替代原料，实现再生资源的综合利用；废料中的绝大部分重金属固定在熟料中，可避免再次扩散；氯及碱等有害成份可通过对垃圾进行必要的分选，减少垃圾中氯含量或氯旁路设备排出，并掺入到水泥中做为混全材进行处理。可见，该技术是一项可实现在水泥生产过程中节约能源的技术，在理论上是现有的填埋、堆肥、焚烧等处理方式的良好替代品，具有明显的综合优势，是比以往的流化床燃烧方式更先进的焚烧形式。某属于北方地区，由于其生活习惯城市生活垃圾中厨余物的占比较大，决定了生活垃圾的水分含量大，约54.77%，大于45%，且垃圾中灰分含量高，不利于焚烧。采用传统焚烧技术，尾气净化系统投资、运行成本高，垃圾热能利用率低，而且二次污染严重，废气中二噁英等有害气体脱除系统复杂。采用焚烧处理每天将产生20%-30%的灰渣，需付出成本另行处理，以500吨/d处理规模计算，每天产生灰渣约100-150吨，其中，被列为危险废物的飞灰产量约15-20吨，按1000元/吨进行计算，仅处理飞灰每天就需1.5万～2万；某市土地资源紧张，采用填埋处理不仅造成宝贵土地资源的浪费，而且选址十分困难；另外，国家已经出台了系列政策，鼓励在大中型城市周边的水泥企业开展协同处理城市生活垃圾、污泥和各类废弃物的示范工程，本项目建设单位某水泥有限公司正好坐落于某市城市周边，在充分利用现有某水泥窑的高温碱性环境的基础上对现有水泥熟料生产线进行适应性改造，可彻底实现垃圾的“无害化、减量化及资源化”，实现零污染，同时，垃圾处理单位投资成本和单位处理成本也都低于其他处理手段。因此，利用新型干法水泥窑系统协同处理某市生活垃圾具有非常重要的意义，有利于实现某市“十二五”规划中环城四区垃圾无害化处理率达到90%，资源化利用率达到50%的规划目标，更有利于实现某市循环经济的发展。7.3国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾现状水泥窑是发达国家焚烧处理危险废物和城市生活垃圾的重要设施，德国、瑞士、法国、英国、意大利、挪威、瑞典、美国、加拿大、日本等发达国家利用水泥窑处置危险废物和城市生活垃圾已经有30多年的历史，积累了丰富的经验。7.3.1国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾的方式水泥的独特生产工艺（碱性环境，1000℃以上高温）为处理城市生活垃圾提供了优良条件，在国外利用水泥窑协同处理生活垃圾技术已成熟，处理系统稳定。目前主要有以下利用方式：（1）欧美国家：将垃圾制成垃圾衍生燃料（RefuseDerivedFuel，RDF），以此做成水泥烧成的替代燃料。该技术是建设专门的生活垃圾预处理厂，在预处理厂对生活垃圾筛分、除铁、风选、破碎、除去非铁质金属、除去玻璃陶瓷、挤压出水分等，将可燃部分选出。对选出的可燃部分进行破碎、烘干、加入添加剂、成型、筛分、制成衍生燃料（RDF）成品。实际RDF生产线的构成取决于生活垃圾的组成特点，同时考虑运行的经济性和环境问题。一般情况下，RDF生产线以筛分或手工分选开始，捡出垃圾中的大件，使后续设备不会因物料太大而降低效率。垃圾进入破碎或磨碎前，需进行除铁和风选，分离出其中的金属物质和玻璃陶瓷等无机物，防止金属块和硬的无机物对破碎或磨碎设备的磨损。磨碎段应设置在破碎之后，以提高效率。破碎后的垃圾进入干燥段烘干，烘干过程应配备除臭装置，避免污染环境，制作过程中使用的添加剂通常为高热值的煤和防臭防腐的生石灰，最后进行硬化处理，挤压或造粒成型。目前欧美大多数国家对RDF都明确地规定了质量标准。如意大利对RDF的性质提出了热值、不可燃无机物含量、有害物质含量等多方面要求。按质量标准生产的RDF组成均一、能量密度大、燃烧效率高，易于储存和运输。水泥厂可以方便地使用RDF作为替代燃料，由窑头燃烧器喷入水泥窑内燃烧。世界水泥工业应用替代燃料广泛采用由专业公司进行收集、加工，以品质稳定的成品供给水泥厂使用的模式，如法国、比利时、挪威、德国、美国等均形成这样的二次燃料供应渠道。该处理方式虽然方便了水泥厂对垃圾产品─衍生燃料的使用，但是要建设垃圾预处理厂，对垃圾进行分拣和处理。分拣后的不可燃物得不到利用，要另行处理；分选出来的产品（替代燃料）仍有一定的气味，其储存和运输会对周围的空气造成臭气污染；再者，RDF制作过程中添加高热值的煤，也是用化石燃料处理垃圾。（2）日本：将垃圾焚烧后的灰渣或飞灰作为生产水泥的替代原料。该技术是垃圾焚烧厂直接处理垃圾，水泥厂把垃圾焚烧厂焚烧生活垃圾时产生的灰渣、飞灰或污泥等废物为主要原料生产水泥。日本把以废物为主要原料生产的水泥称之为生态水泥，或称环保水泥、绿色水泥。由于灰渣等废物中含有大块金属物质，化学成分中氯含量往往超过水泥生产对原料质量的要求，水泥生产线须设置对垃圾焚烧炉灰进行除去大块、磁力筛选等工序，并对飞灰进行水选和脱氯处理后，才能成为水泥原料。生态水泥的原料成分约为：石灰石52%、焚烧灰渣38%、污泥9%、其他1%，水泥性质与普通硅酸盐水泥相同，可广泛应用于混凝土建筑和地基等。该处理方式要建垃圾焚烧厂，焚烧垃圾时往往要添加化石燃料，产生的灰渣再由水泥厂处理，可见，该处理方法不是很经济。（3）其他国家：垃圾分选后分别作为生产水泥的替代原料和替代燃料。该技术是将垃圾直接送到水泥厂，在水泥厂建设预处理车间，对生活垃圾筛分、除铁、风选、破碎、除去不可燃的无机物、挤压出水分等，将可燃部分选出。对选出的可燃部分再进行破碎、烘干，加工成能够用特制喷煤管喷入水泥窑燃烧的燃料。除去的不可燃的无机物作为生产水泥的原料，在磨制水泥生料时搭配进去，成为替代原料。该技术工艺流程见图7-1。该方式是欧洲诸国多年处理城市生活垃圾技术路线的模式，由于水泥窑系统热容量大、温度高，垃圾处理过程不需要外加化石燃料；分选过程中有挤压工序，能处理水分含量高的垃圾。但是其分选和后处理系统复杂，过程存在污染，需要对污水进行处理，运行费用仍较高；不可燃物中掺杂的有机物随同生料进入预热器，在低温段分解，造成预热器排出气体中有机气体份量增加。图7-1处理流程图7.3.2国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾现状为了保证水泥窑协同处理生活垃圾对水泥产品不构成影响，许多国家对进入水泥窑协同处理废物特性都给出具体要求，这些特性包括垃圾热值、水分、灰分含量、氯含量等。瑞典、意大利以及欧盟废物热处理协会等制定的水泥窑协同处理生活垃圾特性要求见表7-3、表7-4、表7-5。表7-3瑞典水泥窑协同处理废物的特性要求项目A类B类热值23.9–31.4MJ/kg25.1–31.4MJ/kg闪点<21°C<21°C密度（检测状态为15°C）0.9–1.1kg/dm30.80–0.95kg/dm3粘度可泵送1–5CST(50°C)灰含量5–10%0.6–0.8%水分含量<30%<10%Cl<1%<1%S没有要求<0.5%Cr<300ppm<30ppmV没有要求<50ppmZn<2000ppm没有要求Cd<10ppm<5ppmPb<350ppm<100ppmNi没有要求<10ppmHg没有要求<5ppmPCB没有要求<5ppm表7-4意大利水泥窑协同处理废物的特性要求指标限值水分含量<25%热值23.9–31.4MJ/kg灰含量<20%Cl<0.9%S<0.6%Pb<200mg/kgCu(溶解性)<300mg/kgMn<400mg/kgCr<100mg/kgNi<40mg/kgAs<9mg/kgCd和Hg<7mg/kg表7-5欧盟废物热处理协会提出的水泥窑协同处理废物的特性要求指标数值单位热值15mJ/kgCl0.5%S0.4%Br/I0.01%S0.5%N0.7%F0.1%Be1mg/kgHg/Ti2mg/kgAs,Se(Te),Cd,Sb10mg/kgMo20mg/kgV,Cr,Co,Ni,Cu,Pb,Mn,Sn200mg/kgZn500mg/kg为了规范水泥窑协同处理生活垃圾，欧盟也制定了相应排放标准，表7-6是欧盟水泥窑协同处理排放标准（DIRECTIVE2000/76/EC），许多指标与生活垃圾焚烧厂烟气污染控制指标是一致的。表7-6欧盟水泥窑协同处理处理固体废物烟气污染控制标准指标限值（mg/Nm3）检测状态烟尘30日均值VOC以TOC代表10日均值HCl10日均值HF1日均值SO250日均值NOX800（已建厂）500（新建厂）日均值Cd和Ti0.05Hg0.05Sb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V0.5二噁英类0.1随着水泥窑焚烧废物的理论与实践的发展及各国相关环保法规的健全，水泥工业协同处理废弃物已在发达国家各国政府和广大公众达成了高度共识，认为这条技术路线是环境安全、经济合理、技术可靠，效果比较理想的。2005年3月，瑞士Holcim水泥公司和德同国际合作公司共同发布了《水泥生产过程协同处理废物指南（最后草案）》，该指南对水泥窑协同处理技术的发展具有重要意义。日本为支持水泥窑处置污泥和垃圾这一处置方式，政府和水泥厂签订长期处置协议，协议中规定了垃圾和污泥的数量和质量要求，污染物排放要求，以及处置费率。据有关资料，2009年各国可燃废料对煤的替代率如下：德国60%、荷兰81%、挪威98%、比利时50%、法国34%、捷克45%、日本12%、美国24%；2005～2009年，世界水泥工业焚烧了近9000万吨废料。另外，韩国、巴西、墨西哥以及我国的台湾省等工业并不发达的国家和地区，利用水泥回转窑处理城市垃圾废弃物，替代传统化石燃料的比例也相当高。可见，该项技术在经济和环保两方面的巨大优势使其逐渐形成产业规模，在发达国家城市危险废物和城市生活垃圾处理中发挥着重要作用。7.4国内利用水泥窑协同处理生活垃圾方式的选择及处理现状近几年，我国水泥行业利用水泥窑协同处置作了积极的尝试，可以说，水泥窑协同处理城市生活垃圾的工作正在兴起。国内水泥窑协同处理生活垃圾技术的开展，主要技术方案有：（1）借鉴国外技术强化生活垃圾预处理，进行分类后分别利用水泥窑进行处置的技术，如中材国际的技术，该技术在常州溧阳已建设500吨/天的生产线，中材旗下的天山水泥集团也将在乌鲁木齐启动水泥窑协同项目。（2）仍借鉴国外技术将垃圾制成垃圾衍生燃料RDF，如北京金隅集团生活垃圾筛上物水泥窑处置项目。（3）具有中国特色的垃圾焚烧炉和水泥窑联合处理生活垃圾技术，该技术针对我国生活垃圾的情况，直接焚烧不经分选的原生混合态生活垃圾，如安徽海螺川崎水泥厂协同处理技术、合肥院水泥厂协同处理技术等。7.4.1国内利用水泥窑协同处理城市生活垃圾方式的选择国外利用水泥窑协同处理城市生活垃圾的方式虽然技术成熟，有成功的经验，但毕竟国外的城市生活垃圾在源头进行了分类和控制，有利于采用水泥生产系统焚烧和处理。而针对我国目前的城市垃圾状况，借鉴有一定难度，主要原因有：一是中国人的传统饮食生活习惯，造成垃圾中厨余含量及水分较大，热值较低，同时我国垃圾没有在初始阶段进行分类处理，是一种混合垃圾，到垃圾处理厂后，再分类，难度太大；二是在水泥厂附近建垃圾处理厂，成本较高，同时垃圾本是污染源，处理的地点越多，程序越复杂，治理的成本就越高。可见，发达国家的水泥窑协同处理技术其前处理分选和后处理系统太复杂，预处理过程存在二次污染，且投资和运行费用较高，不适合我国生活垃圾的“国情”，我们只能借鉴，不能照搬，必须开发适合我国垃圾成分和特性的水泥工业生活垃圾处理技术，最大限度地利用其能量和物质，尽量做到无残留物，减