天津振兴水泥窑协同处理生活垃圾项目可研

1概述1.1工程名称及执行单位工程名称：天津振兴水泥窑协同处理城市生活垃圾工程建设单位：天津振兴水泥工程建设单位概况本工程建设单位为天津振兴水泥，地处天津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，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。天津振兴水泥成立于1996年，是国有股份制企业，隶属于北京金隅股份，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，总资产亿元，2023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×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“正通〞牌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“正通〞水泥被评为天津市名牌产品，2007年9月“正通〞商标被评为天津市著名商标，充分显现了振兴水泥整体实力的提高和产品在天津水泥市场的良好口碑。2023年生产高标号低碱水泥到达万吨。由于公司生产的水泥具有碱含量低、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、水下工程等重点工程上。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〞的开展道路，大力推进企业向利废、节能、环保的可持续开展方式转变，是市环保局命名的天津市首批“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天津振兴水泥的新型干法水泥窑，结合生活垃圾气化处理技术协同处理天津市生活垃圾，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、垃圾燃烧系统、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局部组成。工程建设地点位于天津振兴水泥厂内西南角靠近二线水泥窑的位置，建、构筑物总占地面积：2。生活垃圾处理规模：500吨/日。本工程主要建设内容包括垃圾燃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：2。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到达保本微利。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工程单位指标备注1生活垃圾处理规模t/d5002建、构筑物占地面积m2垃圾处理综合用房+地磅房+高架引桥3总建筑面积m2垃圾处理综合用房+地磅房4工程总资金〔含全部流动资金〕万元5垃圾处理吨投资〔固定资产〕万元/t·d6生活垃圾处理平均经营本钱元/t经营期平均7生活垃圾处理平均总本钱元/t经营期平均8职工人数人261.4设计依据、采用的主要标准及标准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〕《当前国家重点鼓励开展的产业、产品和技术目录》〔5〕《2000～2023年新能源与可再生能源产业开展规划要点》〔6〕《关于开展资源综合利用假设干问题的暂行规定》的通知(国发[1985]117号)〔7〕《城市根底设施可研编制大纲》〔[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【2023】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[2023]61号〕〔11〕《国家环境保护“十二五〞规划》〔12〕《天津市城市总体规划》〔2005-2023年〕〔13〕《天津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〞开展规划》〔15〕《关于水泥工业节能减排的指导意见》〔工信部节【2023】582号〕〔16〕《“十二五〞节能减排综合性工作方案》〔17〕《关于开展2023年产业振兴和技术改造专项有关工作的通知》〔发改办产业[2023]3063号文件〕〔18〕天津振兴水泥提供的根底资料1.4.2设计采用的主要标准与标准〔1〕《水泥窑协同处置工业废物设计标准》〔GB53634-2023〕〔2〕《水泥窑协同处置污泥工程设计标准》〔征求意见稿〕〔3〕《生活垃圾燃烧污染控制标准》〔GB18485-2001〕〔4〕《生活垃圾燃烧处理工程技术标准》〔CJJ90-2023〕〔5〕《城市生活垃圾燃烧处理工程工程建设标准》〔建标【2023】213号〕〔6〕《通用硅酸盐水泥》〔GB175-2007〕〔7〕《水泥工厂设计标准》〔GB50295-2023〕〔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/T313-2023〕〔10〕《》〔CJJ128-2023〕〔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》〔GB12348-2023〕〔13〕《环境空气质量标准》〔GB3095-1996〕〔14〕《工业企业设计卫生标准》〔GBZ1-2023〕〔15〕《水泥工业劳动平安卫生设计规定》〔JCJ10-97〕〔16〕《生产过程平安卫生要求总那么》〔GB/T12801-2023〕〔17〕《厂矿道路设计标准》〔GBJ22-87〕〔18〕《工业企业总平面设计标准》〔GB50187-93〕〔19〕《建筑设计防火标准》〔GB50016-2006〕〔20〕《建筑抗震设计标准》〔GB50011-2023〕〔21〕《建筑物防雷设计标准》〔GB50057-2023〕〔22〕《采暖通风与空调设计标准》〔GB50019-2003〕〔23〕《混凝土结构设计标准》〔GB50010-2023〕〔24〕《生活饮用水卫生标准》〔GB5749-2006〕〔25〕《室外排水设计标准》〔GB50014-2006〕〔2023年版〕〔26〕《室外给水设计标准》〔GB50013-2006〕〔27〕《建筑给水排水设计标准》〔GB50015-2003〕〔2023年版〕〔28〕《建筑灭火器配置设计标准》〔GB50140-2005年版〕〔29〕《固定消防水炮灭火系统设计标准》〔GB50338-2003〕〔30〕《电气设备平安设计导那么》〔GB/T25295-2023〕〔31〕《供配电系统设计标准》〔GB50052-2023〕〔32〕《建筑照明设计标准》〔GB50034-2004〕〔33〕《低压配电设计标准》〔GB50054-95〕〔34〕《10kV及以下变电所设计标准》〔GB50053-94〕1.5编制原那么、范围1.5.1编制原那么本报告的编制主要遵循以下原那么：〔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标准和技术标准。〔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〕根据天津市城市总体规划，结合天津市城市生活水平、垃圾产量及天津振兴水泥实际情况等因素，合理确定工程建设规模、工程投资和工程实施方案。〔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平安、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根底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〕工程建设必要性；〔2〕场址概况；〔3〕效劳范围及处理规模；〔4〕城市生活垃圾处理工艺确实定；〔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〕劳动平安卫生；〔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工程背景、工程建设的必要性及意义2.1工程背景近年来，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“垃圾处理技术的开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《当前国家重点鼓励开展的产业、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那么为减量化、资源化和无害化。2023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开展的前提等方面的政策，我国局部水泥行业借鉴国外兴旺国家的先进经验，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、平安的处理固体废弃物的方法，在兴旺国家的水泥行业已有三十多年平安运行经验。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2023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局部。另外，《水泥工业十二五开展规划》中将水泥窑协同处置示范工程列入十二五重点工程，在假设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、开展循环经济、提高城市居民生活质量的原那么，天津振兴水泥提出建设水泥窑协同处置生产线，把生活垃圾燃烧后产生的热能和不燃物用于水泥工业生产，为天津市生活垃圾处理及低碳减排作出奉献。2.2工程建设的必要性2.2.1循环经济理念的提出长期以来只追求经济开展而无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、资源问题和可持续开展问题日益成为制约社会和经济开展的最重要的因素之一。先开展经济，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开展不上去，环境问题也解决不好，更保证不了经济的可持续开展。要实现可持续开展，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，一旦废物产生那么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，是先进的经济开展模式。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开展之间的锋利矛盾，是一种以低投入实现高效率利用、低排放的经济开展模式。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工程建设的必要性目前，国家大力倡导开展循环经济，而对消费后的生活垃圾进行回收利用是开展循环经济的重要内容。天津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开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局部燃料和原料，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开展。由水泥窑烧成系统代替垃圾燃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，天津市中心城市〔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，各区根本设1座垃圾燃烧厂和1座垃圾填埋场，生活垃圾处理能力能够满足大局部生活垃圾处理的需要。本工程建设单位天津振兴水泥位于北辰区，而北辰区现有双口垃圾填埋场〔主要效劳于外环线以内以及填埋场周边地区〕和青光垃圾燃烧厂〔主要效劳于红桥区、南开区、和平区及北辰区和西青区局部区域〕。目前，受天津市市容园林委和天津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。而本工程建成后，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，该工程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，对于天津市土地资源紧张的地区该工程的建设具有重要的意义。由天津振兴水泥内的水泥窑烧成系统代替垃圾燃烧处理工艺的尾气净化系统，可以彻底解决环保问题，并大幅降低投资本钱；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〞；工程的建成更有助于天津市循环经济的开展，改善城市环境，有助于天津市城市建设走上可持续开展的良性轨道，创立生态宜居城市，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。2023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【2023】582号〕指出“到十二五末，大城市周边的水泥企业根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《水泥工业十二五开展规划》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、国家开展改革委已将其列入环境保护、节能节水工程企业所得税优惠目录。综上所述，本工程符合节约能源、环境保护的需要，有利于天津市实现资源的再利用和经济的可持续开展，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，本工程的建设是十分必要的。2.3工程建设的意义目前，国内城市生活垃圾根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。随着经济开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，水泥生产过程燃料本钱占整个生产本钱的40%，因此，当前水泥工业开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，走可持续开展的道路。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，防止填埋和燃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本钱，不需要增加类似垃圾燃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开展。可见，本工程的建设不仅充分贯彻了国家推进节能减排、开展循环经济的理念，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；该工程的建设还可以加快水泥工业向绿色功能产业转变，对水泥企业的开展具有重要的意义；工程建成更有助于天津市实现资源的再利用和经济的可持续开展，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天津市概况3.1城市概况天津，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，造就天津中西合璧、古今兼容的独特城市风貌。“近代百年看天津〞，成为世人共识。天津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，是天津的母亲河。天津有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，按照效劳业功能，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、大港区以及天津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。2023年天津常住人口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%。天津是中国近代工业的发源地，经济开展迅速，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地形地貌天津市位于北纬°，东经°，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，全市总面积平方公里，毗邻北京市、河北省，是华北、西北广阔地区的出海口。天津地质构造复杂，大局部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。全市最顶峰为九山顶〔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、气象天津地处北温带，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天津的气候影响不大。主要气候特征是：四季清楚，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，枯燥少雪。天津市及北辰区2023年气象资料如表3-1、表3-2所示。表3-1天津市2023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1-62三月-482四月147250.2五月236.6462六月351146.9七月27.83651八月317173.3九月2367十月125019十一月58十二月--4610.1表3-2天津市北辰区2023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58203203.2.3水文天津位于海河流域下游，是海河五大支流南运河、北运河、子牙河、大清河、永定河的集合处和入海口，素有“九河下梢〞、“河海要冲〞之称。；还有子牙新河、独流减河；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。天津还屡次引黄济津，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天津市城市生活垃圾收运现状目前，天津市生活垃圾采取混合收集的方式，根本做到密封收运，日产日清，压缩收运率到达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，大局部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，局部生活垃圾收集后直接运至垃圾处理厂。天津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天津市城市生活垃圾收运系统流程4.2天津市城市生活垃圾处理现状至2023年底，天津市城市生活垃圾无害化处理率到达93.02%，比“十五〞末提高了约13个百分点。目前，天津市生活垃圾由天津市市容园林委和天津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，各区根本设1座垃圾燃烧厂和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燃烧厂，主要效劳于红桥区、南开区、和平区及北辰区和西青区局部区域；津南处理区现有泰达燃烧发电厂和大韩庄垃圾填埋场，效劳于河西区、津南区及西青区局部区域；“十二五〞规划将在东丽处理区建设泰达第二垃圾燃烧发电厂和第二垃圾综合处理厂，主要效劳于河东区、东丽区、河北区及北辰区局部区域；汉沽处理区主要效劳于汉沽区、宁河县和塘沽区局部地区；大港处理区主要效劳于大港区和塘沽区局部区域。天津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天津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)燃烧(t/d)1双口垃圾填埋场27007763772大韩庄垃圾填埋沽垃圾填埋场700284874大港垃圾处理场4002431965汉沽垃圾燃烧厂1015006双港垃圾燃烧厂12007青光垃圾燃烧厂106008合计56003300表4-2天津市拟建、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大港垃圾燃烧厂1000t/d燃烧发电8大港2023年在建2泰达第二垃圾燃烧发电厂1000t/d燃烧发电10东丽区2023年3第二垃圾综合处理厂1100t/d综合处理65东丽区2023年一期工程4青光垃圾燃烧发电厂800t/d燃烧发电北辰区2023年二期扩建工程5汉沽垃圾填埋场400t/d填埋2023年三期工程随着天津市各燃烧厂的建成，天津市生活垃圾处理以燃烧为主，填埋场将作为生活垃圾最终处理场所及应急处理场，接纳垃圾燃烧产生的炉渣以及垃圾燃烧厂检修及突发事件的应急处理。由于天津市生活垃圾未实现分类回收，垃圾直接送入燃烧炉，使燃烧过程较难控制，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。本工程位于天津北辰区经济开发区天津振兴水泥厂区内，建成后拟主要效劳于北辰区及周边地区，垃圾来源由天津市市容园林委、天津市垃圾处理中心统一调配。目前北辰区生活垃圾主要运至天津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天津市生活垃圾组成及理化性状4.3.1天津市城市生活垃圾物理组成影响天津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。天津市城市生活垃圾物理组成见表4-3。表4-3天津市城市生活垃圾物理组成单位：%区域工程中心城区环城四区滨海新区厨余类灰土类砖瓦陶瓷类金属类玻璃类纸类橡塑类纺织类木竹类其他混合类可见，天津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。今后的开展过程中，随着城市根底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。随着天津市居民燃料结构的改变和居住条件的改善，目前天津市城市生活垃圾中灰土类所占的比例较小，对垃圾容重的奉献率越来越小；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工程区域容重〔kg/m3〕含水率〔%〕中心城区264环城四区269滨海新区2734.3.3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，可燃物含量那么有上升趋势。2023年天津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工程区域灰分〔%〕可燃物〔%〕中心城区环城四区滨海新区4.3.4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。2023年天津市生活垃圾热值测定结果见表4-6。表4-6生活垃圾热值工程区域干基高位热值〔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2023年天津市各区域生活垃圾化学成分统计见表4-7。表4-7天津市各区域生活垃圾化学成分统计表工程区域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环城四区滨海新区4.4天津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、经济开展水平、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《天津市市容建设和城市绿化“十二五〞规划说明书》，2023年天津市内六区人均垃圾产生量为0.7kg/d，环城四区为1.1kg/d。2023年天津市城市人口及垃圾产生量预测结果见表4-8，2023年天津市垃圾产生量预测为7782.34t/d。表4-8天津市城市生活垃圾产生量预测表工程区域2023年城市人口〔万人〕2023年垃圾产生量预测〔t/d〕市内六区和平区河东区河西区南开区河北区红桥区环城四区东丽区西青区津南区北辰区滨海新区塘沽汉沽大港5效劳范围及处理规模5.1效劳范围本工程建设位于天津北辰区经济开发区天津振兴水泥厂区内，工程建成后主要效劳于北辰区、河北区、红桥区、西青区以及接纳天津市市容园林委和天津市生活垃圾处理中心调配的垃圾。5.2处理规模本工程利用天津振兴水泥两条日产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、破碎及燃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，由于垃圾燃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，需要控制由垃圾燃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，垃圾燃烧产生的排气量与原本窑尾SP风机排气量的比例到达25%时垃圾处理量最大。根据建设单位提供的有关资料，天津振兴水泥二线在目前窑尾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，参加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。将天津振兴水泥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拟，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，本工程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根本相同，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，确定本工程的处理规模为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，可与天津市市容园林委、天津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场址描述本工程建设单位为天津振兴水泥，地处天津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天津振兴水泥区域位置图因垃圾可燃气体的处理需要利用天津振兴水泥的预热器、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。假设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平安隐患〔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平安隐患。同时，可利用振兴水泥局部用地，减少新增用地。经与天津振兴水泥协商，工程厂址选择在天津振兴水泥厂区内，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，需对其进行撤除，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。场地比拟平坦，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~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。～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确实定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，从而使垃圾到达无害化、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、堆肥处理和燃烧处理，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，在不考虑土地本钱和后期维护的前提下，建设投资和运行本钱相对较低。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，还占用大量珍贵的土地资源。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，很难满足城市开展和建设的需要。〔2〕仅靠垃圾自己的腐化反响来使垃圾逐渐减少、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开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，那么应慎用。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传统燃烧法燃烧法是将垃圾进行高温燃烧处理，在800～1200℃的燃烧炉炉膛内，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反响，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。燃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〞。最近几年垃圾燃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。垃圾燃烧存在缺点主要包括：〔1〕需要的一次性投资比拟高，同时燃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〕采用燃烧处理技术，应严格按照国家和地方相关标准处理燃烧烟气，并妥善处置燃烧炉渣和飞灰。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燃烧垃圾总产生量的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，使得运行本钱大幅度提高，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异，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燃烧厂就需要几千万的投资，假设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消耗大量资金，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〕燃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列出了垃圾燃烧产生污染物的种类及来源。表7-1垃圾燃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局部质小体轻的不可燃物在气流及热泳力作用下排出燃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，来源于燃烧过程中氮气和氧气的氧化反响；另一局部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，伴随多种化学反响，首先形成反响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本钱过高这两大弊端，使得垃圾燃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公布了“燃烧炉禁建令〞或局部禁建令。日本顶峰期建设有6000多座垃圾燃烧设施，但到目前仅存1280座。即使经济不是很兴旺的菲律宾，也公布了垃圾燃烧设施建设的禁令。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燃烧处理生活垃圾。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，结适宜当的技术解决方案，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、燃烧空间大、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、铊以外的绝大局部重金属排放；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；废弃物可替代局部一次原料和燃料；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根底上，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，参与处理垃圾燃烧厂的不燃物。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燃烧炉、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，是典型的循环经济开展模式。7.2处理技术确实定我国垃圾组分中大局部是水分和不燃物，以及局部轻质可燃物，假设能有效析出或利用这三个局部，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。《天津市市容建设和城市绿化“十二五〞规划说明书》天津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处理技术比拟表7-2生活垃圾处理技术比拟处理方式卫生填埋堆肥燃烧操作平安性较好，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局部原料，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～TEQ/Nm3，水泥窑内呈碱性气氛，吸收了二噁英分解后产生的氯，防止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处理技术确实定目前，我国生活垃圾处理方式主要为填埋、燃烧、堆肥。填埋方法简单、投资省，但占用大量珍贵的土地资源，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；堆肥技术的工艺比拟简单，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开展的需要，且堆肥产品肥效低，存在有害成分；燃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，甚至人们的平安构成威胁。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燃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，降低投资本钱；充分利用垃圾热值替代局部燃料,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；废料中的绝大局部重金属固定在熟料中，可防止再次扩散；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、燃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燃烧形式。天津属于北方地区，由于其生活习惯城市生活垃圾中厨余物的占比拟大，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，不利于燃烧。采用传统燃烧技术，尾气净化系统投资、运行本钱高，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。采用燃烧处理每天将产生20%-30%的灰渣，需付出本钱另行处理，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；天津市土地资源紧张，采用填埋处理不仅造成珍贵土地资源的浪费，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，本工程建设单位天津振兴水泥正好坐落于天津市城市周边，在充分利用现有振兴水泥窑的高温碱性环境的根底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，垃圾处理单位投资本钱和单位处理本钱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天津市生活垃圾具有非常重要的意义，有利于实现天津市“十二五〞规划中环城四区垃圾无害化处理率到达90%，资源化利用率到达50%的规划目标，更有利于实现天津市循环经济的开展。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兴旺国家燃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、日本等兴旺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，将可燃局部选出。对选出的可燃局部进行破碎、烘干、参加添加剂、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，别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。破碎后的垃圾进入枯燥段烘干，烘干过程应配备除臭装置，防止污染环境，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给渠道。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：将垃圾燃烧后的灰渣或飞灰作为生产水泥的替代原料。该技术是垃圾燃烧厂直接处理垃圾，水泥厂把垃圾燃烧厂燃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燃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%、燃烧灰渣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燃烧厂，燃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，将可燃局部选出。对选出的可燃局部再进行破碎、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工程A类B类热值闪点<21°C<21°C密度〔检测状态为15°C〕33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/kgCl%S%Br/I%S%N%F%Be1mg/kgHg/Ti2mg/kgAs,Se(Te),Cd,Sb10mg/kgMo20mg/kgV,Cr,Co,Ni,Cu,Pb,Mn,Sn200mg/kgZn500mg/kg为了标准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燃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TiHgSb+As+Pb+Cr+Co+Cu+Mn+Ni+V二噁英类随着水泥窑燃烧废物的理论与实践的开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兴旺国家各国政府和广阔公众达成了高度共识，认为这条技术路线是环境平安、经济合理、技术可靠，效果比拟理想的。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开展具有重要意义。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，2023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%；2005～2023年，世界水泥工业燃烧了近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兴旺的国家和地区，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，在兴旺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工程。〔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工程。〔3〕具有中国特色的垃圾燃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，直接燃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燃烧和处理。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，本钱较高，同时垃圾本是污染源，处理的地点越多，程序越复杂，治理的本钱就越高。可见，兴旺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，减少二次污染。为此，将原始的城市生活垃圾直接在水泥厂进行燃烧处理，即直接燃烧原生垃圾，在国内受到越来越多的关注，这样不仅可以简化处理过程，还能降低投资和处理本钱。表7-7国内外生活垃圾状况容重〔kg/m3〕含水率〔%〕厨余〔%〕灰土〔%〕热值〔%〕兴旺国家100-15020-403-61-10中国250-50040-6040-601-207.4.2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〔1〕技术特点国内利用水泥窑协同处理原生混合态生活垃圾的实践较少，主要是在水泥回转窑外建设平行的垃圾燃烧炉煅烧垃圾，并将垃圾燃烧后的烟气、残渣、渗滤液等利用水泥窑分别处置。该处理方式称为垃圾燃烧炉和水泥回转窑联合处理生活垃圾。该技术不需要建设专门的垃圾燃烧厂或垃圾预处理车间，而把垃圾燃烧炉建在新型干法水泥窑旁边，由垃圾燃烧炉和水泥窑联合处理生活垃圾。采用该技术，可以将垃圾热能和灰渣全部利用，污染物排放低，不需要二次处理，投资省，费用低，不仅吸收国外技术的长处，更克服其缺乏，适合我国垃圾特性。〔2〕处理现状2007年，海螺集团按照国家《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五〞规划》中“在经济兴旺、生活垃圾热值符合条件、土地资源紧张的城市，可加大开展燃烧处理技术〞的文件精神，通过对国内外垃圾处理技术的实地考察和研究，凭借在水泥高温煅烧、废气处理技术领域的研究和经验，结合我国城市生活垃圾的特性，与日本川崎重工合作开发出具有自主知识产权的利用新型干法水泥窑处理城市生活垃圾系统，利用安徽铜陵海螺水泥2×5000t/d水泥熟料生产线建成2×300t/d生活垃圾处理工程。该技术是在水泥回转窑旁并行设置气化燃烧炉〔流化床的一种〕，利用垃圾气化处理技术使垃圾在炉内局部燃烧，局部气化，将垃圾转化成可燃气体，将此气体引入新型干法水泥窑系统的分解炉中，替代局部燃料进行燃烧，并利用分解炉的高温和碱性条件，吸收和处理垃圾产生的二噁英等有害气体，使垃圾处理到达无害化。该工程土建工程于2023年10月底开工，并于2023年4月投入运行，每年可处理生活垃圾约20万吨，节约标煤可达1.3万吨，减排二氧化碳约3.25万吨。此外，贵州贵定某水泥厂已签约，将采用此技术建设日处置200吨的生活垃圾处理工程。合肥院的技术是在水泥回转窑旁并行于三次风管设置回转式垃圾燃烧炉，从窑头抽取高温热气体，在回转式燃烧炉内煅烧城市垃圾，由于炉内良好的通风和搅拌设施，使垃圾得到充分的燃烧，煅烧温度高、停留时间长，完全满足垃圾燃烧的“三T〞要求，燃烧后的高温气体作为入分解炉三次风，经过分解炉、预热器和窑尾废气处理系统处理后排除，燃烧垃圾产生的一些有害成分在水泥烧成过程中产生的高温碱性气体中得到缓解和释放，到达无害化处理的目的。该技术在四川广旺能源集团天台水泥厂得到成功应用，各项技术经济指标优越，工程通过了安徽省科技厅组的相关技术鉴定。南阳市天泰水泥近期也启动了协同处理工程，利用2000t/d水泥熟料生产线建设日处理200吨的回转式垃圾燃烧系统。近期，中国水泥协会的调查证明，水泥窑协同处置废弃物工程开展迅速，预计“十二五〞期间水泥工业协同处置废弃物将取得重大突破，成为“十二五〞期间最大的环保产业。但是，水泥窑协同处置技术的应用在我国属于刚刚起步，在政策、标准、技术、监督等方面还有待于建立和完善。7.5垃圾燃烧炉的选择7.5.1垃圾燃烧炉介绍目前垃圾燃烧技术市场的主要装备有炉排型燃烧炉、流化床燃烧炉、回转窑燃烧炉。7.5.1.1炉排型燃烧炉炉排型燃烧炉的主要特征是被处理的垃圾堆放在炉排上，燃烧火焰从垃圾堆料层的着火面向未着火的料堆外表及内层传播，形成一层一层燃烧〔层燃〕的过程。在炉排上，沿料堆行进方向，可以区分出预热枯燥、主燃和燃尽三个温度不等的区段，以及由不同区段产生的气体在炉排上方形成不同炉膛温区，而且沿炉膛高度方向温度也有明显下降。炉排上垃圾燃料堆层的着火燃尽情况，很大程度上取决于炉膛的结构设计是否与燃料的理化特性相适应。对于任一特定性质的燃料，原那么上都应进行专门的设计，以求到达尽快着火、彻底燃烧而又不超温烧结的目的。对于燃烧有相当热值、品质比拟均匀稳定的垃圾燃料，有较好的效果。炉排燃烧炉的优势如下：〔1〕炉排燃烧炉型已有近百年的开展历史，用于燃烧生活垃圾也已有40多年的经验，技术成熟度高，设备配套性好，性能稳定可靠，可选择的供给商较多；〔2〕垃圾进料和底渣排出设备比拟简单，系统运行操作易于掌握；〔3〕对于燃烧处理经过分类收集，热值较高、品质比拟均匀稳定的垃圾，有较好的燃烧效果。炉排燃烧炉在我国应用时出现的问题包括：〔1〕对于混合收集的垃圾，因为水分高、堆积密度大、发热量低，无论是哪种炉排，都有垃圾料堆内层燃烧不充分的问题，排出的底渣甚至仍有恶臭，热灼减率一般偏高。〔2〕为降低垃圾含水率、提高进炉垃圾热值，常常将垃圾存在储坑中“堆酵〞数天，沥出大量垃圾渗沥液；在燃烧炉排下方也会沥洒出垃圾渗出液。需要专门投资进行污水处理。〔3〕入炉垃圾的组成和燃烧特性随时间变化很大、很频繁。在炉排上的燃烧状态总是偏离设计情况。炉排和它上方炉膛温度的分布和燃烧条件都很不稳定和很不均匀，造成局部低温区和局部超温区，对充分燃尽和污染控制都很不利。〔4〕对于炉排炉，垃圾热值一般按8000kJ/kg左右设计，而我国生活垃圾热值低，除需将垃圾“堆酵〞外，还需要向燃烧炉膛喷入辅助燃料油，消耗量大。〔5〕通常原生生活垃圾中含氯化物较常用燃料多，燃烧烟气对生产蒸汽的锅炉管束金属材料具有更强的高温腐蚀性。为了设备平安，假设采用更加耐酸腐蚀的材料制造，就会提高设备建造和维护费用。〔6〕各种炉排炉的复杂运动的炉排，对材质、加工条件、安装精度和日常维护都有更高的要求。7.5.1.2流化床燃烧炉流化床炉燃烧技术是本世纪六十年代初迅速开展起来的一种新型清洁燃烧技术。采用该技术的燃烧炉的根本特征在于在炉膛下部布置有耐温的布风板，板上装有载热的惰性颗粒，通过床下布风，使惰性颗粒呈沸腾状，形成流化床段，在流化床段上方设有足够高的燃烬段〔即悬浮段〕。一般物料投入流化床后，颗粒与气体之间传热和传质速率高，物料在床层内几乎呈完全混合状态，投向床层的废弃物能迅速分散均匀。由于载热体贮蓄大量的热量，可以防止投料时炉温急剧变化，床层的温度保持均一，防止了局部过热，因此床层温度易于控制。同时燃料效率高，负荷调节范围宽，污染物排放低，热强度高，适合燃用低热值燃料。流化床燃烧炉的优点主要表现在如下几个方面：〔1〕操作方便、运行稳定。垃圾经破碎混合后，质地相对均匀，流化床床料为石英砂蓄热量大，因而防止了床的急冷急热现象，使燃料稳定。垃圾的枯燥、着火、燃烧与后燃烧几乎同时进行，无需复杂的调整，燃烧控制容易，并易于实现自动化，能在极短时间内完成启动或停止，因此可实现连续燃烧。〔2〕耐久性好，使用寿命长。炉内没有机械运动部件，故使用寿命长。由于燃烧均匀，不会产生局部过热现象，加之炉子为箱式结构，与耐火材料的热膨胀相适应，因此在一定程度防止了耐火材料的损坏。〔3〕可采取全面的防二次污染的措施，对燃烧时产生的有害物质进行了处理，如不加任何附加设备，仅以流化床所特有的燃烧方式就可把NOx含量降到100ppm以下。流化床燃烧炉以其本身的特点，减少了废水的产生量。炉渣呈干态排出，无渣坑废水，亦不需处理重金属污水的设备。垃圾槽内的废水可向燃烧炉内喷散雾化燃烧处理。〔4〕流化床燃烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高，相同垃圾处理量的流化床炉体积相对要小，故而投资省，适用于大型化开展。〔5〕燃料适应性广，可燃烧高水份、低热值、高灰分的垃圾，床内混合均匀，燃烬度高，使垃圾容积大大减少，特别适合垃圾热值随季节性变化很大的特点。〔6〕炉子构造简单，炉内没有运动局部。流化床燃烧炉的缺点如下：〔1〕与机械炉排炉相比，开展历史不长，系统配套特别是与原生垃圾不作分选处理相关的给料、排渣设备还需长期考验，不断完善。〔2〕虽然从技术开展到生产制造，均立足于国内，设备维护和技术更新都更加方便、经济、快捷，但对在设计准那么和加工工艺等方面，仍需积累经验、形成实用可行的行业标准，不断完善。〔3〕一般循环流化床燃烧炉飞灰比例较高，灰量较大。按照我国目前有关法规，燃烧炉飞灰需按危险废弃物作专门处置，处置本钱较高。7.5.1.3回转式燃烧炉回转式燃烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列，炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转，使炉体内的垃圾充分燃烧，同时向炉体倾斜的方向移动，直至燃尽并排出炉体。回转式燃烧炉燃烧适应性广，可燃烧不同性能的废弃物；此种炉型机械零件比拟少，故障少，可以长时间连续运行；设备利用率高，灰渣中含碳量低，过剩空气量低，有害气体排放量低。但回转窑的热效率低，如需辅助燃料时消耗较多，排出气体的温度低，有恶臭，需要脱臭装置或导入高温后燃室燃烧，由于窑身较长，占地面积大，且后燃室的炉排结构要求较为严格，因此其本钱高，价格较昂贵；燃烧不易控制，垃圾热值低时燃烧困难。7.5.2垃圾燃烧炉比拟及确定燃烧炉性能比拟见表7-8。表7-8燃烧炉性能比拟工程炉排炉流化床炉回转炉适用范围经分类收集，热值较高，品质均匀的垃圾燃料适应性广，适合低热值燃料燃料适应性广，热值较低时燃烧困难预处理需要不需要不需要设备占地大小中单炉最大处理量1200t/d500t/d500t/d垃圾炉内停留时间较长较短长过量空气系数大中大燃烧空气供给易根据工况调节较易调节不易调节对垃圾含水量的适应性炉温易随垃圾含水量的变化而波动可通过调整枯燥段适应不同湿度垃圾可通过调节滚筒转速来适应垃圾的湿度对垃圾不均匀性的适应性可通过炉排拨动垃圾反转，使其均匀化破碎使其均匀，燃烧完全空气供给不易分段调节，因此大块垃圾不易燃烬燃烧工况控制不易易不易运行费用较高低较高投资高低高烟气处理较易较易较易维修工作量较少少较少运行业绩较多多生活垃圾很少工业垃圾较多综合评价炉温难控制，不易实现大型化，本钱较高适合国内生活垃圾热值普遍偏低的现状要求垃圾热值较高(2500kcal/kg以上)，且运行本钱较高可见，流化床燃烧炉综合性能较为优越。根据国内的生活垃圾现状，生活垃圾的热值、灰分、水份等随着季节的变化及收集地点的不同会有较大变化，尤其是我国的垃圾热值相对偏低，这给垃圾的燃烧管理带来很大困难。要实现其高效稳定燃烧，流化床无疑是最正确选择。为了让燃烧困难的垃圾顺利进行燃烧本工程使用了气化燃烧炉〔流化床的一种〕。7.6气化燃烧炉和水泥回转窑联合处理原生生活垃圾介绍7.6.1气化燃烧炉和水泥回转窑联合处理原生生活垃圾技术介绍气化燃烧炉和水泥回转窑联合处理生活垃圾技术利用垃圾流化床气化处理技术使垃圾气化