| （中国电力工程有限公司 100044） [摘 要]分析营口市城市生活垃圾处理厂项目使用的厌氧制肥气的垃圾处理方法的生产工艺及核心技术，及其经济效益和环境效益 [关键词]垃圾处理方法、厌氧制肥气、效益 中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)17-0284-02 营口市城市生活垃圾处理厂采取城市生活垃圾厌氧制肥气处理法处理生 活垃圾，采用该项目技术处理城市生活垃圾是上世纪80年代末发展起来的，法 国的生活垃圾厌氧发酵的VALORGA工艺，在欧洲得到了一定的运用，其连续 消化时间为17-25天，垃圾产气量为149.6m3/t，甲烷含量54%。这个方法能大 量消纳有机废物，适用于城市垃圾处理，发酵周期较短，产生的沼气量大，质量 高，用途广泛。不仅给可以带来可观的经济效益，还能带来不可估量的环境效 益。 一、项目概况 营口市现有城市人口45万，总计日产生活垃圾每天503吨。营口城市生活垃 圾处理厂设计负荷为日处理600吨垃圾。达产后的垃圾年处理能力25.55万吨， 年产生物气2937万立方米。 辽宁省发展与改革委员会批复的项目投资预算为19000万元，引进法国 VALORGA公司的厌氧制气技术和主要设备。项目已列入《辽宁省环境保护“十 五”工程项目计划》和国家环保总局“渤海行动计划”。 二、主要生产工艺及核心技术 1 ）全厂工艺由五个系统单元组成，如图1 所示： * 垃圾收集预处理单元 分选城市生活垃圾中的塑料、橡胶、金属、纸品、玻璃、粉煤灰等，或回收或 添埋，其余有机物用粉碎机粉碎，进行脱水处理，送至发酵单元； * 发酵单元 粉碎脱水后的有机物添加菌种后送入厌氧发酵塔内进行发酵处理。发酵塔 内有搅拌运动，并从底部鼓入蒸汽控温，同时利用发酵塔内产生的部分沼气加 压注入再行搅拌，使厌氧发酵塔内的有机物充分发酵。同时采用多塔分级运行 的方式，实现有机物从预备到充分熟化的全过程；发酵周期为17~25天。 * 生物气净化、利用单元 由厌氧发酵塔内产生的沼气（含CH4约50~55%，热值5000~6000Kcal/m3） 通过净化装置去除其中的水份、H2S等杂质后储存于沼气罐内，接入城市天然 气供应网。 * 后处理单元 熟化后的有机物由发酵塔排出，进行脱水、分选、成分添补，送至有机复合 肥精细化、颗粒化制备系统，制成高效有机复合肥。 * 空气处理单元 处理各处收集的含有异味的空气，经处理后排放。 2 ）核心技术 * 技术成熟度 此垃圾处理工艺的核心为法国Valorga公司厌氧制气技术，主要体现在发 酵单元。 Valorga公司的全称为Valorga International SAS，公司成立于1981年， 现为德国HESE公司和西班牙TECMED公司的共同控股子公司。世界上第一个 运用厌氧制气处理法处理城市生活垃圾的成功案例位于法国亚眠（Amiens）。 该厂由Valorga设计并建造，于1988年正式投产运营。目前年处理量85000吨。工 厂产生的生物气用于产生高压蒸汽，供周边地区的工厂使用。Valorga成立以来 的20多年间，其主持或参与设计建造完毕的城市生活垃圾处理厂12座，正在建 设的处理厂1座。截止到2003年3月，采用Valorga工艺技术处理的城市生活垃圾 厂总规模已经超过200万吨/年。 * 技术的优点 - 技术成熟度高； - 能源产生率高。以营口项目为例，在同等规模垃圾处理量下，采集填埋 气发电的装机容量为600千瓦，而采用该技术，实际产生的能源相当于可装机 6000千瓦，与焚烧法相当； - 不向大气排放温室气体——甲烷； - 不产生二次污染（如：二恶英），环境指标可达到欧洲标准； - 相对于焚烧法，建设投资较低； - 生产工艺系统中无大型专用机电设备 * 技术的可推广性 Valorga技术的核心为其发酵技术和多个垃圾处理厂长期运行过程中总结 的各种经验数据和控制指标，系统采用的设备多是通用设备，使用国产设备几 无技术难度。通过一段时间的运行，我们有能力总结出一套适合中国垃圾成份 的运行方案并对系统设计给予指导，这保证了技术国产化的可行性。 通过技术的国产化，建设投资将大大降低，基本上可以达到和垃圾填埋技 术竞争的水平，这将强化技术的经济可行性，更适宜推广。 三、经济效益和环境效益 a) 经济效益 目前国内已建成运行的城市生活垃圾焚烧发电厂达20多座，大部分国外引 进关键设备配以国产设备构成，每个垃圾焚烧发电厂的一次性投资基本为6亿 人民左右，而采取厌氧制肥气处理法项目在一次性投入方面，投资总额约为垃 圾焚烧电厂投资的1/3~1/2左右。 由于国内城市生活垃圾的热值较低，城市生活垃圾焚烧发电厂需要投入煤 及燃油助燃才能使垃圾完全燃烧，这无形加大了运行成本，而其主要来源主要 是垃圾处理费及发电，供热的收费，但收取的垃圾处理费无法填补巨大的运行 成本，所以大部分垃圾焚烧发电厂只有加大燃煤的投入量，这就造成大多数此 电厂长期处于亏损状态。 采取厌氧制肥气处理法项目处理城市生活垃圾主要 运行成本在垃圾分选，人工和机器可以共同完成分选工作，成本不高。主要收入 来源为政府财政补贴，收垃圾处理费，燃气（甲烷）销售收入或燃气发电的售电 收入，废品回收的收入，堆肥经后处理制成各种肥效的复合肥销售，如果把污水 处理厂处理的污泥加入堆肥处理，将使堆肥的产量增加。经济效益非常可观。 b) 环境效益 据1994年统计，全国累积堆存废物量已达60亿t，占地5.4亿m2。到2010年 已达近80亿t，且城市垃圾的产生量以每年8~10%的速度递增，全国城市垃圾产 生量已达1.0亿t/a，城市人均日产量超过1kg，接近工业发达国家的水平。我国 的固体废物污染控制已成为环境保护领域的突出问题之一。其危害不仅表现在 占用土地，形成垃圾包围城市的恶劣环境，而且会对大气环境、地下水源、土壤 和农作物造成污染，严重影响城市居民的生活和健康。 近年来，国内外城市对垃圾处理主要采取卫生填埋、堆肥和焚烧三种方式， 使垃圾处理减量化、资源化、无害化。但是以上三种方式对环境造成了巨大的污 染，也不能实现可持续发展的目的。 从目前国内外城市垃圾的处理技术上来看，垃圾填埋法的投资少，但占用 大量的土地，有害气体四处漂散污染大气，有害金属在填埋场半径约50km范围 形成富集圈带以及被填埋的垃圾发酵产生的甲烷气体易引发爆炸等，有些早期 的垃圾填埋现场要从新挖出来进行二次处理。总的算来，投资亦不少。堆肥处理 生活垃圾的方式使垃圾的可回收利用成分得到充分运用。并可使垃圾中的有机 成分制成高效的肥料，符合生态发展的模式，但简单的堆肥处理并不可取，存在 着垃圾分选不完全，堆肥过程会造成空气污染，堆肥的肥效及卫生安全不够等 问题。垃圾焚烧发电是使垃圾减量化最快的方式，但一次性投资较大，烟气排放 的控制要求高，造成巨大的运行费用，靠低热值的垃圾燃烧发电的收入无法平 衡运行费用，投资回报的周期太长。 城市生活垃圾厌氧制肥气处理法实际上为机械堆肥厌氧发酵工艺的延伸 发展，其主要工艺技术流程如上所述，是通过机械设备及少量人工将城市生活 垃圾进行分类分选，选出塑料、橡胶、金属、纸品、玻璃、粉煤灰等，然后用粉碎机 将其余有机物粉碎，进行脱水处理，添加菌种后送入厌氧发酵塔内进行发酵处 理，发酵塔内有机械搅拌，并从底部鼓入热蒸汽控温，同时利用发酵塔内产生的 部分沼气加压注入再行搅拌，使厌氧发酵塔内的有机物得到充分发酵，同时采 用多塔分级运行的方式，使有机物从预备到充分熟化，有机物熟化后由塔排出， 再进行脱水。由厌氧发酵塔内产生的沼气（含CH4约50~55%）通过净化装置去除 其中的水分、H2S等杂质气体后，一部分可进入城市天然气供应网和加气站做 汽车燃料，一部分可用于发电，满足自身系统所需电力或提供相邻厂区用电。 这个方法的主要特点是能大量消纳有机废物，整个系统在运行过程中不会 产生二次污染，不会对周围的环境造成危害，整个系统的运行完全自动化管理。 城市生活垃圾厌氧制肥制气方法是符合环保及可持续发展的模式，在垃圾 处理过程中，把垃圾的可再生成分，产生的沼气及固体有机成分都作了有效的 应用。 参考文献 1.文章编号：1006-5377（2002）01-02-0068-02 作者：李汝江，孟凡昌，付彦宏，庄重，刘志平 标题：《城市生活垃圾处理工艺探讨》 出自：《中国环保产业》第1～2期 NO.1.2 2002 总第42.43期 2.文章编号：1008 2093（2008）04 0024 02 作者：张金华，李繁 标题：《城市垃圾厌氧堆肥产气控制的初步研究》 出自：《河南高等专科学校学报》第16卷第4期 Vol. 16 No. 4 |
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