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科普帖|固体废物传统处理技术集锦

关注:日期:2018-03-31

固体废物传统处理技术——垃圾焚烧处理

固体废物传统处理技术

垃圾焚烧处理

垃圾焚烧,或称垃圾焚化,是一种废物处理的方法,通过焚烧废物中有机物质,以缩减废物体积。焚烧与其他高温垃圾处理系统,皆被称为“热处理”。焚化垃圾时会将垃圾转化为灰烬、废气和热力。灰烬大多由废物中的无机物质组成,通常以固体和废气中的微粒等形式呈现。废气在排放到大气中之前,需要去除其中污染气体和微粒。其余残余物则用于堆填。在某些情况,焚化垃圾所产生的热能可用于发电。

垃圾焚烧是一种较古老的传统的处理垃圾的方法,近代各国也相继建造了焚烧炉,垃圾焚烧法已成为城市垃圾处理的主要方法之一。

焚化是其中一种将垃圾转换成能源的技术,其他如气化、等离子弧气化、热解和厌氧消化。垃圾焚化会减少原来垃圾80%~85%的质量和95%~96%的体积(垃圾在垃圾车里已经过压缩),减少程度取决于可回收材料的成分和其回收的程度,如灰烬中有可回收的金属。这意味着,尽管焚化不能完全取代堆填,但它却可以大大减少垃圾量。垃圾车一般在运送垃圾至焚化炉前,会以内置压缩机内压缩以减少垃圾的体积。或者,未经压缩运输的垃圾可以在填埋场进行压缩,减少体积近70%。很多国家常在堆填区作简单的垃圾压缩。另外,垃圾焚烧在处理某些类型的垃圾,如医疗垃圾和一些有害废物时有很大的优势,因为焚烧过程的高温能销毁垃圾中的病原体和毒素。

综合而言,垃圾焚烧处理的减量化效果最好,但存在燃烧产生污染物的环境风险。

生活垃圾焚烧处理的一般流程:

1.垃圾接收:生活垃圾从服务区经收集后由密闭式垃圾运输车送至垃圾焚烧发电厂(该工艺环节由环卫部门负责),经称重后由运输车运送至主厂房卸料大厅,通过卸料平台卸入垃圾储坑内。

2.垃圾储存及投料:为提高进炉物料的燃烧稳定性,垃圾储坑内的物料一般会放置5~7天,通过垃圾吊车进行翻松使垃圾成分较为均匀,同时经过发酵作用滤出部分垃圾渗滤液以提高进炉物料的热值。储坑内的垃圾物料最终经垃圾抓斗和起重机投放到炉膛上方的垃圾料斗。

3.渗滤液收集及处理:垃圾储坑底部外侧设有渗滤液收集池及输送泵,滤出的垃圾渗滤液进入渗滤液收集池临时存储,一部分回用于垃圾仓喷洒抑尘,其余经预处理后排入市政污水管网,输送到城市污水处理厂集中处理(没有市政污水厂的,应在垃圾焚烧厂进一步处理,达标排放)。

4.垃圾焚烧:垃圾料斗内的物料由炉膛推料装置送到焚烧炉中,垃圾物料在炉内依次通过炉排的干燥段、燃烧段和燃烬段,使垃圾得到充分的燃烧;为充分分解垃圾焚烧过程中产生的二恶英,炉膛设计焚烧烟气在850℃以上的温度区域停留时间大于2秒;为降低焚烧烟气中NOx的排放浓度,炉膛上方设有SNCR系统,将氨还原剂喷入炉膛内与NOx发生反应,达到去除NOx的目的;炉膛内垃圾燃烧所需的空气分为一次风和二次风补给,一次风由一次风机直接从垃圾储坑内抽取,以便保持垃圾储坑和卸料大厅的负压状态,一次风经预热后从炉膛底部通入焚烧炉内助燃,同时将一次风中携带的恶臭气体燃烧分解,二次风从炉膛上部通入助燃。

5.余热利用:垃圾焚烧产生的高温烟气从炉膛出来后进入余热锅炉,在此发生热交换,余热锅炉吸收热量产生过热蒸汽,输送至汽轮机做功发电。

6.烟气处理:在垃圾燃烧炉内喷射还原剂氨水,控制炉内烟气NOx产生浓度;从余热锅炉排出的烟气从半干式脱酸反应塔顶部切向进入,而碱性吸收剂则从旋转雾化器内以雾滴的形式高速喷出,使烟气中的酸性气体(如HCl、SO2等)绝大部分被碱液吸收去除,烟气的余热则使浆液的水分蒸发,反应生成物以干态固体的形式排出;

从反应塔出来的烟气进入后续烟道,该烟道中设有活性炭喷射系统,喷入活性炭则可将烟气中的二恶英、重金属吸附起来;此后烟气进入布袋除尘器后,经滤袋将前端的反应物及烟气中的烟尘颗粒拦截下来;

从布袋除尘器出来的烟气进入洗涤塔,通过氢氧化钠溶液喷淋进一步脱除烟气中的HCl及SOx等酸性气体;

从洗涤塔出来的烟气经加热后进入SCR反应器,进一步去除烟气中的NOx浓度;

从SCR反应器出来的烟气经引风机引至烟囱高空排放。在引风机后段烟管设有烟气在线监控仪器,实时监控烟气排放浓度是否满足设计排放限值要求,在线监控设备系统与项目环保主管部门联网,由环保主管部门实施实时监控。

7.炉渣处理:炉膛燃烬段下方设有除渣机,生活垃圾经充分燃烧后残余的少量不可燃残渣经除渣机送至渣池,由运渣车运送至主管部门指定场所进行综合利用。

8.飞灰处理:半干式脱酸反应塔排出的反应生成物以及布袋除尘器滤袋表面截留的颗粒物通过除灰系统收集至飞灰储仓,然后在飞灰稳定化车间进行稳定化处理,符合《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)要求后送配套应急填埋场进行填埋处置。

固体废物传统处理技术——高温堆肥

高温堆肥就是将人粪尿、禽畜粪尿和秸秆等堆积起来,使细菌和真菌等大量繁殖,细菌和真菌等可以将有机物分解,并且释放出能量,形成高温。高温堆肥是生产农家肥料的重要方式。高温堆肥过程中形成高温,也可以杀死各种病菌和虫卵。

高温堆肥适用于可生物降解的有机物含量大于40%的垃圾。堆肥处理是利用自然界广泛存在的微生物的氧化和分解能力,在一定温度、湿度和pH值条件下,有控制地促进固体废弃物中的可降解有机质发生生物化学降解,形成一种稳定腐殖质的生物化学过程,产生的堆肥是优质的土壤改良剂。

高温堆肥可以分为一般堆肥和高温堆肥两种,前一种的发酵温度较低,后一种的前期发酵温度较高,后期一般采用压紧的措施。高温堆肥对于促进农作物茎秆、人畜粪尿、杂草、垃圾污泥等堆积物的腐熟,以及杀灭其中的病菌、虫卵和杂草种子等具有一定的作用。

高温堆肥可以采用半坑式堆积法和地面堆积法堆制。前者的坑深约1m,后者则不用设坑。两者都是需要通气沟,以利于好氧微生物的生活。两者都需要铺一层农作物秸秆等,再铺一层人畜的粪尿,并泼一些石灰水(碱性土壤地区则不用泼石灰水),然后盖一层土。一般发酵56℃以上5~6d,高温50℃~60℃持续10d即可。如果堆肥的温度骤然下降,则应及时补充水分。待堆肥的温度降低到40℃以下时,高温堆肥中的有机物就大部分形成腐殖质了。

目前堆肥处理的主要对象是城市生活垃圾和污水处理厂污泥、人畜粪便、农业废弃物、食品加工业废弃物等。但有机物的分解难完全,无量化难彻底,堆肥时间长,占地面积大,且有机肥的肥力较差,在国内垃圾处理总量中,堆肥占到10%~20%,这几年来其比例有明显下降,综合而言,垃圾高温堆肥可以实现资源化利用,但是堆肥效率较低,周期较长。


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