垃圾焚燒廠探秘：生活垃圾變身綠色電力

隨著中國城市化進(jìn)程的推進(jìn)，許多城市面臨垃圾圍城的困境。據(jù)統(tǒng)計，我國每年生活垃圾產(chǎn)量近5億噸，堆存量已達(dá)80億噸，占地80多萬畝，城市生活垃圾清運量1.72億噸。

目前，垃圾處理的方式主要有兩類，一是焚燒發(fā)電，二是填埋。但填埋顯然已不符合“減量化、無害化、資源化”的要求，不僅占用已十分稀缺的土地，嚴(yán)重污染周邊土壤、空氣以及地下水，更是高懸在子孫后代頭頂上的一把“達(dá)摩克利斯”之劍。也因此，垃圾焚燒發(fā)電正逐漸成為主流處理方式。

然而，中國的垃圾焚燒在建廠推廣的過程中卻遭遇了重重阻礙，原因是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英。二噁英是很強(qiáng)的致癌物質(zhì)，由碳?xì)浠衔锶紵龝r有氯元素存在的情況下產(chǎn)生。由于垃圾中有大量的聚氯乙烯塑料，因此垃圾焚燒的二噁英問題一直是技術(shù)攻關(guān)的重點。

那么，垃圾焚燒的過程如何?令公眾“談燒色變”的二噁英排放又有著怎樣的真相?2015年8月，記者實探了中國節(jié)能環(huán)保集團(tuán)下屬合肥城市生活垃圾焚燒發(fā)電項目，親眼見證了生活垃圾變身綠色電力的全過程。

垃圾發(fā)電全解析

每個人每天都會生產(chǎn)大量垃圾，對于人們來說，從家里把垃圾放進(jìn)小區(qū)的垃圾桶，似乎一切都解決了。但對于垃圾來說，它們的旅程才剛剛開始。

走進(jìn)中節(jié)能的合肥城市生活垃圾焚燒發(fā)電項目園區(qū)，如果不是門口的標(biāo)示，根本想象不到這里是處理生活垃圾的地方——園區(qū)綠化做得井井有條，潺潺流水穿行整個園區(qū)，空中沒有任何異味。

來到位于5樓的垃圾吊控制室，從透明玻璃往下看，有一個巨大的垃圾倉，堆滿了垃圾。負(fù)責(zé)人介紹說，整個垃圾倉長106米、寬28米、高30米，最高存放量達(dá)到2萬噸垃圾，目前每天垃圾倉至少保證有1萬噸垃圾。而整個垃圾倉做了負(fù)壓設(shè)計，保證異味不會外散。

每天，生活垃圾由運輸車運入廠區(qū)，經(jīng)過計量后駛?cè)朊荛]的垃圾卸料平臺，卸料門自動開啟后，垃圾就進(jìn)入了這個倉內(nèi)進(jìn)行厭氧發(fā)酵。

“垃圾在焚燒前需要經(jīng)過厭氧發(fā)酵，通常夏天需要發(fā)酵3天以上，冬天則需7天以上，倉內(nèi)的垃圾最早是一周以前的，也有近兩三天的。”工作人員介紹說。

在垃圾倉頂部，有一個六爪垃圾吊。在控制室工作人員的操作下，垃圾吊前后左右上下運動。它對準(zhǔn)一個垃圾堆，抓起了一“把”垃圾，投進(jìn)焚燒爐中。可別小看了這一“把”，工作人員介紹，這一“把”垃圾重達(dá)8噸。

在垃圾倉底部，設(shè)有垃圾滲濾液收集系統(tǒng)，通過管道送至場內(nèi)的污水處理站進(jìn)行處理，處理達(dá)標(biāo)后排入市政污水管網(wǎng)。而園區(qū)里的流水，也正是經(jīng)過處理后的污水。

“剛剛抓起的垃圾都是最早運來的，已經(jīng)完全發(fā)酵好了。垃圾經(jīng)過厭氧發(fā)酵，瀝出水分后已經(jīng)變得相對干燥，這樣的垃圾才能送進(jìn)焚燒爐。”現(xiàn)場工作人員介紹說。

在二樓的中控室內(nèi)，大屏幕上顯示焚燒爐各個環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)。正中間是焚燒爐中烈火熊熊燃燒的畫面。據(jù)介紹，焚燒爐長近30米，焚燒爐出口溫度不得低于850℃，最高可達(dá)1050℃，不需要添加其他燃料，完全靠垃圾自身燃燒。在900℃的高溫下，一塊磚頭兩秒就能燒成灰渣。

爐內(nèi)垃圾燃燒后會釋放高溫?zé)煔?，高溫?zé)煔膺M(jìn)入余熱鍋爐，經(jīng)與鍋爐受熱面熱交換產(chǎn)生過熱蒸汽，過熱蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組做功后產(chǎn)生電力，扣除場內(nèi)自用電后，經(jīng)輸電站進(jìn)入國家電網(wǎng)。

垃圾充分燃燒后，爐渣和高溫?zé)煔馐侵苯由晌铩?ldquo;這些廢渣可以用于制磚，”工作人員介紹說，“與余熱鍋爐換熱后的煙氣，經(jīng)煙氣凈化設(shè)施的脫氮、脫酸、除重金屬和二噁英處理后，進(jìn)入布袋除塵器進(jìn)行除塵。被布袋除塵器分離出的飛灰需與水泥和螯合劑固化穩(wěn)定成型后，才能送往就近灰渣填埋場分區(qū)填埋。脫酸凈化后的煙氣在達(dá)到歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)后經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)煙囪排入大氣。”

據(jù)介紹，城市生活垃圾焚燒發(fā)電項目總投資11.5億元、年處理生活垃圾66萬噸的合肥市首個垃圾焚燒發(fā)電項目，不僅可消化合肥市近70%的生活垃圾，每年還可并網(wǎng)發(fā)電近2億度，相當(dāng)于合肥市城區(qū)居民27天的用電量。

二噁英排放不再是問題

一直以來，導(dǎo)致公眾反對的關(guān)鍵是垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的二噁英問題。

為了保護(hù)公眾安全，被稱為“史上最嚴(yán)”新國標(biāo)的《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》已于去年7月1日起正式分階段實施，其中二噁英的排放標(biāo)準(zhǔn)為0.1ngTEQ/m3，僅為原有標(biāo)準(zhǔn)的十分之一。

中節(jié)能合肥公司總經(jīng)理黃智在采訪中告訴記者，二噁英的檢測與其他指標(biāo)不同，并沒有辦法顯示實時數(shù)據(jù)，只能通過取樣的方法進(jìn)行檢測。“但通過三個指標(biāo)可以基本判定沒有問題。”

黃智所說的三個指標(biāo)一是燃燒溫度，二是一氧化碳含量，三是煙塵量，即通稱的3T。雖然目前沒有有效的在線監(jiān)測或者快速檢測的儀器，但這并不等于在垃圾焚燒過程中不能預(yù)知和控制二噁英的產(chǎn)生量，一般可以通過監(jiān)測一氧化碳的產(chǎn)生量，實時預(yù)知和控制二噁英的產(chǎn)生，因為垃圾低溫燃燒的同時，因不完全燃燒而產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳是可以顯示在表計上的，故只要監(jiān)測和控制一氧化碳的生成量，能預(yù)知和控制二噁英的產(chǎn)生。黃智介紹說：“中國節(jié)能為保證二噁英達(dá)標(biāo)排放，采用‘3T+E’設(shè)計原則，對垃圾焚燒實行全過程控制。即保證較高的燃燒溫度(>850℃)，保持燃燒氣體的充分滯留時間(>2s)，并從爐頂部吹入二次燃燒用空氣，使燃燒氣體形成湍流，達(dá)到氣體充分混合，實現(xiàn)完全燃燒。”

據(jù)了解，自建成運營以來，合肥項目二噁英的檢測數(shù)據(jù)在0.0029~0.054ngTEQ/m3范圍內(nèi)，優(yōu)于歐盟2000標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)低于新國標(biāo)。與此同時，煙氣排放數(shù)據(jù)還實現(xiàn)了與當(dāng)?shù)丨h(huán)保局監(jiān)控中心聯(lián)網(wǎng)，煙氣監(jiān)測數(shù)據(jù)處于全天候雙在線監(jiān)管之中。

為了保證燃燒溫度，實現(xiàn)完全燃燒，合肥市生活垃圾焚燒發(fā)電項目采用了來自德國先進(jìn)的機(jī)械爐排爐焚燒技術(shù)和來自美國的煙氣凈化處理技術(shù)，從設(shè)備到技術(shù)都是根據(jù)中國垃圾特點研究改進(jìn)的進(jìn)口貨，適合于中國城市生活垃圾含水量高、熱值低的特點。

關(guān)鍵問題在管理

垃圾焚燒和垃圾焚燒發(fā)電在國外經(jīng)歷了100多年發(fā)展，技術(shù)非常成熟，已經(jīng)成為處置垃圾的主要方式。據(jù)歐盟統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2006年，全世界共有生活垃圾焚燒廠近2100座，這些焚燒設(shè)施絕大部分分布于發(fā)達(dá)國家和地區(qū)。日本東京市正在運行的垃圾焚燒發(fā)電廠高達(dá)21座，日處理量1.1萬噸，發(fā)電裝機(jī)26.2萬千瓦。丹麥、盧森堡、葡萄牙、瑞士等國家，生活垃圾焚燒的比例都超過了70%。

中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員陳吉平告訴記者，其實以現(xiàn)有技術(shù)來講，可以做到對二噁英可知、可控、可防，關(guān)鍵問題是管理。中國環(huán)境保護(hù)公司副總經(jīng)理、合肥公司董事長肖蘭也在采訪中表示，環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為熱門行業(yè)之一，市場競爭激烈，為了擴(kuò)大利潤額，一些垃圾焚燒廠排放不達(dá)標(biāo)的情況的確偶有發(fā)生，但污染的發(fā)生的確已經(jīng)不是一個技術(shù)問題，而是管理問題。

以英國為例，作為老牌工業(yè)國家，1870年，世界上第一臺垃圾焚燒爐正式在英國投入運營。20世紀(jì)五六十年代，垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步推廣。不過，從20世紀(jì)八九十年代開始，垃圾焚燒產(chǎn)生的環(huán)境問題日益凸顯，民間的反對呼聲也越來越高，因此這種處理方法逐漸受到限制。

但因條件限制，垃圾焚燒這種處理方式在短期內(nèi)仍很難完全被替代。對此，英國政府對垃圾焚燒廠的態(tài)度是標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格、監(jiān)控嚴(yán)密、謹(jǐn)慎新建，其完善的法律法規(guī)以及歐盟的相關(guān)規(guī)定也使得有關(guān)垃圾焚燒的所有行為都在嚴(yán)格框架內(nèi)進(jìn)行。而垃圾焚燒企業(yè)在來自政府和民間的持續(xù)壓力下，也只能通過提高技術(shù)來達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，并且通過公開透明的處理方式贏得周邊地區(qū)民眾信任。

隨著焚燒技術(shù)的不斷改進(jìn)，英國垃圾焚燒所產(chǎn)生的有害物質(zhì)已經(jīng)變得更加可控，目前英國普遍采用的焚燒爐會將煙氣溫度控制在850攝氏度以上，能夠盡量抑制二噁英的產(chǎn)生并保證已合成的二噁英充分分解。

干濕分離亟待施行

雖然是德國原裝進(jìn)口的焚燒爐，在燃燒溫度等方面的處理能力可謂無可挑剔，但來到中國，未分類的垃圾仍然造成了不少困難。肖蘭介紹說，已經(jīng)投入運營的一期項目中已經(jīng)作了不少改進(jìn)，未來的二期項目正在調(diào)整，力圖達(dá)到更好的效果。

垃圾分類是目前輿論呼聲非常高的一種方式，這的確在先進(jìn)國家有跡可循。以德國為例，如果不按照正確方式認(rèn)真進(jìn)行垃圾分類，很可能會被環(huán)衛(wèi)工人拒收。日本也是如此，在收集階段除了要求市民分類外，在清掃工廠內(nèi)還會進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分類。

但對目前國內(nèi)情況來說，垃圾分類做到如此細(xì)致確實是一件過于龐大的工程。“小區(qū)內(nèi)的垃圾分類只是一個開始，這涉及到后面的運輸、時間規(guī)劃、不同的處理方式等很多問題，對于已經(jīng)垃圾圍城的中國來說，有點來不及。”肖蘭指出，其實只要能夠做到干濕分離，在垃圾處理廠的角度來看，很多問題就會變簡單。

陳吉平對此也持有同樣的觀點。他指出，干濕分離目前來看是最簡單高效的方式，處理成本降低、效率提升。“其實中國的垃圾分類很大一部分已經(jīng)由拾荒人群做好了。”

事實上，除了垃圾分類之外，現(xiàn)在占先機(jī)的垃圾處理方式是“零廢棄”。北京師范大學(xué)環(huán)境史博士、磐石環(huán)境與能源研究所副主任毛達(dá)是“零廢棄”的忠實擁躉者，日前他在一篇文章中對零廢棄作了如下概述：這條道路把垃圾焚燒放在垃圾管理優(yōu)先序列的底端，必須讓路給產(chǎn)生預(yù)防、重復(fù)使用、循環(huán)利用和堆肥;它將干濕分類作為管理底線，要通過廚余的單獨投放、清運和處理，不斷減少這類垃圾進(jìn)入焚燒和填埋場的量;它把垃圾產(chǎn)生和末端處理減量，以及循環(huán)利用率的提高作為規(guī)劃重點，通過設(shè)置量化目標(biāo)，倒逼政府和公眾真心實意地推動和實踐垃圾分類，從而減少對焚燒廠的依賴。

2013年，聯(lián)合國環(huán)境署(UNEP)和聯(lián)合國訓(xùn)研所(UNITAR)兩大機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布了《國家廢棄物管理戰(zhàn)略指南：將挑戰(zhàn)化作機(jī)遇》，其中指出，“許多國家的人都已經(jīng)將‘零廢棄’設(shè)為該國(或某些地區(qū))在某一時間點前要完成的任務(wù)。盡管至今尚未有一個國家，甚至一座城市達(dá)到這樣的目標(biāo)，但沒有一個國家或一座城市已經(jīng)滿足于它們目前的垃圾減量狀態(tài)，并停下自己向前努力的腳步。每一點成功都會孕育出繼續(xù)自我完善的雄心壯志。這樣的雄心壯志正是廢棄物管理持續(xù)發(fā)展進(jìn)步的原動力。”

(蔣志海制圖)

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法國“兩大法寶”助推垃圾焚燒

城市化帶來的生活垃圾越來越讓全世界的管理者頭疼。如何減輕污染、變廢為寶，法國自有“兩大法寶”，這就是垃圾回收和低污染處理。

與歐盟很多國家一樣，垃圾分類已成為法國人的日常習(xí)慣，幾乎每家每戶都有不同顏色的垃圾桶，每家超市都有電池回收處。

對于不可回收的垃圾，法國則采取低污染處理。如位于巴黎郊區(qū)伊夫里的垃圾焚燒中心，每年可處理73萬噸垃圾，但它的過人之處還不僅在于它的規(guī)模，更在于它降低污染的能力和變廢為寶的“本領(lǐng)”。為減少污染，焚燒過程中產(chǎn)生的煙霧需經(jīng)層層凈化才能排放到空氣中，而在這一過程中產(chǎn)生的熱量則不僅可為附近家庭供暖，而且可轉(zhuǎn)換成電力，在保證焚燒中心用電“自給自足”的前提下，還可將多余電力賣給法國電力公司。至于焚燒后的廢鐵和爐渣，它們也會被運到回收中心“廢物利用”。

位于巴黎西南的依賽納垃圾處理中心是歐洲最大的地下垃圾處理廠。它的污染指標(biāo)，包括廢氣、廢水、噪音等均大大低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)。如廢氣中的粉塵處理率達(dá)到99%，二噁英的排放幾乎為零，排入塞納河的廢水也完全符合各項排污標(biāo)準(zhǔn)。此外，由于所有設(shè)備都深藏地下，公眾在地上幾乎聽不到任何噪音。

意大利餐廚垃圾循環(huán)利用

世博會舉辦地意大利米蘭市在餐廚垃圾的分類和循環(huán)利用方面走在歐洲的前列。2012年，在民間力量的推動下，米蘭市政府決定在一些區(qū)域開始嘗試將餐廚垃圾單獨收運;此后，這項服務(wù)逐步拓展至其他區(qū)域，到2014年底實現(xiàn)了100%全覆蓋。

據(jù)負(fù)責(zé)米蘭市餐廚垃圾清運和堆肥處理的公司介紹，經(jīng)過兩三年的努力，該市包括廚余和綠化垃圾在內(nèi)的有機(jī)垃圾的分類收集率已高達(dá)84.7%，這也使該市整體的垃圾分類收集率從2011年的34.5%提高到51%。而且，市政部門的持續(xù)監(jiān)測顯示，廚余垃圾中污染物(主要是不可降解物質(zhì))的含量僅為4.54%。如此高純度的有機(jī)垃圾經(jīng)過轉(zhuǎn)運和簡單預(yù)處理，便送往堆肥廠堆肥，產(chǎn)出的高質(zhì)量有機(jī)肥最終還會回饋給市民。如此運行良好的分類體系也被帶到了世博會現(xiàn)場，讓世界各國的游客有機(jī)會學(xué)習(xí)和體驗。

美國挑戰(zhàn)“零廢棄”

美國舊金山是全球“零廢棄”運動的先驅(qū)。早在1989年，加州就立法要求全州各市縣要通過管理改革，用10年的時間，將垃圾填埋分流率從10%提高至50%。至2002年，舊金山市順利完成州政府設(shè)定的垃圾末端處理減量目標(biāo)，又進(jìn)而挑戰(zhàn)2020年徹底實現(xiàn)“零廢棄”，即垃圾零填埋和零焚燒。截至去年，舊金山垃圾填埋分流率達(dá)到了72%，而且沒有一座焚燒廠在建設(shè)或運行。

便捷、高效的垃圾分類和循環(huán)再利用系統(tǒng)是保證舊金山市不斷逼近其“零廢棄”目標(biāo)的保證。目前，舊金山市通過立法強(qiáng)制要求市民或社會單位，將生活垃圾按“可回收物”“可堆肥物”和“填埋垃圾”進(jìn)行分類投放。

可堆肥物是整個分類體系成功運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。連續(xù)監(jiān)測顯示，舊金山目前可堆肥垃圾的守法投放率已經(jīng)達(dá)到95%以上，可堆肥垃圾的污染率則控制在1%~2%以內(nèi)，全市每天收集到的高品質(zhì)可堆肥物總量達(dá)700噸以上。如果北京市也達(dá)到這樣的管理水平，一天可資源化處理的餐廚垃圾量應(yīng)該在1萬噸左右，即占垃圾清運總量的一半，相當(dāng)于擺脫對3座大型焚燒廠的建設(shè)需求。