摘要：固废循环经济产业园的建设是解决垃圾围城的重要突破口，通过固体废物产业集约化发展，可节约处理设施的用地、整合资源、降低成本，实现环境效益最大化。生活垃圾焚烧项目可协同处置污水处理厂产生的市政污泥，配套的渗滤液处理站产生的浓缩液以及填埋场的陈腐垃圾等。本文探讨了生活垃圾焚烧掺烧上述其他废弃物存在的问题并提出相关建议。
关键词：生活垃圾焚烧，掺烧，半干化污泥，陈腐垃圾，浓缩液回喷
Study on the Mix-burned of Other Wastes in Municipal Solid Waste Incineration Power Plant
Abstract：Solid waste circular economy industrial park is an important breakthrough to solve the problem of MSW siege. Through the intensive development of solid waste，it can save land，integrate resources，reduce costs and maximize environmental benefits. Municipal sludge from sewage treatment plant，concentrated liquid from leachate treatment station and old garbage from landfill can be disposed of in collaboration with MSW incineration project. In this paper，the problems existing in incineration of MSW mixed with other wastes mentioned above are discussed and relevant suggestions are put forward.
Keywords：municipal solid waste incineration，mix-burned，dry sludge，stale refuse，concentrated solution reinjected
1.概述
一般固废循环经济产业园的选址考虑在有生活垃圾填埋场的位置，以实现固体废弃物的集中处置，且无需对外运输减量化产物，避免二次污染风险。目前，固废循环经济产业园建设的项目主要包含生活垃圾处置项目、餐厨垃圾处置项目、建筑垃圾处置项目、污泥处置项目、综合污水处置项目等一个或多个。生活垃圾焚烧作为生活垃圾处理的重要手段，按照其体量是固废循环经济产业园的牵头项目，焚烧作为处置手段可协同处置多种其他处理设施的减量化产物。
本文选取其中污水处理厂产生的市政污泥，配套的渗滤液处理站产生的浓缩液以及填埋场的陈腐垃圾为生活垃圾焚烧掺烧对象进行探讨。
2.污泥掺烧
2.1污泥掺烧流程及可行性
污水处理厂产生的市政污泥含水率~80%，目前通过填埋的手段进行处理，但存在占用土地资源，存在污染地下水的风险，可通过与生活垃圾协同焚烧进行最终处置[1]。
市政污泥通过罐车运输至焚烧厂，进行干化脱水为含水率40~50%半干化污泥后，由埋刮板输送机送至焚烧炉料斗，与生活垃圾混合入炉焚烧，实现最终处置。其中污泥干化可采用两段式干化工艺，即“深度机械脱水+热干化”，工艺路线如下图所示。
深度机械脱水采用三级脱水模式。经过三级脱水处理的污泥含水率为60%左右。
热干化依靠圆盘干燥机实现，采用蒸汽间接换热方式，通过搅拌物料使水分更快蒸发，既适用于物料半干化，又适用于物料全干化。圆盘干燥机产生的污泥含水率可降至40%左右。
目前，相对发达地区例如武汉市，现有生活垃圾焚烧厂入炉垃圾特性（含水率~40%，低位热值1300~1400 kcal/kg，焚烧炉适应热值范围1194~2269 kcal/kg），在不影响焚烧炉正常运行的前提下，可进行掺烧的污泥需满足如下条件：含水率40%左右，低位热值不小于900 kcal/kg；另外，结合焚烧炉适应热值范围及入炉垃圾热值，计算得出污泥掺烧比例不大于10%。
2.2掺烧干化污泥的影响
2.2.1对成本的影响
设置污泥处置系统需增加的投资及运行成本。增加的设备投资主要包含干化系统、尾气处理系统、输送系统等；增加的运行成本主要包括药剂、厂用电以及运维人员。
2.2.2对其他系统的影响
1）废水处理量增加
80%含水率的污泥干化至40%含水率，会产生其2/3处理规模的废水，即100吨80%含水率的污泥干化至40%含水率，产生66.7吨冷凝废水需进行废水处理，增加污水处理成本。
2）飞灰量增加
污泥中灰分含量高，波动范围大，一般灰分含量约30~50%，且多以飞灰形式存在，即掺烧污泥将大大增加飞灰产量，将会给烟气净化系统增加很大的负担。飞灰作为危险废弃物需进行稳定化处理，掺烧污泥将间接增加飞灰稳定化成本。
图1 两段式污泥干化工艺流程图
2.3.小结
生活垃圾焚烧厂可掺烧一定量的半干化污泥，但会大幅增加危险废弃物飞灰的产量及废水产量，另外还需增加设备投资及运行、飞灰稳定化成本。但能为市政污泥提供最终处置手段，结合固废处理项目公益性的特性，可通过收取合理污泥处置费用来补偿垃圾焚烧项目投资、运维成本的增加。
3.陈腐垃圾掺烧
生活垃圾填埋处置是通过生物降解的方式将垃圾中的有机物破坏或产生矿化作用，以达到稳定化和无害化。由于降解过程缓慢，需经历若干年降解反应后，填埋垃圾除无机物和难降解有机物外，其余转化为腐殖土[2]。
目前进行固废循环经济产业园的建设选址一般是依托仍在运行中的卫生填埋场，待生活垃圾焚烧发电厂建成后，不仅原需进行填埋的生活垃圾可进行焚烧的处置，已填埋的陈腐垃圾也可开挖后再焚烧处理。这一治理方式可大大延长填埋场的使用年限，能更久的作为生活垃圾应急处理设施服役，减少对土地资源的占用。
3.1陈腐垃圾的特点
按照微生物代谢形式的不同，可将垃圾消化划分为如下阶段：
1）垃圾中易降解组分迅速与堆体空隙中的氧气发生好氧生物降解反应。
2）堆体内氧气被消耗殆尽时，垃圾降解由好氧降解过渡到兼性厌氧降解。
3）兼性和专性厌氧细菌作用，填埋场中持续产生氢气时，进入酸化阶段。
4）H2含量下降达到最低点时，甲烷菌作用，进入甲烷发酵阶段。
5）易生物降解组分基本被降解完进入稳定化阶段。
影响垃圾降解速度的因素较多，如垃圾成分、环境的温度、水分等，因此无法预测生活垃圾最终降解完成的时间，但随着填埋年限的增长，垃圾矿化程度逐步加深。经过降解作用，腐殖土含量较高。若直接送至焚烧炉焚烧，将会增加炉渣产量，降低焚烧效率。
根据陈腐垃圾特性，可对陈腐垃圾进行分选作业，可将建筑垃圾、腐殖土等不易燃烧的物质分离出来，剩下易燃烧且热值高的塑料、橡胶等难降解的有机物，再进行焚烧处理。
3.2陈腐垃圾的分选
1）分选工艺主要包括：预筛分，人工筛分，滚筒筛，风选+磁选。
2）分选流程：预筛分，大于200mm一般为建筑垃圾等；小于200mm的物料，进行人工筛分出布料，玻璃，电池等后，进入滚筒筛（有设置两级，以40mm为界，减少滚筒筛堵塞），筛上物进行风选，磁选，分离出塑料制品，电池（考虑到国内垃圾中废铁少），筛下物晾晒后进行第二级滚筒筛，小于20mm的筛下物为腐殖土，大于20mm的筛上物继续进行风选，磁选，风选出来的轻质物一般为不可降解的塑料等。下图为分选流程图。
图2 陈腐垃圾分选流程图
3.3掺烧陈腐垃圾的影响
1）进行陈腐垃圾的分选，需要较大的晾晒场地，且分选过程中存在臭气污染的问题，需进行专项治理。
2）分选后的物质主要为腐殖土，塑料，建筑垃圾，电池等，其中建筑垃圾、电池还需进行专项处理，腐殖土经过重金属浓度检测合格后可作为园林用土。
3）分选后的轻物质主要是塑料等，塑料中氯含量高，焚烧会产生较多二噁英，因此，陈腐垃圾分选后的掺烧量也需适量。
4.渗滤液浓液回喷
4.1浓液来源
若对渗滤液在厂内按照“零排放”的标准进行处理，由于选用的膜处理工艺（纳滤膜、反渗透膜），纳滤和反渗透系统产生的浓液~20%的浓缩液。该部分浓液无法进一步处理，若回喷至焚烧炉，可实现最终处置，目前国内已有成功运行的经验[3]。
4.2浓液回喷的影响
1）由于需提供浓液汽化所需热量，因此，锅炉汽水系统的吸热量降低，使焚烧效率降低。
2）浓液中的盐分易富集在水冷壁金属表面，在高温烟气的作用下，在水冷壁的外表面形成腐蚀。
4.3建议
为了解决上述问题，可从以下两个方面入手。
1）减少浓液回喷量。可在渗滤液处理系统增加浓液浓缩系统即DTRO进一步减量浓缩液，通过该系统可使浓缩液减量一半，即产生的浓缩液为渗滤液处理量的10%。
2）在浓缩液回喷量一定的情况下，在锅炉水冷壁第一烟道中下部增加保护层（堆焊工艺）以延长水冷壁的使用寿命。
5.结论
经过分析得出，在不影响生活垃圾焚烧发电厂正常运行的前提下，可适量掺烧半干化污泥、分拣后的陈腐垃圾以及渗滤液处理系统的浓缩液，其技术方案可行，对系统产生的影响主要是运维成本的增加。
参考文献：
[1] 杨亮亮，尹力，黄洁.市政干化污泥掺烧对生活垃圾焚烧的影响及应对措施[J].环境卫生工程，2018，26（4）：9-11
[2] 白秀佳，张红玉，王桂琴，顾军，王继红. 填埋场陈腐垃圾综合利用研究进展[J].环境工程，2018，36（12）：43-47
[3] 狄耀军，严伟萍. 渗滤液回喷系统投运的影响[J].施工技术，2014，35（4）：3-4
论文作者:黄丹
论文发表刊物:《云南电业》2019年2期
论文发表时间:2019/8/29
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