團結協作,為世界提供《中國特色的生活垃圾綜合利用技術》
--兼帶介紹《生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理與綜合利用技術》的特色
無錫百達高新技術研究有限公司
(原無錫輕工大學百達高新技術研究所)
陸炎培
生活垃圾的問題,從處理技術方面耒看,總括起耒,其實就是“一干一濕”的問題。干的不干,“混進”了60%--80%的水份(尚未滴出來的滲濾液),濕的(己經滴出來的滲濾液)又多變,其成份和可生化性隨著時間和環境條件的變化在不斷改變。“一干一濕”兩方面都是問題,而且凡有人群的地方都有它們存在,這令全世界頭痛不已。
從數量上看,不論是重量或是體積,“濕”的方面占絕對多數。從所引起的環境危害上看,根源也主要在“濕”的方面。什么“跑、冒、滴、漏”,污染地面水、地下水;什么“生物毒性”、“臭氣熏天”;…… 。燃燒發電中什么“高能耗”、“二噁英污染”、“輔助燃料帶來的污染”……等等,都是“濕”的部份惹的禍。所以,矛盾的主要方面在“濕”的方面。
國內外對生活垃圾滲濾液的處理已有大量的研究和工程實例,前人己用盡了所有污水處理工藝技術及其組合,但仍存在各種不同問題。多認為至今還沒有找到高效、低耗、經濟、環保、有利于“碳減排”的、適合中國國情的,運行穩定的處理技術和工藝。我們的《生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用技術》解決了這個問題。 (詳情請看下面的“特色介紹”)
現在,再看看“干的不干”,“混進”了60%--80%的水份的問題。例如生活垃圾焚燒發電方面,由于燒的是“濕垃圾”,也就是“燒”的大部分是滲濾液,在需要輔助燃料的情況下,既浪費了能量,爐溫還不能充分保證,從而帯來二噁英的污染。而“濕”的部份-- “滲濾液”,由于此前還沒有找到理想的處理辦法,因此,也只好任其“一燒了之”,甚至還出現了專門燒滲濾液的技術。就在不久前,我們還聽到一位資歷頗深的同志說:對滲濾液“不管什么辦法,只要把它弄掉就行”。我們見到,某些生活垃圾發電廠就是這么做的。足見業內人士對這一“頭痛”的對象的厭煩情緒。
現在有了在“中轉站”先將生活垃圾擠壓、部份脫水(滲濾液),然后再送去發電的辦法,這的確前進了一步,但仍未從根本上解決發電廠“能耗”和“二噁英”的問題。如果能夠燒“干的”生活垃圾,也就是說,把“干的不干”,“混進”了大量水份的問題解決了。那么,爐溫上去了,節能和二噁英的問題就有望隨之解決。如果成功了,這也許將是世界上最先進的、《綠色的、節能的、低碳排放的、無二噁英污染的、環保的生活垃圾焚燒發電技術》,(暫且稱其為“新一代生活垃圾焚燒發電技術”)。
現在的問題是有沒有可能把生活垃圾用最環保、經濟(節能)的方法“脫水”?
答案是:可能的。理由是:
1.垃圾分類收集己成為社會的共識。已湧現了諸如“浙江模式”;“江陰模式”等分類收集模式(主要是把易腐敗的與其它的分開),并在中、小城鎮得到推廣。
2.易腐敗的部份,正是今后要送去燃燒發電的部份,也正是我們脫水的對象。它所遇到的問題主要是“物理過程”和“裝備”的問題。也就是說只要有一定的投入,“脫水”的上述問題是可以解決的。
生活垃圾干了,變成了發電廠“正規的可再生燃料”,那么,多出來的“滲濾液”怎么辦?能不能也做到“低碳化處理”、或叫做“高效、充分綜合利用”? 答案是:
我們的《生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理與綜合利用技術》,可以滿足這一要求。(請參看下面該技術特點及《初步效益分析》)
因此,可以說,澈底解決生活垃圾及其滲濾液問題的時機已經成熱
“新一代生活垃圾焚燒發電技術”和“高效、充分綜合利用、低碳排放的滲濾液處理技術”相結合,是一項重大工程,是一項“顛覆性”、具有世界意義的項目。
鑒于生活垃圾均由各地政府部門統一管理,也就是說,政府掌握著這個市場,國務院也已將生活垃圾及滲濾液處理列入十三五行動計劃。因此建議有關部委,組織相關單位,充分發揮社會主義制度的優越性,在政府的主導下,產、學、研、資、大協作(歡迎各方力量參加,全國一盤棋),肯定能在較短的時間內實現上述目標。那么,在解除現代化城鎮建設一大后顧之憂的同時,我們國家就可能做到“為世界提供《中國特色的生活垃圾綜合利用技術》”的目標。
下面介紹《生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理
與綜合利用技術》(專利號:ZL 2010 1 0584824.X )的特點;及《初步效益分析》
一. 生活垃圾滲濾液的特性
對于生活垃圾滲濾液,有關人士對它已有比較一致的認識:
1. 它是城市,城鎮生活垃圾在收集、運輸、存放、處理過程中產生的污水。在生活垃圾堆場、中轉站、焚燒場(包括生活垃圾發電廠)、填埋場、堆肥場等,都有它產生,對環境產生嚴重污染。換句話說,凡有人群的地方,都有這個問題,它是現代化城鎮建設的重要制約因素之一。
2. 其數量,約占生活垃圾量的15~20%。是一個龐大的數字。濕的生活垃圾中仍含水份(滲濾液)60-80%,更是一個龐大的數字;
3. 它有生物毒性;
4. 它氨氮含量奇高;CODcr濃度高;磷含量很少;生物可降解性多變。
5. 隨著地區和季節的變化,其成份(上述各種情況)有明顯改變。
總之,它是一種凡有人群的地方都存在的;數量龐大的;有生物毒性的;氨氮含量奇高;CODcr濃度高;磷含量很少;生物可降解性多變的、與通常的工業有機廢水大不相同的、特殊的高濃度有機污水。
這是生活垃圾滲濾液生化處理系統,一直處于波動、亞穩定的狀態,也就是不夠穩定的重要原因。
一旦遇到可生化性很差的滲濾液來襲、或超負荷等情況的沖擊,則引發事故,生化處理系統陷入崩潰狀態。這種情況,在國內現有的生活垃圾滲濾液處理設施中,屢有出現。
生化處理系統是“有生命”的系統,也遵循著“病來如山倒,病去如抽絲”的規律,一旦系統崩潰,要恢復正常運轉,往往頗費時日。大量滲濾液堆積,對環境造成嚴重威脅,這是環保企業所無法接受的。
二. 已有的處理技術
國內外對生活垃圾滲濾液的處理已有大量的研究和工程實例,處理技術計有:
1.生物處理組合工藝(A/O)
2.生物處理組合+氨吹脫+物化法工藝
3.生物處理組合+氨吹脫+強氧化+膜技術工藝
4.化學氧化工藝、光催化氧化工藝、電解工藝
5.其他生化、化學、物化、膜技術的組合工藝
6. 蒸發焚燒工藝
7.土地處理技術:人工濕地,回灌處理技術
8.礦化垃圾生物反應床處理技術
9. ………………
可以說,前人己用盡了所有污水處理工藝技術及其組合,但仍存在各種不同問題。尤其是,已有的技術多側重于“處理”、“環保”的角度,處理費用普遍較高,對社會是一項沉重的負擔。對于“碳減排”多半沒有貢獻,甚至還增加了碳排放量。使用膜技術后又產生了大量“濃縮液”難予處理的新問題。所以,多認為至今還沒有找到高效、低耗、經濟、環保、有利于“碳減排”的、適合中國國情的,運行穩定的處理技術和工藝。
三.《生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生物處理與綜合利用技術》的特點
(一) 從總體上來說:
1. 理念創新:本技術的“寓污染治理于綜合利用之中”,“因地制宜,以廢治廢” 的理念,比起以“消耗性治理”為主的理念,有著明顯的進步。
2. 三個效益兼顧:它投資省,運行費用省,變消耗性的處理為積極的盈利生產,經濟效益、環境效益、社會效益都好。
3. 出水達標,并為“出水零排放”打下基礎:出水達到國家三級排放標準以上。而且初步看到了出水用于城市綠化用水的可能性,也就是有可能做到“出水零排放”。
4. 適用面廣,市場潛力大:凡有人群的地方都有這個需要。它既適用于新處理系統的建設,也可用于舊處理系統的升級改造,具有很好的實用性,市場潛力很大。
5. 基建投資省:約為5萬元/立方米/日,有競爭優勢。
6. 變消耗性“處理”為盈利“生產”:據初步估算,對于生活垃圾焚燒發電廠的滲濾液,一般情況下,本技術運行費約為30元/噸,盈利收入約80元 / 噸,凈盈利約50元 / 噸 (請參看《初步效益分析》)
(二)從技術上來說:
1. 技術創新:另辟蹊徑,從改變生活垃圾滲濾液的可生化性入手,不論其原始的可生化性如何,都能使它的可生化性變得很好。也就是把它們的“可生化性”都“歸一化”了,從而保證處理系統的長期、有效、穩定的運行。
2.多項先進技術集成:集成了“節能脫氮技術”;“混合兼氧發酵工藝”;“顆粒化厭氧污泥發酵技術”等,為取得穩定的工藝效果提供了技術支撐。再加上科學合理的工藝程序設計和管理,為取得良好的工藝效果提供了保證。
3. 去毒、除懸浮物、回收氨三結合:采用簡易的石灰乳去毒、除懸浮物。並和回收氨結合起來的方法,降低了生產成本。並為末端出水用于綠化創造了條件。
4. 物盡其用:對滲濾液中含有的少量油脂,進行分離回收。
5. 突破了技術上的“瓶頸制約”:找到了去毒、脫氨,並與高濃度有機廢水(如:廚余廢泔水;豆制品廢水等)混合進行兼氧發酵的解決方法,突破了技術上的“瓶頸制約” 。從重點工序的工藝效果可以得到證明---厭氧發酵工序COD去除率很高,達到93%左右;沼氣得率0.45立方米/公斤COD去除。
6. 資源高效利用:綜合利用過程(包括回收油脂、氨水、沼氣)總COD去除率很高(如再加上出水用于綠化,則利用率更高),有望實現廢水--資源的高效利用。
7. 這是一種成熟工藝的“集成創新”。具有明顯的“中國特色”。
《生活垃圾滲濾液和高濃度有機廢水混合生化處理與綜合利用技術》
初步效益分析
以每日處理生活垃圾滲濾液200噸,餐廚廢泔水50噸的綜合利用工廠為例進行估算。
( 兩種污水平均CODcr濃度按40kg /M3 進行估算)
一.經濟效益
1.投資金額:按每日處理1噸廢水的生產能力的投資金額5萬元計算,則投資金額為:
250噸/日×50000元/噸/日=1250萬元
2.收入估算:847.1萬元 / 年
(1).政府補貼收入:547.5萬元/ 年
裝置年處理廢水量為:
250噸/日×365日/年=91250噸/年
每處理一噸垃圾(包括滲濾液),由各地政府進行補貼,這是政府對工廠處理生活垃圾所產生的環境效益、社會效益的一種回報。是企業應得 的利益。其補貼的標準各地有所不同,(大、中城市)由120 ~200元/噸不等,現在按平均60元/噸進行估算,則:
91250噸/年×60元/噸=547.5萬元/ 年
(2) 處理每噸廢水平均可產生沼氣16立方米,每立方米價格按0.6元計,則年平均收入為:
91250噸/年×16立方米/噸×0.6元/立方米=87.6 萬元 / 年。
(3) 平均每年可回收氨130 噸,可生產硫胺化肥480 噸,價格按800 元/ 噸計,則年平均收入為:
480 噸/年×800 元/ 噸=38.4 萬元/ 年。
(4) 平均每天可回收廢油脂 1噸,每噸價格3000元,則年平均收入為: 365噸/年×3000元/噸=109.5萬元 / 年。
(5)年平均收入合計:783.0萬元 / 年
547.5萬元 / 年+ 87.6 萬元 / 年 +38.4萬元/ 年+ 109.5萬元 / 年=783.0萬元 / 年 。
(6) 每處理1噸廢水的收入為:85.8元 / 噸
783.0萬元 / 年 /91250噸/年=85.8元 / 噸
3.支出估算:235.7萬元/年
(1) 人工費:12人,平均工資(包括社保、醫保) 50000元/年/人。
則人工費共計:12人×50000元/年/人= 60萬元/年。
(2) 電費,蒸氣費:83萬元/ 年
(3) 藥劑費:51萬元/年。(包括生產硫酸銨所用的工業硫酸的費用)
(4) 維修費:10萬元/年。
(5) 折舊費:按20年折舊。年折舊費為:62.5萬元/年
1250萬元/20年 = 62.5萬元/年。
(6) 其它費用:20萬元/年。
(7) 稅費:免交。
(8) 支出合計:286.5萬元/ 年
60萬元/年 + 83萬元/年 +51萬元/年 + 10萬元/年 + 62.5萬元/年 + 20萬元/年= 286.5.萬元/年
(9) 每處理1噸廢水的費用為:31元/噸
286.5.萬元/年/91250噸/年=31.4元/噸
4. 每處理1噸廢水的盈利金額為:5 0元/噸
85.8元 / 噸- 31.4元/噸=54.4元/噸
5.年盈利金額:496.5萬元 / 年
783.0 萬元 / 年 –286.5 萬元 / 年 =496.5萬元 / 年
6. 投資回收年限:二到三年
1250萬元/ 496.5