垃圾磁能碳化技術在環巢湖鄉鎮的應用研究

熊耀華

摘要：針對環巢湖鄉鎮生活垃圾收集量正在逐年增加，現有的生活垃圾處理設施已不能滿足處理需求，急需尋求適合環巢湖鄉鎮的生活垃圾處理方式。首先，介紹了巢湖流域的區域概況和環巢湖鄉鎮生活垃圾的處理處置現狀。其次，介紹了磁能碳化技術處理生活垃圾的工藝流程，對比分析了磁能碳化技術與其他處理方式的優劣。最后，分析了磁能碳化技術在肥西縣銘傳鄉的試點效果，并得出結論，建議在整個環巢湖地區鄉鎮推廣運用磁能碳化技術處理鄉鎮生活垃圾。

關鍵詞：生活垃圾；磁能碳化技術；環巢湖鄉鎮

前言

隨著環巢湖鄉鎮居民生活水平的不斷提高，消費品消耗量逐年增加，產生的生活垃圾也在逐年遞增。鄉鎮生活垃圾的收運一直是環境衛生管理的盲區，環巢湖新農村建設和城鄉一體化的快速發展，鄉鎮居民對生活環境的追求也越來越高，生活垃圾的收集、運輸和處理逐漸受到人民群眾和各級政府的重視。然而，由于現有的環巢湖地區生活垃圾處理設施，設計之初主要為各縣、市、區的城鎮生活垃圾處理而服務的，鄉鎮生活垃圾送至這些處理設施，降低了這些設施的使用年限，因此急需興建適合環巢湖鄉鎮的生活垃圾處理設施，解決鄉鎮生活垃圾的處理難題。

1 研究區介紹

1.1 區位概況

巢湖流域位于安徽省腹地，長江流域下游左岸，地理坐標在東經117°17′～117°52′，北緯31°43′～31°25′之間，湖區面積760km²，巢湖流域面積13486km²，其中巢湖閘上面積9153km²，涉及合肥市區及肥西縣、廬江縣、巢湖市、肥東縣和六安市金安區、舒城縣和安慶市的岳西縣；巢湖閘下涉及蕪湖市的無為縣和馬鞍山市的和縣和含山縣。

1.2 環巢湖鄉鎮生活垃圾處理現狀

環巢湖鄉鎮的生活垃圾處理方式主要有三種：衛生填埋，簡易填埋或堆放，小型焚燒爐簡易焚燒。

目前，較偏遠的鄉鎮主要采用簡易處置的方式，簡易填埋場的生活垃圾均直接堆放，場底未做防滲，垃圾滲濾液未進行收集處理，沼氣也未采取導引收集措施，因而垃圾處理沒有達到無害化、減量化的要求。

部分鄉鎮采用小型簡易焚燒爐，雖然減量化效果明顯，但運行易受天氣、溫度等因素的影響，且其未采取任何有效地煙氣處理措施，煙氣排放難以達到國家相關標準。

目前，環巢湖范圍現有生活垃圾無害化末端處理設施7座，其中：6座已經投入使用，1座建成未使用。四縣一市中，巢湖市鄉鎮無害化處理率最高，達到85.7%，其余四縣鄉鎮無害化處理水平相當，約為35～50%。

2 生活垃圾處理方式對比分析

目前，在我國應用相對比較成熟的生活垃圾處理方式有衛生填埋、焚燒技術、堆肥技術和熱解氣化技術等，各種生活垃圾處理方式都有優勢和劣勢。

2.1 衛生填埋

生活垃圾衛生填埋具有建設投資較省、運營成本低、技術簡便、作業簡單等優點，而且是其它方法不可替代的最終處理手段，所以在以后相當長的一段時期仍將是生活垃圾的主要處理方式之一。但其也有很多缺點，主要是占用大量土地；產生的滲濾液成分復雜，給填埋場的運營和管理帶來諸多麻煩，且容易引起二次污染；產生的沼氣存在安全隱患；生活垃圾直接填埋使部分可回收物直接埋于地下，造成資源的浪費。

2.2 焚燒技術

焚燒技術與填埋處理相比具有以下優點：占地面積小，有利于節省土地資源；處理時間短；無害化、減量化、資源化優勢明顯；焚燒結合煙氣處理達標排放，對垃圾處理徹底，二次污染危害小；焚燒余熱可回收利用。同時也存在一些缺點：一次性投資大；運行成本較高；技術含量較高，對運營操作者要求較高，若運行時管理不善會排放大量煙氣，造成二次污染等。

2.3 堆肥技術

垃圾堆肥作為生活垃圾處理的一項重要手段，其特點是能有效的實現垃圾的資源化、減量化和無害化；能有效的使垃圾中的有機物穩定下來，得到堆肥產品；建設投資較省，運營成本較高，設施占地相對不是很大。堆肥處理的缺點是：只能處理生活垃圾中的有機成分，對其他的無機及有毒有害成分沒有處理效果；處理過程中的惡臭難以控制；我國垃圾大多是混合收集，沒有分類，前處理過程復雜，分類不徹底，堆肥產品的質量不過關；垃圾堆肥產品很多時候銷路較少；垃圾中除能發酵的有機成分外，還有約30%左右的篩上物仍需做填埋或焚燒處理。

2.4 磁能碳化技術

磁能碳化技術工藝可以成批或連續進料，由于采用不足量空氣（缺氧式）將垃圾中的有機物熱解成可燃氣體，把不完全焚燒過程轉變為氣體完全焚燒過程，使煙氣中顆粒物排放量極少；熱解氣體燃燒后不需輔助燃料，降低運行成本，達到了垃圾熱能的資源化利用；采用控制燃燒過程，抑制了二噁英等由于有害物質的產生；焚燒過程完整，殘渣為完全無污染物質；有機物去除率達到99.99%以上，降低了后續處理成本。熱解氣化技術具有徹底的無害化、顯著的減容性、廣泛的物料適應性、高效的能源與物資回收性等優點。同時，其也存在設備較多、投資比較大等缺點。

環巢湖地區衛生填埋場主要位于各縣、市周邊，主要處理城區產生的城市生活垃圾，距離偏僻的鄉鎮較遠，運輸成本較高，并且衛生填埋處理量有限，若將鄉鎮農村垃圾全部收集，將無法滿足需要。堆肥技術要求生活垃圾有機質含量較高，周期長且占地面積大，處理后的產品不易銷售。垃圾焚燒技術一般處理規模較大，運行成本較高，主要用于城市生活垃圾的集中處理。

磁能碳化廠用于環巢湖鄉鎮生活垃圾處理具有很強的優越性，減容效果好、無害化徹底、有利于資源再利用，且綜合效率高，占地面積小，可節省土地資源。與傳統小型簡易焚燒爐相比，具有二次污染小、能有效控制煙氣達標排放。磁能碳化廠建在鄉鎮周邊，不僅能夠滿足鎮區生活垃圾的處理需要，還可以分期建設，逐步將全鄉鎮農村生活垃圾納入到磁能碳化廠處理范圍內，使農村生活垃圾全部進行無害化處理。因此，磁能碳化技術值得在環巢湖地區部分鄉鎮先行試點，待總結試點效果，逐步推廣運用到整個環巢湖鄉鎮的生活無害化垃圾處理。

3 磁能碳化技術及其運行效果

3.1 磁能碳化技術工藝介紹

磁能碳化技術作為一種新型的生活垃圾無害化處理技術，對于鄉鎮小規模生活垃圾處理具有明顯的優勢，已在我國部分地區運用，且取得了很好的效果。磁能碳化爐工藝流程如圖2所示。

鄉鎮生活垃圾經專用垃圾運輸車進入廠區，由地磅房軸重儀自動稱重后進入垃圾分選車間，經人工及機械分選后，可燃物質進入垃圾貯坑內暫存，貯坑中的滲濾液進循環水處理器內集中處理，垃圾由自動提升機抓取投入烘干室，烘干后的垃圾由輸送帶送至磁能碳化爐頂部的加料倉口，物料通過加料控制器連續不斷地送入碳化爐內，并使物料均勻灑開。

生活垃圾在碳化爐內通過干燥、熱分解（450～600℃）和氣化（600～800℃），部分可燃物質分解為一氧化碳、氣態烴類等可燃混合煙氣進入二燃室燃燒；磁能碳化后的殘留物在爐中繼續進行充分燃燒，燃燒溫度達到1100～1200℃。燃盡后的結焦狀殘渣受到熱解氣化爐底部的一次供風冷卻，經爐排的機械擠壓、破碎成100mm以下的塊狀物排出至爐底的水封槽內，經過濕式出渣系統排出。殘渣可直接用于制磚系統回收利用，生活垃圾無害化處理率能夠達到100%。

煙氣凈化系統采用半干式吸收塔、布袋除塵器、煙氣反應器和等離子廢氣再處理的組合工藝。半干式吸收塔除用來控制進入布袋除塵器的煙氣溫度外，還通過加入適量的霧化Ca（OH）₂來去除煙氣中的SO₂和HCI。在半干式吸收塔和布袋除塵器中間，還布置了煙氣反應器裝置系統，以進一步去除煙氣中的有害氣體。

經過上述三級煙氣凈化后，為達到更高的尾氣排放指標，去除垃圾干燥產生的揮發性有機化合物等氣體污染物，在布袋除塵器之后配置等離子廢氣再處理系統，進一步去除煙氣中殘留的二噁英、重金屬、臭氣等有害因子。該系統的臭氣去除效率達到90%以上，二嗯英的排放低于0.1NgTEQ/Nm³，可保證煙氣達標排放。

3.2 磁能碳化技術試點效果分析

為了徹底、有效地改善四縣一市各鄉鎮的生活垃圾處理現狀，在按照“村收集、鎮轉運、縣市處理”的基本技術路線基礎上，考慮到邊遠鄉鎮較高的運輸成本會給鄉鎮帶來不小的壓力，需要探索出一條適合巢湖地區邊遠鄉鎮生活垃圾處理的新方法和模式，為穩妥起見確定先行試點。

根據鄉鎮規模大小和配套設施等基本情況，選取了肥西縣銘傳鄉作為村運鎮集中無害化處理模式的試點鄉鎮，該鎮距離就近的肥西縣垃圾填埋場的距離是54km，通過建成后的運行，并總結優化，為其他適合這種模式的鄉鎮生活垃圾處理起到指導、示范作用。

肥西縣銘傳鄉磁能碳化廠設計處理規模為5t/d，現已建設完成。項目點火試運行至今，處理系統運轉良好，各項污染物指標均能達到國家標準，特別是二噁英類總量等部分關鍵指標（0.0026ngTEQ/Nm³），遠優于國家標準（0.1ngTEQ/Nm³），具有很強的技術優勢和環境優勢。

4 結語

通過各種相對成熟的生活垃圾處理方式對比分析，結合在肥西縣銘傳鄉的試點效果，磁能碳化技術滿足處理量、排放標準等各項要求，可在環巢湖鄉鎮推廣磁能碳化廠項目，從而實現環巢湖地區各偏遠鄉鎮的生活垃圾無害化處理，改善鄉鎮環境衛生狀況。