生活垃圾焚烧发电厂垃圾池处理技术及优化.pdf

2024 年第 1 期105中国高新科技ECOLOGICAL ENVIRONMENT|生态环境生活垃圾焚烧发电厂垃圾池处理技术及优化许成钦武先威喻滔深圳市宝安区深能环保有限公司，广东 深圳 518100摘要：文章分析了生活垃圾焚烧发电现状及存在的问题；具体论述了垃圾池处理的主要技术；提出以实现生活垃圾无害化、减量化、资源化为目标，通过规范垃圾池设备操作、及时清理门前沟、精细化垃圾池管理、维持垃圾池内适宜温度等措施，实现生活垃圾高效无害化处理，进而实现焚烧发电厂与发电厂垃圾池的高效协同运行。关键词：生活垃圾；焚烧发电厂；垃圾池处理技术文献标识码：A中图分类号：S611文章编号：2096-4137（2024）01-105-03DOI：10.13535/ki.10-1507/n.2024.01.30Treatment technology and optimization of garbage pool in domestic waste incineration power plantXU Chengqin,WU Xianwei,YU TaoShenzhen Baoan Shenneng Environmental Protection Co.,Ltd.,Shenzhen 518100,ChinaAbstract:This paper analyzes the current situation and existing problems of domestic waste incineration power generation;the main technologies of garbage pool treatment are discussed in detail;it is proposed to achieve the goal of harmless,reduced and resourceful treatment of domestic waste,and to achieve the efficient and harmless treatment of domestic waste through standardizing the operation of garbage pool equipment,timely cleaning the front ditch,refining the management of garbage pool,maintaining the appropriate temperature in the garbage pool and other measures,so as to achieve the efficient and cooperative operation of the incineration power plant and the garbage pool of the power plant.Keywords:domestic waste;incineration power plant;garbage pool treatment technology1生活垃圾焚烧发电厂现状1.1堆料作业困难一个单独的垃圾收集槽通常分为 4 个管理区，即 1 个堆料区、2 个发酵区和 1 个投料区，根据垃圾在堆料区内的发酵情况和投料区的投料情况进行换区。当换区时，要将堆料区底部存放的垃圾全部转移至堆料区进行充分处理，这样更便于对堆料区的堆料量进行直接监控和管理。垃圾池库容控制不当，很容易造成区域性存料，从而对垃圾的发酵产生不利影响，导致热值过低或燃烧不充分等生产故障频频发生，影响堆肥的环境质量。1.2设备附件故障频繁垃圾吊是目前国内焚烧发电厂应用最广泛的一种机械，其主要功能有抓取、转运、投料等。垃圾吊内部包括多个电气元件，内部零件必须密切协调。在操作时，一旦操作不当、维护不当或自身质量出现问题，容易引发系统故障，从而导致整个生产停运。1.3渗滤液产生量大垃圾在发酵过程中会形成一种特殊的渗滤液。每年夏季，瓜果蔬菜垃圾增加，雨水增加，这些都会混入渗滤液，从而形成更多的渗滤液，也就是所谓的“丰水期”。为确保渗滤液的顺利排放和处理，在此期间应加大对渗滤井底部渗滤液排水系统和回流槽的清洗力度。如果不能及时清除污水收集系统的排水系统和渗滤液通道，就会堵塞污水处理厂的渗滤液通道，从而提高污水处理厂的渗滤液浓度，引起污水漂浮，影响垃圾的焚烧发电效率。1.4垃圾发酵不充分在我国北部地区，由于冬季气温较低，垃圾的堆积物不能快速进行，垃圾的发酵周期比夏天长（夏天仅需35天），造成垃圾在燃烧过程中的低热量，从而对垃圾焚烧发电量产生很大的负面作用。2生活垃圾焚烧发电厂垃圾池处理技术2.1垃圾吊及液压抓斗技术垃圾吊（表 1）作业中的机械设备运行频率高、故障率高，必须规范操作，维护保养到位。抓斗抓料质量要低于标称负荷，抓取时要轻柔，抬起要慢，起车稳、运行稳、停车稳。抓斗在运动时必须比垃圾堆高，防止抓斗与垃圾的撞击造成翻滚，防止撞击墙壁，防止车辆发生碰撞。在抓取墙面上的杂物时，动作要慢，减少撞击时力量；确保极限开关和防摇动功能稳定，并在限制范围内使起重机的性能自动降低。表1垃圾吊及液压抓斗技术参数起吊重量：20t钢丝绳缠绕方式：钢丝绳为2根钢丝绳，分别为左旋和右旋最大抓合容量：12m3垃圾吊控制室地面标高：20.5m提升机构电机功率：235kW控制方式：全自动及手动钢丝绳直径：32mm抓斗型式：电动液压六瓣抓斗进行力学计算，选择吊装桥架钢丝绳。按吊机的特性，采用 24-6x24 型的起重钢索。由表 1 可以看出，该型钢绞线的破坏能力为：P57.6t，使拆减系数=0.85，钢索倾斜度 a 60，钢索的安全系数计算为：吊机的载重 G=12.9t（主梁重）+0.1t（缆索重）=13t；安全系数 2024 年第 1 期106中国高新科技生态环境|ECOLOGICAL ENVIRONMENTK=57.643000.85/13=13.05（倍）。因此，选用的钢丝绳满足安全要求。根据现场塔吊布置和桥架大梁的安装位置，取塔吊的吊点为桥架大梁中心往端头 9.2m 处（距离桥架大梁端头5.1m 处），则依据负荷分配公式 P1=GA/（A+B），则汽车吊的吊点位置为：8.5=139.2/（9.2+B），B=139.2/8.59.2=4.9m，即汽车吊的吊点为桥架大梁中心往端头4.9m处（距离桥架大粱端头 9.4m 处）。根据力平衡条件P1B=P2A，P1+P2=G，P2=GB/（A+B），验证主吊机汽车吊和副吊机 0TZ80 塔吊承受的重量是否符合P1=139.2/（9.2+4.9）=8.48t。P2=134.9/（9.2+4.9）=4.52t，符合预先选定的塔吊负荷。式中，G 为设备重量（t），这里 G=13t；P1为主吊机吊重（t），这里 P1为 8.48t；P2为副吊机吊重（t），这里 P2=4.52t；A 为副吊点离重心距离（m），这里 A=9.2m；B 为主吊点离重心距离（m），这里 B=4.9m。2.2防气味技术 垃圾焚烧厂不仅要耐高温，还要耐气味。在日常工作中，应保持一定的负压。废渣槽密封良好，停机时的除臭系统要工作平稳；在栈桥和卸货平台上设置了卷帘闸门，确保在车辆进出过程中闸门保持在闭合位置，防止两个以上的卸料阀同时开启，并通过调节一次风的吸力，保持在 100 50Pa的最佳水平，以防止异味扩散。2.3卸料门技术常规的卸料门难以预防垃圾池内的异味排放，而目前已有的两道平开型泄水阀具有较大的质量和较高的缺点。通过对结构的分析，提出利用上盖侧部闸门的形式构建两扇卸料门。箱体上部为轻质盖板结构，将箱盖紧贴于箱壁外，由水力或电气动力进行开启、关闭，并在盖子的边沿安装电磁密封件，能有效避免垃圾池内的异味扩散到作业间。图1卸料门优化设计优化设计的垃圾卸料方式示意图如图 1 所示，具体步骤为：垃圾运输车驶入卸料平台后准备倒车进入卸料作业间；作业间闸门打开，运输车驶入作业间，关闭入口闸门，打开仓盖，开始卸料；卸料完毕后，关闭仓盖；打开作业间闸门，运输车驶出作业间后，关闭作业间闸门，卸料口闸门打开卸料，完成卸料。2.4发酵技术在垃圾发酵过程中，垃圾含水量、有机物含量和碳氮比都是固定的，保持堆肥温度高于 55、氧浓度大于 10%，可以改善垃圾的发酵率。冬季，北方垃圾池的环境温度长期低于 15，大大低于发酵温度的下限，即使能延长发酵时间，仍会发生垃圾发酵不均匀、腐熟不充分、水分沥出不完全等问题。这样的垃圾入炉后会恶化燃烧工况，伴随燃烧不充分、炉渣出料，炉膛温度波动，烟气指标不稳定等现象。在冬季低温环境下，要注意加强对垃圾的加热，把环境温度保持在25 30。2.5生化处理技术UASB 厌氧工艺如图 2 所示，循环使用的废弃物具有大量的有机物和大量的无机物，其中很大一部分是可以被生物降解的。使用 UASB 厌氧法处理此类渗滤液，COD 利用率在 70%以上。本工艺的 COD 负载达到 10kg/m3d，不需要耗费能量，节约了空间，降低了反应器的操作能耗。使用 SBR进行好氧工艺。SBR 工艺是一种以时间为基础的间歇式反应工艺，它的取水、搅拌、曝气、沉淀和排水都是独立的。该工艺耐冲击性能好，能根据复杂多变的特性对工艺参数进行灵活的调节，通常与厌氧工艺相结合，能有效改善其效果和品质。生活垃圾通过垃圾运输车衡称后，送至垃圾卸料平台，再送入垃圾池内。垃圾经过堆肥发酵后，所形成的渗滤液通过栅门口排出，流入渗滤液收集池，由下水道泵送到渗滤液处理站，再进行渗滤液的处理。在垃圾箱上方的一侧墙上，设置了一个焚烧厂一次通风机的进风口，将垃圾池中的恶臭排出，用作燃烧用的空气，在垃圾池中形成负压，从而避免了臭味的蔓延和沼气的积累。垃圾箱顶部设置有抽风系统，在焚烧炉关闭时，将垃圾池顶部的臭气抽出来，经过除臭和净化设备的处理，以防止垃圾池中的臭味溢出。3生活垃圾焚烧发电厂的优化研究3.1影响垃圾焚烧发电厂生活垃圾的主要因素生活垃圾是城市居民在日常生活中产生的垃圾，包括可回收物、餐厨垃圾、有害垃圾等。据统计，我国每年的餐厨垃圾数量约为300万t，占全国城市生活垃圾总量的70%左右。2024 年第 1 期107中国高新科技ECOLOGICAL ENVIRONMENT|生态环境随着城市化进程的加快，城市生活垃圾产量呈逐年增长趋势，目前我国每年产生的可回收物约为 400 万 t。而在实际生活中，人们往往因不重视这一问题而引发资源浪费和环境污染问题。由于生活垃圾含有较多的有机物、无机物和重金属等污染物，会影响人们的身体健康并增加空气中有害气体的含量，给后续处理带来困难。中国城市建设研究院调查显示，影响生活垃圾焚烧发电项目处理效果的主要因素包括燃烧温度、热值、燃烧时间和渗滤液处理等，其中对焚烧炉热损失及渗滤液控制水平的影响较大。通过不断进行技术改进与创新，在焚烧炉运行中产生热损失较少且基本控制在 5%以内。因此，目前焚烧技术对生活垃圾焚烧发电项目的处理效果较好：炉温高（850 900）；焚烧炉热效率高（平均为 88%91%）；余热利用系统能保证余热回收及蒸汽参数满足汽轮机设计要求；渗滤液排放浓度低。3.2垃圾焚烧发电厂的优化措施随着垃圾的产量越来越多，环境污染问题日益严重，其中最严重的问题是产生了大量的二恶英。这些有毒有害物质一旦进入人体，就会对健康构成极大威胁。优化措施如下：首先，采取一定的方式对焚烧发电过程中产生的有害物质进行有效处理；其次，通过在垃圾焚烧发电厂中使用高温燃烧器，让整个设备变得更加节能高效，保证生产运行过程中不会受到有害物质的影响；最后，采用先进技术将垃圾焚烧发电过程中产生的各种有毒污染物进行彻底处理后再排放到大气中，采取科学合理的方式保证垃圾焚烧发电厂人员和设备正常运行。3.3生活垃圾焚烧发电的经济性一般认为垃圾焚烧发电项目的经济性与投资回收期（或投资收益率）、营运成本（或营运收益率）和净现值（NPV）等因素有关。投资回收期是指项目从开始到收回项目投资的时间，即从开始建造到投产运营所需要的时间，包括建设、生产成本和回收成本三部分。当净现值大于零时，表明投资回收期已结束。在工程进行过程中和运行后期，生活垃圾焚烧发电系统的净现值和年收益率都很低甚至为负值，说明项目尚未盈利；而在工程进行过程中和运行后期，当生活垃圾焚烧发电系统净现值较高时，则说明项目盈利。3.4生活垃圾焚烧发电厂的优化建议生活垃圾处理主要采用填埋和焚烧的方式，其中焚烧方式占 90%以上，但在处理和运行过程中也存在一些问题。提高生活垃圾焚烧发电技术、运营效率和排放标准的措施有：一是增加资金投入，完善设施设备的配置与维护；根据不同地区城市的特点与需求，选择不同的设备技术水平、工艺路线、运行方式；优化设施运营管理流程；加大运行人员培训力度，提升安全意识和操作技能。二是加强对相关设备运行工况的监测和数据采集；根据收集到的监测数据对焚烧炉内燃烧温度进行优化调控，对燃烧效率进行实时监控与调整，使焚烧炉工作在最佳状态下运行。4结语生活垃圾焚烧发电厂在城市发展中具有重要作用，但在实际运行过程中，垃圾焚烧发电厂存在的问题较多，主要包括垃圾池管理问题、垃圾池内渗滤液收集困难、缺乏对焚烧炉运行情况进行监管等。为解决上述问题，本文论述了生活垃圾焚烧发电厂垃圾池的主要处理技术，从设备、运行管理等方面入手进行优化，实现垃圾处理水平的提升。作者简介：许成钦（1994-），男，广东台山人，深圳市宝安区深能环保有限公司助理工程师，研究方向：垃圾焚烧、垃圾池管理。参考文献1 范妮国内生活垃圾焚烧发电项目研究进展 J湖北大学学报（自然科学版），2021，43（6）：690-6972 住房和城乡建设部.生活垃圾焚烧处理工程技术规范：CJJ902009S北京：中国建筑工业出版社，20193 陈劲松生活垃圾焚烧发电 PPP 项目技术经济性思考分析 J财经界，2020（12）：18-194 陈万航乡镇生活垃圾好氧静态堆肥处理技术 J现代经济信息，2009（4）：91-925 王凯，武道吉，彭永臻，等垃圾渗滤液处理工艺研究及应用现状浅析 J北京工业大学学报，2018（1）：1-12（责任编辑：周羿廷）图2UASB厌氧工艺