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详细内容

生活垃圾、城市粪便、歺厨垃圾制沼气发电

  背景

城市垃圾污染越来越严重,治理已刻不容缓,由于无害化、减量化处理城市生活垃圾国内没有成熟预处理技术设备。为此,国务院在“十二五”规划中明确提出,“十二五”期间生活垃圾处理方法推广两种:一是“焚烧法”,占35%,二是“填埋法”,占65%。

直接利用垃圾焚烧发电虽是垃圾资源化处理的一种方法,但不是合理的方法:一是投资额大:建一座500吨/日的生活垃圾焚烧电厂,投资约3-5亿元,投资回收期长。二是污染严重:垃圾含水率高,热值低(约1000千卡/千克),需预发酵处理,要产生10-20%的渗沥液;焚烧一吨垃圾要产生5000m3的废气,含数十种污染物,其中包括二恶英、重金属飞灰等强致癌物;要产生垃圾总重量20%的炉渣、灰。三是生产费用高:焚烧一吨垃圾生产费用120元以上。利润主要靠各级地方政府处理垃圾补贴。四是由于垃圾构成复杂,质量不稳定,因此,需要日常管理技术水平高,实时监控难,控制污染难。五,垃圾发电本身形不成多少效益,靠政府补贴,存在一定风险。六是由于垃圾焚烧发电污染大,周边老百姓难以接受,只要一搅和就得停产,国内外有很多例子可以应证。为此,提出了应用ZTD生活垃圾资源化预处理系统,将生活垃圾、城市粪便、歺厨垃圾三结合制沼气发电。

  项目目标

  在现有或陈旧垃圾填埋场或堆放场,应用ZTD生活垃圾资源化预处理糸统,建设一座垃圾资源化预处理中心。通过机械化湿式分选,分质出的厨余物与城市餐厨垃圾、粪便等一并打浆进行厌氧发酵制沼气发电。从而为生活垃圾、城市粪便、餐厨垃圾三给合处理开创一条资源化利用、无害化处理、减量化填埋之路。

工艺路线

该ZTD生活垃圾资源化预处理中心工艺路线说明(框图附后):

城市混装生活垃圾亻仍延用原城市垃圾收运系统不变,由垃圾装载车送到在原填埋场建的ZTD资源化预处理中心,经一体化破袋破碎装置(专利产品),将垃圾中塑料垃圾袋几乎全部破成2-3片,同时将厨余物(瓜、果、菜皮等有机物)破碎成几公分直径的碎片,煤渣、土块破碎成粒径小于1cm的细粒。再经二级滚筛(专利产品)筛分,将垃圾分成三类:

第一类筛下物为粒径小于1cm的细灰沙土,制砖或作填埋场覆盖土。

第二类筛下物是粒径1-9cm的厨余物为主有机物与以砖、石块为主无机物的混合物,送入厨余物湿式分离机(专利产品),以水为介质,将厨余物为主有机物与无机物分开。分选出的厨余物为主有机物,几乎不含任何无机物,用于与粪便、餐厨垃圾一并打浆制沼气。介质水采用内循环,日处理500吨垃圾,需循环水200吨。循环水每班撤换一次,泵入污水池与厨余物为主有机物一并打浆作沼气发酵浆料;沼气发酵后的废水作肥料,或经处理后回用,工艺过程中无污水排放。分出的无机物先经磁选回收黑色金属,再经人工(500/日生产线配2-3人工分拣工位)分拣有色金属、硬质塑料片、玻璃、废电池等,剩余无机物填埋。

第三类筛上物为直径大于9cm的大件有机混合物,主要为:纺织、竹木、鞋、纸、塑料膜袋等,其中夹杂少量无机物;经风选将塑料膜袋、纸与其它大件有机物分离。分离出来的塑料膜袋、纸经人工分拣(500/日生产线配4-5人工分拣工位)将塑料膜袋与纸分开,剩余物主要为各类织物、竹木类、鞋等作燃料,给沼气生物发酵供热。

项目特点

    该生活垃圾资源化分选中心项目具有如下特点:

1、本ZTD资源化预处理系统依据中国城市生活垃圾的构成特点采用的工艺方法及装置,先将垃圾深度破袋、破碎,然后按尺寸大小粗分为三类。拉大同类之间的质量差距,再利用风、水等介质流,按比重不同将它们有效分质,并附助于人工分拣,最终使生活垃圾处理达到资源化分质的效果。工艺过程中混装生活垃圾资源化分选技术指标见下表:

混装生活垃圾资源化分选技术指标表


垃圾袋

厨余物

渣土块

大件有机物

砖石块

黑色金属

细灰渣土

有色金属

玻璃

废电池

硬塑料

破碎()

98%

95%

95%










回收率

95%

95%


95%


90%


90%

80%

80%


80%

分离率





95%


90%




80%


资源利用

炼制汽、柴油

制沼气


作燃料

铺路或填埋

出售

制砖或填埋

出售

出售

出售

无害化处置

炼汽、柴油

2、本项目的实施:是城市垃圾成为城市的“矿产”资源,通过机械分选,可将废塑料、金属、有机物等可再生资源,深度分质,分质效果超过了城市生活垃圾源头分类收、运的效果。可使城市生活垃圾维持几十年形成的收、运体系不变。同时将生活垃圾、城市粪便、餐厨垃圾“三合一”处理,节约了大量的人力、物力、财力,解决了地方政府三大环境污染难题。

3、具有自主知识产权

    市场机遇

国务院发布了《“十二五”生活垃圾无害化处理建设规划》。要求到“十二五”末省会城市100%,市级城市90%,县级城镇70%以上生活垃圾实施无害化处理。全国有建制市661个,县级城镇(市)2826个,乡镇35000多个,特别是县级城镇、乡镇上垃圾焚烧发电项目经济上不可行,地方财力也无法承担每年巨额财政补贴。因此,生活垃圾、城市粪便、歺厨垃圾三结合制沼气发电产业市场,蕴藏着巨大商机。

经济效益分析

以建设“生活垃圾300吨/日ZTD生活垃圾资源化预处理中心” 为例,进行效益分析如下:

日预处理生活垃圾300吨/日,分选厨余物约150吨(以50%计)含水率60%,折合干物质60吨,打浆制沼气,得浆率80%,折合48吨干物质浆料,以此进行中温厌氧生物发酵制沼气发电。

大件有机物:日分选竹木类、织物类等大件有机物约40/日(以10%计);打浆后的残渣折干物质约10/日,总量约50吨(热值约3500千卡/千克),一并作燃料给沼气发酵供热。

经济效益

(1)300/ZTD生活垃圾资源化预处理中心”直接收益:依据日分选垃圾300吨,每处理一吨垃圾处理费50元(包招将厨余物打浆)、可分质30吨塑料(含杂质80%),售价500/(现市场收购价,剩余废金属、玻璃等可再生资源回收效益以20/吨,每处理一吨垃圾政府补贴20/吨。

          年支出:  548万元/年(每吨垃圾处理费50计)

          年收入:  930万元/

          年收益:  382万元/

(2)厨余物沼气化发电收益:

折合48/日干物质浆料,采用高浓度(容积负荷100kg/m3)中温发酵,物料停留时间15,每吨干物质产气500m3,每立方米沼气发电2度,每度电上网标杆价0.75/度(暂按农林标价),每千瓦发电能力投资(包含沼气发酵部分投资)约10000元,年生产费用按产值35%计,日产生沼气量:24000m3,日发电48000度,垃圾沼气化发电总装机容量:2000kw/时,总投资:2000万元,以此进行燃气发电效益分析:

年总支出:      1248万元/

年总产值:      2244万元/

年总收益:      996万元/

与垃圾直接焚烧发电相当,

环境效益

本项目具有较好的环境效益:处理城市生活垃圾日来日清,机械化为主,微负压运行,消除生产过程中二次污染。该项目消除了城市垃圾、粪便、餐厨垃圾三大重要污染源,而生产过程中产生的废气、废水是可控的,也是可治理达标排放。项目的实施将取得较好环境效益。

投资估算

建设一座300吨/日ZTD生活垃圾资源化预处理中心需新增固定资产投资1000万元,其中:土建占300万元,设备制作费550万元,配套系统150万元;制燃气发电投资2000万元,合计3000万元(不含土地征用费和厂区外的道路、水、电等公用工程设施投入费用)。

新增固定资产投资估算表

序号

工程或费用名称

金  额

(万元)

备   注

1

建筑工程费

1600

含公用工程设施费

2

设备购置及安装费

1400

含公用工程设施费

设备安装费按设备原值的15%估算

3

土地征用费

0

土地征用费暂未估算

4

工程设计、监理费

90

按工程直接费的3%估算

5

前期工作费

60

按工程直接费的2%估算

6

运行调试费

20

含职工培训费

7

预备费

150

项目预备费按工程直接费的5%估算

合     计

3380

厂区外道路、水、电等公用工程设施投入未予估算


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