北京市生活垃圾焚烧厂耗能排污特征及节能减排潜力

将生活垃圾焚烧厂从整体到局部分为场站-工艺-单元三个层次,通过现场调查,获取了北京市生活垃圾焚烧设施在2009~2011年不同层次耗能排污数据。分析表明,在焚烧工艺中焚烧单元处理单位垃圾的电耗达到60.83kW·h,余热发电单元水耗最大,尾气处理单元的电耗和水耗相对较小。不同场站在处理单位垃圾时烟气和炉渣产量比较接近,但飞灰排放差异较大,在2.92~24.78kg/t垃圾之间。渗沥液水量年际变化较大,水质相对稳定,MBR单元对污染物的去除效果最好,但其耗电量较大,占渗沥液处理工艺总耗电量的87.55%。焚烧工艺发电最优值为423.77kW·h/t垃圾,产生的电能除满足自身需求外,还剩余1.8×108kW·h的电能,可用于渗沥液处理工艺或输向场站外部。每吨渗沥液处理最多可产生中水0.962t,全北京市每年产生中水196456t/a,使用潜力大。     

北京市生活垃圾焚烧厂耗能排污特征及节能减排潜力

将生活垃圾焚烧厂从整体到局部分为场站-工艺-单元三个层次,通过现场调查,获取了北京市生活垃圾焚烧设施在2009~2011年不同层次耗能排污数据。分析表明,在焚烧工艺中焚烧单元处理单位垃圾的电耗达到60.83 kW·h,余热发电单元水耗最大,尾气处理单元的电耗和水耗相对较小。不同场站在处理单位垃圾时烟气和炉渣产量比较接近,但飞灰排放差异较大,在2.92~24.78 kg/t垃圾之间。渗沥液水量年际变化较大,水质相对稳定,MBR单元对污染物的去除效果最好,但其耗电量较大,占渗沥液处理工艺总耗电量的87.55%。焚烧工艺发电最优值为423.77 kW·h/t垃圾,产生的电能除满足自身需求外,还剩余1.8×108 kW·h的电能,可用于渗沥液处理工艺或输向场站外部。每吨渗沥液处理最多可产生中水0.962 t,全北京市每年产生中水196456 t/a,使用潜力大。     

北京市粪便消纳站耗能排污特征及影响因素分析

利用调研得到的北京市13座粪便消纳站2009—2011年3年的平均数据,从固液分离、絮凝脱水、污水生化处理3个单元的电耗、残渣来分析北京市粪便消纳站耗能排污特征及其影响因素。研究表明不同单元有着自身耗能排污的特征,固液分离单元中,耗电情况受场站影响比较大,处理1 t粪便约耗电0.38~1.62 kW·h,排放残渣1.26~4.52 kg;絮凝脱水单元中,每处理1 t粪便耗电0.54~5.14 kW·h,产生粪渣0.012~0.26 kg;生化处理单元中,每处理1 t污水需耗电4.3385 kW·h,同时能得到0.9604 t的中水。     

北京市生活垃圾转运站耗能和排污特征及其影响因素分析

利用实际调研得到的北京市生活垃圾转运站2009～2011年3 a平均数据,从垃圾回收量、渗沥液产量、耗水量、耗电量这4个方面分析北京市生活垃圾转运站耗能排污特征及其影响因素,并对分选转运站及压缩转运站的综合耗能排污情况进行了分析.结果表明,北京市不同生活垃圾转运站的耗能排污情况差别很大,单位垃圾回收垃圾量约为12.9 kg·t-1,单位垃圾渗沥液产量约为5.8～49.0 kg·t-1,单位垃圾耗水量约为40.3～156.7 kg·t-1,单位垃圾耗电量约为1.75～5.60 kWh.t-1.虽然分选转运站综合耗能和排污较多,但分选转运站将部分垃圾回收,使垃圾减量化资源化,并将垃圾分为不同物料运往不同垃圾处理场,实现垃圾的优化处理,减轻了垃圾卫生填埋场的负担,延长填埋场的使用期限.     

北京市生活垃圾堆肥设施耗能、排污及影响因素

对北京市5座生活垃圾堆肥设施(南宫、顺义、阿苏卫、燕山、沃绿洁)开展耗能、排污研究,实地调查获取5座设施2009—2011年的耗能、排污指标数据,并分析垃圾发酵、恶臭控制、渗滤液处理3个工艺的耗能排污特征,总结各工艺及设施层次耗能排污的影响因素. 结果表明:5座设施发酵工艺年耗水量(y,103t)与年垃圾处理量(x,103t)呈线性关系,有y=0.0551x+3.0627;隧道堆肥发酵工艺的单位(t)垃圾耗电、渗滤液及残渣产量均低于间歇式动态堆肥;隧道堆肥恶臭控制工艺耗水量占厂区总耗水量的5.92%,用电量占厂区总耗电量的23.78%;渗滤液处理工艺的耗电量与ρ(COD_Cr)呈正相关(P<0.05,R=0.981),但与渗滤液处理量相关性不强. 垃圾组成及性质、工艺差别、污染物特性影响工艺耗电量及恶臭、渗滤液产生量. 完善堆肥设施各个工艺环节并进行中水回用,有利于削减设施耗能排污.      

城市生活垃圾填埋场中抗生素残留特征研究

为研究城市生活垃圾填埋场中抗生素的残留及其浓度特征,采集上海市老港填埋场中固体废弃物和渗滤液样本,采用超高效液相色谱三重四级杆质谱联用技术(UPLC-3Q-MS)检测抗生素浓度.结果显示,固体废弃物和渗滤液中四环素类、磺胺类、喹诺酮类、大环内脂类及β-内酰胺类抗生素的检出浓度范围分别为0.1~4.9μg·kg~(-1),nd~3245.0 ng·L~(-1)、nd~16.3μg·kg~(-1),nd~1360.0 ng·L~(-1)、0.2~367.5μg·kg~(-1),nd~6950.0ng·L~(-1)、LOQ~8.4μg·kg~(-1),0.3~9450.0 ng·L~(-1)及nd~2.8μg·kg~(-1),nd~293.5 ng·L~(-1).抗生素浓度在垃圾填埋场中的分布存在时空差异,填埋场1.5 m处固体废弃物中抗生素的浓度高于0.5 m处,新鲜渗滤液中抗生素浓度大于老龄渗滤液.研究结果为可今后垃圾填埋场中残留抗生素的治理提供理论依据.     

中国垃圾填埋场甲烷减排关键技术的成本和潜力分析

基于2012年全国2 125个垃圾填埋场的基础数据,结合文献研究、专家研讨评估和现场调研等方法,甄选出中国垃圾填埋场使用的11种CH4减排关键技术,评估了其各自的减排成本和减排潜力,建立了其减排成本曲线。甄选出的关键技术涉及CH4收集、生物好氧厌氧处理和终端处理等。结果显示:减排技术中仅生物活性覆盖技术成本在1 000元/t以下,且具有较高的减排潜力;临时膜覆盖-膜下抽气-火炬燃烧的减排潜力最高,主要是该技术推广应用的门槛较低,可以应用于简易填埋场和小型填埋场,其成本为2 595元/t;填埋气竖井收集-火炬等5种技术的成本为1 000~3 000元/t,减排潜力比较可观,是大型填埋场的优先选择;渗滤液立体导排+渗滤液处理等3种技术相对成本较高,且减排潜力不高,但其污染物协同减排效果显著,对于经济发达的城市可以考虑应用。基于一般政策情景和低碳情景下的1 260,7 812元/t两种价格,计算了2020年两种情景下的减排量,两种情景的减排量在2012年的基础上分别减少4.36%和17.22%。     

北京市生活垃圾填埋场产甲烷不确定性定量评估

为了提高北京市生活垃圾填埋场产CH4评估精度,联合FOD模型和Monte Carlo方法,依靠本地和国家数据及专家经验,对模型进行不确定性识别和敏感性分析,量化各参数对模型输出结果的影响.结果表明,2008年北京市因填埋产CH4量95%的概率分布范围为(11.80～19.76)×104t.a-1,均值为15.58×104t.a-1,排放的不确定范围为-24.26%～26.83%.FOD模型中甲烷修正因子MCF(2000年后)对2008年排放结果的影响最大,其结果不确定性的贡献率为41.4%.研究提高了北京市生活垃圾填埋场CH4排放量评估精度和质量,为指导填埋场温室气体清单改进和数据收集提供科学依据.     

生活垃圾卫生填埋场清污分流与渗滤液收集系统的探讨

当今在我国城市规模快速扩张,城市生活垃圾量迅猛增加。为了消纳城市生活垃圾,各个城市陆续建设了一批现代卫生填埋场。填埋场垃圾体受到自身腐化、雨水浸透会产生垃圾渗滤液,而渗滤液是高浓度有机废水,若不有效控制产生量,不仅会对外界环境产生不利影响,还会增加填埋场运行处理成本,甚至影响垃圾堆体的稳定性,危及填埋场安全运行。因此,对生活垃圾卫生填埋场实行清污分流以减少渗滤液与对不同类型滤液收集系统进行分析是很有必要的。     

浅谈生活垃圾填埋场的防渗处理

生活垃圾填埋场防渗层的设计,对防止渗滤液污染扩散具有决定性的作用.本文介绍了生活垃圾填埋场渗滤液控制系统,垃圾渗滤液处理工艺,填埋场防渗处理,最大限度地使处理设施齐全,把二次污染减少到最小程度.     

中国生活源固体垃圾产生和处理及其N2O排放

核算和评估固体垃圾产生和处理及其N₂O排放具有重要的现实和指导意义.本研究以中国为例（2008—2017年）,建立了固体垃圾产生、处理和N₂O排放核算框架.结果表明,10年间中国固体垃圾产生量上升了34.6%,年均6.13亿t,生活垃圾（48.6%）和工业日用品垃圾（24.6%）是主要贡献源;处理格局仍以填埋为主（占53.0%）,焚烧为辅（25.5%）;堆弃（42.5%）和焚烧（31.2%）是固体垃圾处理中N₂O气体的主要排放源,堆肥占21.9%,填埋处理排放最少（4.4%）;固体垃圾处理产生的渗滤液逐年增加,渗滤液排放的N₂O占固体垃圾处理N₂O排放总量的41.7%,生活垃圾产生的渗滤液是其主要排放源.加大垃圾分类处理和资源化利用力度,加强农村生活垃圾处理处置能力、减少垃圾堆弃量及提高垃圾处理技术对固体垃圾的产生及其N₂O排放减排至关重要.     

北京市生活垃圾处理的温室气体排放变化分析

文章从城市垃圾处理与节能减排之间关系的角度,分析研究了北京市2001～2007年生活垃圾卫生填埋、堆肥和焚烧发展过程中直接和间接的温室气体排放量变化,结果表明,随着生活垃圾产生量的增加和物理组成的变化,北京市生活垃圾处理引起的温室气体排放急剧增多,总排放量从2001年约363万tCO2当量增加到2007年1157万t左右。目前卫生填埋、堆肥和焚烧三种方法每处理1t垃圾的单位排放量分别为2.1t、0.4t和2.0tCO2当量。虽然堆肥具有相对低的单位排放量,但由于市场等方面的原因,堆肥在北京生活垃圾处理中的比重并不大,2007年处理的垃圾量不到无害化总处理量的7%。2007年填埋产生CH4总量约48万t,若50%回收利用,其发热量相当于约40万t管道煤气,具有很大的节能减排潜力。焚烧垃圾进行供热或发电的技术在国内外正蓬勃发展,也是节能减排的有效途径。而加强垃圾回收与分类是从源头减少垃圾,实现节能减排的最好方法。     

生活垃圾分类运输能耗分析

我国生活垃圾分类运输能耗高的问题一直未能根本解决。对该环节开展能耗分析是综合评价垃圾分类环境、经济效益的基础,也可为我国城市垃圾分类运输系统设计提供依据。基于分类垃圾性质与产生特征,结合运输车辆运行规律,构建了以居民区、办公区/商业区及学校为主要业态的3类典型城市区域分类垃圾直接运输,以及一级转运运输场景,并对各场景综合能耗进行核算。结果表明:不同典型城市区域生活垃圾分类运输单位能耗差异不显著[直运0.11~0.12 kgce/（t·km）,转运0.06~0.08 kgce/（t·km）],分类运输较混合运输能耗增加77%~116%（直运）和25%~42%（一级转运）,而转运操作对运输能耗的降低与运输距离负相关。对各垃圾组分而言,厨余垃圾运输能耗[直运0.09~0.10 kgce/（t·km）,转运0.05~0.07 kgce/（t·km）]略低于其他垃圾和可回收物[直运0.11~0.13 kgce/（t·km）,转运0.07~0.08 kgce/（t·km）],而有害垃圾运输能耗最高[直运0.21~0.30 kgce/（t·km）,转运0.13~0.20 kgce/（t·km）]。     

压力对填埋垃圾产甲烷的影响研究

压实作用被认为是影响填埋垃圾降解过程的一个重要因素,实验通过自制的压缩降解模拟填埋反应器装置,研究了阶梯增加式压力21k Pa→42 k Pa→84 k Pa(分别在垃圾填埋后的第75、103和131 d时施加)对填埋垃圾产甲烷这一资源化重要阶段的影响,包括产气特性、渗滤液性质及固体沉降等的变化.21 k Pa和42 k Pa分别恒定了4周,垃圾最后在84 k Pa恒定压力下降解,实验总共持续了170 d.结果表明,在初始21k Pa的压力作用下,由于接种物跟垃圾接触面积的增大,甲烷日产量从第75 d的1.85 L·d-1增加到了第76 d的2.95 L·d-1,产甲烷速率提高了59.82%,42 k Pa和84 k Pa时均有所增加,但增加程度均不明显.压力还使砾石层上部积留了一定水位高度的渗滤液,渗滤液的COD和含氮量在压力作用下都有了暂时的升高.压实作用还令垃圾体产生了较大的沉降,但压力进一步增大并没有使垃圾继续发生较多的沉降.实验结果有助于更好地了解压力对填埋垃圾降解过程的影响.     

生活垃圾渗滤液处理过程中抗生素抗性基因的变化特征

抗生素抗性基因被认为是一种环境污染物,城市生活垃圾填埋场及其渗滤液中存在着多种类和高丰度的抗生素抗性基因.针对生活垃圾渗滤液处理工艺流程特点,本研究采用超高通量定量PCR技术,分析生活垃圾渗滤液处理过程中抗生素抗性基因的变化特征.结果表明,渗滤液处理使得出水抗生素抗性基因丰度减至9. 2×1010copies·L-1,降低了5个数量级,能有效消减渗滤液中的抗生素抗性基因,是一种有效消减垃圾渗滤液抗生素抗性基因丰度的方法;渗滤液出水中的抗生素抗性基因140种,检出率高达46. 7%,相较于自然环境,出水中抗生素抗性基因种类和丰度仍然维持在较高水平,直接排入市政污水管网可能造成抗生素抗性基因的二次扩散,存在着较高的生态环境风险;渗滤液中抗生素抗性基因与Cr、Cd、Ni、As、MGEs、integron和transposon呈现极显著的正相关关系,表明抗生素抗性基因的赋存和迁移传播可能受重金属元素和可移动遗传元件的共同影响.     

填埋垃圾和渗滤液中CH4氧化菌的丰度研究

应用实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-Time Quantitative Polymerase Chain Reaction,简称实时荧光定量PCR)技术对填埋场垃圾和渗滤液中CH₄氧化菌的pmoA基因进行定量分析. 结果表明:实时荧光定量PCR技术可用于渗滤液和垃圾中CH₄氧化菌的定量分析. 对于厌氧和准好氧填埋,初期渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于稳定期;准好氧填埋体渗滤液中CH₄氧化菌的数量均高于厌氧填埋体. 准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着填埋龄的增加呈先增加后降低的趋势,并在填埋后的9个月左右达到最大值,与准好氧填埋体CH₄产生的规律相似. 同时,准好氧填埋垃圾中CH₄氧化菌的数量随着距导气管距离的增加而降低,但不同填埋时期的变幅不同,与准好氧填埋体O₂和CH₄的迁移规律有关. 此外,对渗滤液和垃圾样品的研究表明,准好氧填埋体垃圾填埋层内部存在大量的CH₄氧化菌,具有显著的CH₄氧化能力.      

基于转运站满负荷的北京市新东西城区生活垃圾物流优化方案研究

北京市新东城和新西城成立后迫切需要对现有生活垃圾物流方案进行优化,实现生活垃圾资源化处理.以北京市东西城区生活垃圾为研究对象,利用统计预测模型和GIS空间分析技术与方法,在分析了4个老城区生活垃圾产生量及所属密闭清洁站垃圾流向和流量基础上,提出了基于满负荷运行的三大转运站(马家楼、小武基和大屯)生活垃圾等距离收集运输优化物流模式,分析了现状及新物流模式下生活垃圾物料平衡.结果表明,与现状收集模式相比,等距离优化物流模式可使清运距离减少约9.3×105km.a-1,与现状相比减少10%;同时,基于三大转运站满负荷运转的,部分考虑海淀、丰台和朝阳区跨区运行的生活垃圾优化物流模式下,且充分利用现有的处理处置设施,可减少原生垃圾填埋量约28.3%.在优化模式的基础上若北京市正筹建的3座垃圾焚烧厂建成后,可使新东西城区生活垃圾焚烧、生化、填埋比例由现状1∶4.8∶4.2,达到3.8∶4.5∶1.7,可基本接近北京市2015年生活垃圾焚烧、堆肥和填埋比例达到4∶3∶3规划目标.