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“无废城市” 进行时:看这家企业如何解锁固废处理 “长沙模式”

2024-12-27 17:50:45
长沙生态环境
时刻号

“无废城市”建设特别是治理城市固废污染是城市生态文明建设的重要内容。城市生活垃圾和污泥等固废处理是建设“无废城市”首要难题,近年来各地不断探索,形成了多种模式。湖南军信环保股份公司(简称“军信环保”)在长沙市实践城市固废综合协同处理模式,形成能耗小、成本低、排放少、创新强、环境优的“长沙模式”,为“无废城市”建设探索出较为科学的发展路径和实践场景。

军信环保创新城市固废

综合协同治理模式

军信环保是一家以城市生活垃圾、市政污泥等固体废弃物综合处理处置为主要业务的国家高新技术企业、深交所上市公司、湖南固废处理领域龙头企业。截至2023年末,公司年垃圾焚烧处理量323.54万吨,上网电量14.61亿度,飞灰填埋7.79万吨,污泥处理39.65万吨,污水处理59.04万吨。军信环保在实践中不断探索改进固废处理工艺,持续优化固废处理方式,逐步提升固废处理水平和覆盖范围,形成了集生活垃圾、市政污泥、垃圾渗滤液、飞灰等于一体的综合协同处理模式,实现了长沙市生活垃圾全量焚烧。日处理生活垃圾约9000吨、污泥1000余吨、渗滤液近6000吨,每年提供上网电量可满足110万城镇居民用电需求,每年实现碳减排超100万吨。军信环保建设运营的长沙生活垃圾焚烧发电一期、二期项目均获得“中国建设工程鲁班奖”,开创了同一公司在同一园区拥有两个垃圾焚烧鲁班奖的全国先例,建设运营的长沙污泥处置项目(2018年)和渗滤液处理项目(2014年)分别被住建部评为“重大科技专项实施场所”和“科技示范工程”,在全国具有标杆示范作用。

图一 军信环保黑麋峰固废园区鸟瞰图

军信环保在多年实践的基础上,探索总结出了“碳源协同”“风量协同”“废气协同”“湿污泥协同”“干污泥协同”“热能协同”等六大协同的固废处理模式,充分利用各类城市固废及副产物特性,有效实现以废治废。

(一)垃圾、污泥、渗滤液、飞灰等一揽子处置。军信环保坚持“综合协同、以废治废、创新为本、节约优先”理念,有效实施“六大协同”,实现垃圾、污泥、渗滤液、飞灰等一揽子处置。一是碳源协同。以焚烧电厂的垃圾渗滤液作为园区内污泥沼液、老龄渗滤液生化处理的碳源,通过管道输送实现碳源调配,既节约了葡萄糖、醋酸等商品级碳源购买费用,又达到了节能降耗和碳减排目的。二是风量协同。以焚烧电厂自用电供给风源,供给污泥项目污泥沼液生化处理曝气,降低用电成本,提升用电效率。三是废气协同。将污泥项目高浓度废气抽入焚烧电厂污泥储坑,作为焚烧炉一次给风,降低废气单独处理成本。四是湿污泥协同。焚烧电厂污水系统剩余污泥和清池污泥进入污泥项目进行脱水干化处理,干化污泥进入焚烧电厂协同掺烧处理,提高湿污泥直接焚烧发电量。五是干污泥协同。污泥项目产生干污泥进入焚烧电厂进行掺烧,炉渣进行制砖等资源化利用,实现污泥处置途径稳定、污泥内部转运全链条闭环式处置。六是热能协同。污泥项目和焚烧电厂实现沼气、蒸汽调配互补,污泥项目所需蒸汽源于焚烧电厂,污泥项目所产沼气用于掺烧供热,实现热能利用效率最大化。

(二)优化工艺流程,持续降低能耗和污染物排放。军信环保的垃圾污泥协同处置项目采用高温高含固厌氧消化污泥处置工艺,减少运行能耗,降低运行成本,提高经济效益。通过生化池设计和关键工艺参数控制,实现短程硝化反硝化工艺的工程化应用,解决了低碳氮比的污泥沼液处理成本高、难度大的行业难题。同时,将污泥中生物质能源转化为热能与电能,用于污泥处置工艺,实现了“以废治废”。采用焚烧主体工艺与化学、生物除臭工艺设备集成处理污泥水解高浓度臭气,通过区域划分、分类收集、分质处理方法,建立污泥厂区臭气控制技术措施,解决了行业内普遍存在的臭气控制难题。通过生物质沼气系统、热干化系统、沼气发电进行热电联产利用,沼液分级循环利用,实现部分资源化回收利用,达到“不耗清水、不排污水”目标。

垃圾焚烧厂综合用电率低于9.2%,为行业先进水平的58.4%。停炉占比率为6.01%、停炉炉均频次为1.67,为同行业先进水平。污泥项目通过提高污泥含固率达到行业平均水平的2倍左右,节约了罐体容积和罐体占地,降低了建设成本,减少了沼液产生量和运行能耗。通过缩短污泥干化热源输送管线、电能输送电缆距离,减少能量传输损耗。吨湿污泥干化消耗电力20.4kWh/t、蒸汽396kg/t,综合能耗225.75kgce/t,远优于标准先进值420kgce/t;吨干污泥综合能耗225.75kgce/t,为标准先进值的53.4%;吨垃圾处理能耗5.579kgce/t,优于标准先进值5.720kgce/t;吨垃圾供电能耗0.527kgce/t,优于标准先进值0.620kgce/t。污泥处理处置综合运营成本比北京、上海等地低约20%-50%,减轻了地方政府财政支出负担。

在垃圾处置过程中,通过创新垃圾燃烧计量系统智能化诊断、低氮燃烧(VLN)、ACC自动燃烧控制等技术,持续优化工艺流程,协同解决好污泥干化、输送过程带来的臭气外溢问题,大幅降低了臭气处理能耗,使生产车间环境更优。垃圾与污泥掺烧发电,各类排放指标均明显低于国家排放标准要求。其中,颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、氯化氢排放约为国家标准的5%、40%、68%、8.0%、7.8%,二噁英类排放指标仅为国家排放标准的1/20。

图二 军信环保灰渣填埋场工程项目

(三)狠抓技术创新,持续保持技术领先优势。军信环保污泥处置项目通过引进消化吸收再创新,形成了“热水解+高温高含固厌氧消化+脱水+干化”技术集成,并作为国内首批工程应用,实现了污泥的“稳定化、减量化、无害化、资源化”处置。项目工艺设备形成多项知识产权,确保技术领先优势。渗滤液处理项目首批采用外置式MBR+纳滤/反渗透工艺,形成了多项专利技术与系统工艺设备控制标准,有效提高了系统处理效率与稳定性,降低了运行成本。飞灰项目形成“螯合固化+稳定化填埋”技术,通过提高飞灰螯合固化体密度,增加填埋场使用年限,降低飞灰堆体安全及环境风险,开发挤压成型设备,优化飞灰螯合固化配方,开发成套高密度、高稳定性飞灰螯合固化工艺和装备,实现了飞灰无害化、高端化处置。同时,积极推进设备国产化替代,如污泥项目美国罗博思达转子泵、耐驰螺杆泵、液下搅拌器,污水项目丹佛斯柱塞式增压泵及相关备品备件均已实现国产化替代,国产串联式多级离心泵组仅为进口成本的1/10。此外,针对技术瓶颈和行业重难点技术问题开展技术研发攻关,如渗滤液集成处理系统能效与节能研究、反渗透机组串联式增压模块与控制研究开发、生活垃圾焚烧飞灰处理处置技术研究开发等。部分技术已完成小试和中试,进行生产测试,形成了成套的工艺技术包。

长沙市积极推广军信环保城市固废综合协同处置模式,树立以废治废、协同处置、全量化、清洁化治理模式标杆,强化减污降碳增效要求,突出固废综合协同处置模式清洁低碳、高效低耗优势。鼓励有条件的地方,按照军信环保垃圾污泥综合协同处理项目的技术、工艺、基础设施建设、运营管理等标准,加快改进本地固废处置方式。

来源:“固废综合协调处置‘长沙模式’研究”课题组

编辑:胡晓昕

校对:戴凯琴

审核:张闯


来源:长沙生态环境 编辑:redcloud