垃圾处理方案.docx

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垃圾处理方案

项目名称：

垃圾处理厂设计

（150吨/日）

编号：

201006

编制：

无锡迅德环保科技有限公司

二○一○年捌月

第一章总论

1.1工程概况

宜丰县位于江西西北九岭山脉南麓，已有1780多年的历史，全县总面积1935平方公里，总人口28万，辖16个乡镇（场）。

属中亚热带温暖湿润气候区，年平均气温17。

1℃，年降雨量1720。

6毫米。

随着国民经济的发展，该县人民生活水平日益提高,城市人口的不断增长，城市生活垃圾越来越多，城市生活垃圾是人们生活中产生的综合废弃物，在收集、运输和堆置（包括简易处理）过程中，其含有及产生的有害成分，会污染大气、土壤和水体，不仅严重影响城市环境卫生质量，而且威胁人民身体健康，成为社会公害之一。

因此，宜丰县城市垃圾的无害化、减量化、资源化处理尤其显得重要，已成为改善投资环境、旅游环境和生态环境，保护人民身体健康的一项紧迫任务。

因此，提出该垃圾处理厂建设项目。

1.2无锡迅德环保科技有限公司简介

无锡迅德环保科技有限公司（联合天津化工设计院）具有国家环境污染防治工程设计暨总承包甲级，并通过GB/T19001-2000、GB/T24001-2004、GB/T28001-2002质量、环境、职业健康安全三合一管理体系认证。

公司以“专业领先，和谐共享”的精神与“高起点、高技术、高素质”的发展观，为客户全方位地提供技术开发、设计、工程施工、监理和工程总承包；环保设备的设计、安装及调试等专业服务。

公司一直以来支持和倡导绿色环保概念，凭借着对环保事业的热爱和持之以恒的专业精神,致力于世界环保技术的探索与研究。

未来,公司将继续秉承诚信的经营理念，坚持品质卓越、服务完善的优势，以新生的激情与活力积极参予市场，逐步建设成为具备较强竞争能力的环保节能高科技企业。

公司的技术支持方有：

◆天津化工设计院-甲级工程设计、甲级工程总包资质

◆奥地利AE&E环保咨询有限公司

◆德国STEULER公司

◆瑞典PURAC环保系统有限公司

◆中国船舶重工集团703所无锡分公司

◆德国Agrillion陶瓷有限公司

◆荷兰壳牌催化剂公司

◆瑞典奥普康能源有限公司

第二章工程设计依据、原则和范围

2.1设计依据

◆《生活垃圾焚烧处理技术规范》（CJJ90-2009）

◆《生活垃圾填埋污染控制标准》（GHZB1-1999）

◆《污水综合排放标准》（GB8978-1996）

◆《建筑给水排水设计规范》（GBJ15-88）

◆《厂矿道路设计规范》（GBJ22-87）

◆《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-95）

◆《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）

◆《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）

◆《给水排水工程结构设计规范》（GBJ69-84）

◆《混凝土结构设计规范》（GBJ50010-2002）

◆《砌体结构设计规范》（GBJ50003-2001）

◆《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）

◆《建筑地基基础设计规范》（GBJ50007-2002）

◆《地基基础设计规范》（DGJ08-11-1999）

◆《建筑桩基技术规范》（JGJ94-94）

◆《水工砼结构设计规范》（SDJ20-87）

◆《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）

◆《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-92）

◆《建筑设计防火规范》（GBJ16-87）

◆《给水排水管道工程施工及验收规范》（GB50268-97）

◆《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-85）

◆《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）

◆《电力工程电缆设计规范》（GB50217-94）

◆《工业企业照明设计规范》（GB50034-92）

◆《工业与民用供配电系统设计规范》（GB50052-95）

◆《工业及民用电力装置的接地设计规划》（GBJ65-83）

◆《低压配电装置及线路设计规范》（GB500054-95）

◆《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

◆《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）

◆《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）

2.2设计原则

（1）.严格执行国家环境保护有关法律法规，按规定的排放标准排放，即处理后三废排放达到或优于既定标准。

（2）.结合建设方实际情况，采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，在保证三废排放达标的前提下，系统应便于操作管理及维修、节能、日常运行费用低。

（3）.工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，能适应固体废物成分的变化，确保出水水质稳定、达标排放。

（4）.考虑建设方实际情况，平面布置和工程设计时，布局力求紧凑、简洁，工艺流程合理通畅，尽可能缩短建、构筑物间的管路距离，节省建设投资。

（5）.严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。

（6）.日常操作管理稳定方便、安全可靠、技术要求简单、连续运转周期长，自动化控制水平高。

（7）.处理控制系统采用成熟、可靠的PLC工业自动控制系统；并预留与全厂DCS通讯接口。

（8）.固废处理装置能在不同工况下自动调节负荷，使装置始终在最理想、最经济点运行。

（9）.充分考虑固废处理系统配套的减振、降噪、除臭等措施，防止对环境的二次污染。

2.3设计范围

本固体废物治理设施工程，包括工艺、结构、建筑、电气、机械、通风、仪表自控等主要专业地设计说明、主要图纸、工程投资估算、设备清单等技术文件。

第三章工程设计参数

3.1设计处理规模

根据建设方要求，拟建垃圾处理站处理规模为150t/d。

3.2生活垃圾特性分析

城市垃圾通常可分有机类和无机类两大类，有机垃圾主要是厨房垃圾、纸类、塑料和橡胶、织物等指标；无机垃圾常分为金属、玻璃、灰渣等指标。

随着人民生活水平的提高，城市燃气的普及，灰土等无机质的比例逐渐下降，垃圾结构中有机物质成份逐步增加。

3.3三废排放控制

3.3.1烟气

碳化热解是在低氧的状态下进行，减少SO2、NOX、HCl、二噁英等有害物质的产生。

初始烟气只有一氧化氮和烟气超标。

下表为碳化热解炉出口烟气参数：

表3.1垃圾碳化炉出口烟气成分表

序号

监测项目

检测结果

1

黑度

小于林格曼1级

2

一氧化碳（mg/m3）

10838

3

氯化氢（mg/m3）

3.86

4

氟化氢（mg/m3）

﹤6×10-2

5

氮氧化物（mg/m3）

187

6

二氧化硫（mg/m3）

98

7

硫化氢（mg/m3）

9.93

8

甲烷（mg/m3）

411

9

二氧化碳（mg/m3）

9430

10

氮气（%）

81

11

氢气（mg/m3）

1770

12

烟气含氧量（%）

15

13

汞（μg/m3）

﹤3×10-3

14

铅（mg/m3）

﹤0.05

15

镉（mg/m3）

﹤3×10-8

16

烟气油烟含量（mg/m3）

15.8

17

烟尘（mg/m3）

432

用催化剂对一氧化氮进行氧化反应，烟尘用除尘器去除，处理后的烟气达到国家标准。

在正常工况下，烟气中的二噁英含量达到国家标准，由于垃圾成分复杂，为最大限度的减少二噁英的危害，增设CRI催化剂将二噁英含量降到最低，可达到欧盟排放标准。

下表为净化后烟气净化后排放值：

表3.2：

净化后大气污染物排放测定值

序号

项目

单位

国标限值

测定结果

1

烟尘

mg/m3

80

18

2

烟气黑度

林格曼黑度，级

1

小于林格曼1级

3

一氧化碳

mg/m3

150

45

4

氮氧化物

mg/m3

400

187

5

二氧化硫

mg/m3

260

98

6

氯化氢

mg/m3

75

3.86

7

汞

mg/m3

0.2

<3×10-3

8

镉

mg/m3

0.1

<3×10-8

9

铅

mg/m3

1.6

<0.05

10

二噁英类

ng-TEQ/m3

1.0

0.092

3.3.2灰渣：

灰渣主要来源于碳化后产生的灰粉质，按一般固体废物处理，可用作水泥厂原料，后用作制砖，做填埋处理也可。

3.3.2垃圾渗沥夜：

垃圾渗沥夜随垃圾一起进炉，不需另外配套垃圾渗沥液处理系统。

第四章工艺流程的选择与确定

4.1垃圾处理工艺的现状评述

目前，我国的垃圾处理主要有卫生填埋，焚烧发电处理，堆肥三种方式。

堆肥化处理技术在现阶段并不适合处理我国的生活垃圾，这主要是因为我国的生活垃圾进行混合收集，没有严格的分类，致使垃圾堆肥处理存在肥效低、玻璃及塑料等杂物多，堆肥成本高，堆肥产品销售不畅等诸多问题。

焚烧发电处理是一种很好的垃圾处理方式，具有明显的减量化，无害化和资源化的优点，但焚烧设备一次性投资大，运行成本高，在中小城市垃圾量较小的情况下，不能并网发电，没有资源化收入，所以在中小城市不宜使用。

卫生填埋是我国目前垃圾处理的主要方式，与堆肥和焚烧相比较，操作管理简单，处理量大，投资和运行费用低。

但占用大量的土地资源，并容易造成地下水和空气的二次污染。

4.2碳化热解处理技术

4.2.1碳化热解处理技术简介

由于垃圾组份复杂，单一处理技术限制了其适用范围和使用效果，综合处理法是世界上垃圾处理的最新发展趋势，也是城市垃圾处理发展的主流。

我公司根据中国垃圾组份特点，研发了适合中国国情的垃圾处理专利技术：

碳化热解综合处理技术，完全实现了垃圾处理的无害化、减量化和资源化。

下面是碳化热解与卫生填埋对比优势如表4.1所示：

表4.1碳化解技术与卫生填埋的对比（规模为日处理量200吨，使用期12年）

碳化热解技术

卫生填埋

投资成本

投资少

投资大，投资成本25万-49万元/吨

占地面积

占地面积小，占地约30亩

占地大，占地200-300亩

选址问题

占地小，没有污染，使用地多，选址容易

占地大，易产生二次污染，使用的填埋场地愈来愈少，选址困难

建场周期

建场周期短，6个月

建场周期长，1-1.5年

运行费用

运行费用低

运行费用高，处理成本40-60元/吨

无害化

不会产生三废污染

污染大，造成严重的二次污染，直接威胁到空气、土壤、地下水和饮用水的安全

资源化

炉渣可用作水泥厂原料或用作制砖，烟气余热可进行地问发电

填埋场封场后必须经20-30年的恢复才可再利用

和其他方法相比，热解法有如下优点：

（1）.因热解是在低氧的条件下进行的，因此产生的NOx、SOx、等公害物较少，废气量较少，对大气的污染也少。

（2）.能处理不适于焚烧和填埋的难处理物。

（3）.热分解残渣中，腐败性有机物量少，能防止填埋场的公害。

排出物密度高，结构致密，废物大大被减容，而且灰渣被熔融，能防止重金属类溶出。

（4）.最后的固态产物是以游离碳为主的残渣，根据垃圾成分不同，减量化达1/200～600。

4.2.2碳化热解处理主要技术设备

垃圾碳化热解炉是一种能对生化垃圾进行减量化、无害化处理设备，该设备运行中通过磁芯组件生产的热能去除有机废弃物的水分后对其进行碳化处理，最终只生产少量的灰粉质。

图1垃圾碳化热解炉

4.2.3设备特点

（1）.投资少、占地面积小、选址容易、建设周期短。

（2）.垃圾处理过程中不用电、不用油、不使用任何辅助资料，运行成本低；

（3）.处理范围广，垃圾不需要分选可直接进炉；

（4）.垃圾碳化过程中产生少量的烟气，有害成分少，采用公司专有技术处理，处理成本低，完全达国家排放标准；

（5）.垃圾减量化效果明显，不配用小型填埋场，碳化后生产的灰粉质可用作水泥厂原料，也可用作制砖；

（6）.处理工艺简单，垃圾渗沥夜处理系统；

（7）.模块化设计，对于日处理量20吨以上的垃圾处理厂，随着垃圾量的增加，可随时增加碳化热解炉，扩大处理能力简便易行。

4.2.4工作原理

垃圾碳化热解炉利用磁芯组件及电磁波产生的负离子的原子波动，在中心部产生1200～13000C、在中心部外侧产生200～3000C的热能，去除有机废弃物的水分后进行碳化处理。

垃圾碳化热解炉在运行过程中不用电、不用油、不使用任何燃料，处理成本极低；处理范围广，可处理除金属、土石、玻璃以外所有的废弃物；根据垃圾成分不同，减量化达1/200～600；在碳化过程中只有少量烟气排出，经处理后完全达到国家排放标准。

下面图2是垃圾碳化热解技术的工作原理示意图。

图2碳化热解炉的工作原理图

4.2.5设备规格

4.2.5.1小型设备（如表4.2所示）

表4.2：

小型设备

YLKT-03

YLKT-05

YLKT-08

YLKT-10

处理能力（t/d）

3

5

8

10

提升机

（长X宽X高）mm

800X1200X6000

800X1400X6500

1000X1400X6500

1200X1400X6500

给料仓

（长X宽X高）mm

1900X1400X600

2400X2000X700

2600X2200X800

3000X2600X900

主炉体（含排渣机）（长X宽X高）mm

2100X1400X5200

2600X2000X5400

2800X2200X5500

3200X2600X5500

整套设备

占地面积（m2）

10

15

18

25

额定公功率（KW）

5.5

8.5

12.2

16.5

日均耗电量（KW）

7

12

18

20

烟气排放量（m3/h）

600

1000

1600

2000

4.2.5.2工厂化设备（如表4.3所示）

表4.3：

工厂化设备

YLKT-20

YLKT-30

YLKT-40

YLKT-50

处理能力（t/d）

20

30

40

50

提升机

（长X宽X高）mm

1200X1400X7000

1200X1400X7000

1200X1400X7000

1200X1400X7000

给料仓

（长X宽X高）mm

3500X5500X1000

3500X8500X1000

3500X11000X1000

500X14000X1000

主炉体（含排渣机）（长X宽X高）mm

3200X5500X5500

3200X8500X5500

3200X11000X5500

3200X14000X5500

整套设备

占地面积（m2）

45

70

90

115

额定公功率（KW）

30.8

45.1

59.4

73.7

日均耗电量（KW）

40

60

80

100

烟气排放量（m3/h）

4000

6000

8000

10000

注：

（1）不包括上料系统尺寸

（2）可根据实际情况，定做50-100吨碳化热解炉

4.3处理工艺确定

针对我国国情，确定垃圾处理技术为：

碳化热解综合处理技术，完全实现了垃圾处理的无害化、减量化和资源化。

4.4工艺流程图

垃圾碳化热解工艺流程图

4.5主要工艺说明

4.5.1流程说明

城市生活垃圾由自卸卡车送到厂区，卸入前处理厂房集料坑内，喷洒除臭剂，然后由板式给料机输入破袋布料机，将袋装垃圾破成散状垃圾并可做到均匀给料，确保了后续设备能够正常、高效的工作。

经过破袋布料机破袋后的垃圾由皮带输送机输送到双重滚筒筛分机，将垃圾中的有机物分选出来进入反应釜进行厌氧发酵（主要产品为有机肥和沼气）；皮带上方的磁选机，把可回收的含铁金属自动挑选出来。

由工人把不可碳化物，如玻璃等挑选出来回收利用；其余垃圾由平板输送机输送至每个碳化炉，进行高温碳化处理。

垃圾碳化炉的尾气处理是一个比较复杂的系统工程，在我们的整套工艺设备中包括以下几个部分：

先经过除尘器除尘，除尘器后设置应急加热器，应急加热器平常不开启，在连续阴雨天等情况下，烟气温度达不到设定条件下启用，应急加热器的出气进入CO反应器和二噁英反应器内经过催化氧化反应去除。

垃圾所产生的渗沥液经管道流入地下微生物繁殖池，用于生化反应釜内发酵补充水；垃圾碳化后产生的灰粉质用于制砖，也可用于制造肥料、除臭或水的净化：

垃圾碳化过程中产生的烟气用于低温发电；碳化热解炉在碳化过程中产生的热能经换热用于厌氧发酵的热量补充。

4.5.2主要工艺系统

大型垃圾处理厂由前分选系统（包括板式给料机、输送机、滚筒筛分机等）、上料系统、碳化热解炉、排渣系统、烟气净化系统、除臭系统和控制系统组成。

第五章工艺及相关设计

5.1垃圾接收及贮存系统

5.1.1处理能力

处理能力：

不小于150t/d

5.1.2主要设备说明

◆称量

垃圾通过垃圾处理厂地磅房称量后，进入焚烧主厂房进行处理。

◆垃圾卸料平台

垃圾卸料平台布置紧贴垃圾贮坑，采用室内型，以防止臭气外泄和降雨，卸料平台设有专用的垃圾运输车进出口一处，拥有足够的面积来满足最大垃圾转运车辆的行驶、掉头和卸料而不影响其它车辆的作业。

垃圾卸料平台周围设置清洗地面的水栓，并保持地面坡度以及在垃圾贮坑方向设置排水沟，以便收集和排出污水，并和垃圾贮坑收集的渗沥液一同送到污水处理设施。

操作人员可根据垃圾在贮坑内分布情况操作平台内的指示灯来指示垃圾车应在哪个卸料门卸料。

卸料门前方设置高约20cm的挡车矮墙和紧急按钮，防止车辆坠入垃圾贮坑内。

平台设一个进出口，进出口车道宽7.0m，进出口上方设有电动卷帘门和空气幕墙以阻止臭气的扩散。

垃圾卸料平台设9个垃圾卸料门。

各卸车位设编号，方便管理。

垃圾卸料门之间设有隔离岛，以避免垃圾车相撞，并给工作人员提供作业空间。

卸料平台设有摄像头，垃圾抓斗控制室值班人员可随时了解卸料平台内各卸车位的情况，并根据垃圾贮坑堆料情况指示卸车位置。

◆垃圾储坑

垃圾储坑用于储存需要处理的原生垃圾。

与垃圾接触的垃圾池内壁，有防渗、防腐蚀措施，平滑耐磨、抗冲击。

垃圾池底有不小于2％的纵向坡度。

垃圾池应处于负压状态，并设照明、消防、事故排烟及停炉时的通风装置。

也可满足远期工程4.5天的垃圾碳化量。

5.1.3主要设备参数

名称

型号

单位

数量

1

地磅

台

1

2

垃圾卸料平台

座

1

3

垃圾储坑

有效容积：

500m3

座

1

5.2前分选系统

5.2.1处理能力

处理能力：

20t/h

5.2.2主要设备说明

◆输送机

输送机是用于连续运送物料的机械。

将物料由前一道生产环节输送到下一道生产环节的设备。

主要包括带式输送机、板式输送机等。

◆破袋机

破袋机用于对袋装垃圾进行破碎，使垃圾散开，便于后继的分选工序分拣。

对于少数未被破开的垃圾袋，还可在其后工序由人工破袋。

破袋机除了破袋功能外，亦有一定的均料功能，削平卸料高峰期堆积而成的垃圾包。

◆滚筒筛

滚筒筛用于完成物料粒度分级。

筒形筛面绕其中心轴线作旋转运动而完成物料粒度，筒体在传动装置带动下，筛筒绕轴缓缓旋转，为使垃圾在轴内沿轴线方向前进，圆柱形筛筒的轴线应倾斜30-50安装，截头圆锥形筛筒本身已有坡度，其轴线可水平安装。

垃圾由筛筒一端给入，被旋转的筒体带起，当达到一定的高度后，因重力作用自由落下，如此不断地起落运动，使小于筛孔尺寸的细粒透筛，而筛上产品则逐渐移至筛筒的另一端排出。

◆磁力分选器

磁力分选器是用在将铁罐、铁盖等磁性物质从垃圾中分离出来的专用设备，通常采用顶置式，即磁力分选器是吊装在传送线的上方来拣选铁质金属的。

◆分选平台

分选平台分为上下两层结构，上层是密闭式作业平台，下层放置垃圾箱。

当垃圾经拣选输送带通过作业平台时，输送带两侧的拣选工人根据作业分工要求，分别拣选垃圾中规定的物料。

◆二次集料坑

二次集料坑用于储存经过分选后的垃圾。

与垃圾接触的垃圾池内壁，有防渗、防腐蚀措施，平滑耐磨、抗冲击。

垃圾池底有不小于2％的纵向坡度。

垃圾池应处于负压状态，并设照明、消防、事故排烟及停炉时的通风装置。

5.2.3主要设备参数

名称

型号

单位

数量

1

筛板给料机

B＝1400，L＝5000mm

台

1

2

皮带输送机

B＝800，L＝23000mm

台

1

3

滚筒筛

Φ1800，L＝5000mm

台

1

4

筛上物提升输送机

B＝800，L＝10000mm

台

1

5

筛下物输送机

B＝1000，L＝8000mm

台

1

6

筛下物输出输送机

B＝800，L＝6000mm

台

1

7

筛下物和炉渣输送机

B＝800，L＝26000mm

台

1

8

动力电缆、信号电缆

台

1

9

控制柜及元器件

台

1

10

电缆桥架及线管

台

1

5.3碳化热解系统

5.3.1处理能力

处理能力：

150t/d

5.3.2主要设备说明

◆上料系统

上料系统将分选后的固体垃圾，提升投入至碳化热解炉内。

◆碳化热解炉

垃圾碳化热解炉用于去除固体垃圾的水分后对其进行碳化处理，垃圾碳化热解后最终只产生少量的灰粉质。

◆炉渣输送机

炉渣输送机主要用于垃圾碳化热解后形成的炉渣进行输送。

5.3.3主要设备参数

名称

型号

单位

数量

1

上料系统

150t/d

套

1

2

碳化热解炉

1200×1400×6500

台

15

3

炉渣输送机

B=1000，L=48000mm

台

15

5.4烟气处理系统

5.4.1处理能力

处理能力：

22500m3/h

5.4.2主要设备说明

◆反应器

反应器用于净化烟气中的油污，向反应器中喷入石灰，油脂与烟气进行反应，同时降低烟气湿度。

◆袋式除尘器

袋式除尘器用于对烟气中颗粒物、酸性气体及重金属进行有效去除。

当含尘烟气进入袋式除尘器地，颗粒大、比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的烟气在通过滤料时，粉尘被阻留，使烟气得到净化。

袋式除尘器包括下列设备：

灰斗、布袋、笼架、维护和检修通道装置、每个仓室进出口烟道的隔离挡板、旁路烟道和挡板装置、灰斗加热、布袋清扫控制器和脉冲阀等。

每台袋式除尘器由气密式焊接钢制壳体及分隔仓组成，每个隔离仓清灰时可与烟气流完全隔离。

壳体及分隔仓的设计能承受系统内的最大压力差。

◆列管式换热器

列管式换热器用于烟气升温，将净化完全后的烟气回流通过热交换器，提高袋式除尘器出口烟气温度，回收热能。

未净化的低温烟气走管程，净化后的高温烟气走壳程。

◆加热器

加热器用于当烟气温度不足以维持CO催化反应时启动，提高烟气温度，保证后续系统CO顺利脱除。

◆CO催化反应器

CO催化反应器，用于对烟气中的CO进行脱除。

催化反应器内部装有蜂窝状脱CO催化剂，使CO的氧化反应在低温下进行。

◆二噁英催化反应器

CO催化反应器在脱二噁英催化剂的氧化作用下，对烟气中的二噁英进行脱除。

通过二噁催化剂高效的二恶英催化氧化分解能力，利用尾气现存的氧气把二恶英氧化掉，生成无害的水蒸汽、二氧化碳、氯化氢气体。

◆引风机

引风机用于将净化后的烟气引出烟气净化系统。

◆烟囱

净化后的烟气通过烟囱高空排放。

5.4.3主要设备参数

名称

型号

单位

数量

1

反应器

有效容积：

台

2

2

袋式除尘器

过滤面积：

480m2

台