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      生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證的要點分析

      2015-03-20 02:53:06楊翠翠
      安徽農(nóng)業(yè)科學(xué) 2015年33期
      關(guān)鍵詞:盱眙縣垃圾焚燒濾液

      楊翠翠,沈 樂,陳 梅

      (1.江蘇省水文水資源勘測局淮安分局,江蘇淮安223005;2.江蘇省水文水資源勘測局南京分局,江蘇南京210008)

      2011年中央1號文件和中央水利工作會議明確要求實行最嚴(yán)格水資源管理制度,2012年國務(wù)院頒布了《關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》[1],同年江蘇省政府也頒布了《省政府關(guān)于實行最嚴(yán)格水資源管理制度的實施意見》,圍繞“三條紅線”提出了多條具體措施,明確要求加強規(guī)劃和建設(shè)項目水資源論證。近年來,隨著我國市政公用行業(yè)改革的不斷深化,大量社會資金通過產(chǎn)業(yè)化、市場化的途徑進入垃圾處理行業(yè),有效地促進了我國垃圾無害化處理設(shè)施的建設(shè)。垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施作為一種技術(shù)含量高、投入高的垃圾處理方式,已廣泛采用市場化的方式進行投融資、建設(shè)和運營[2]。筆者以淮安市盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目為例,從落實最嚴(yán)格水資源管理制度的角度,具體闡述生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證的重點和難點。

      1 城市生活垃圾處理方式分析

      隨著城市經(jīng)濟的發(fā)展,城市化進程的加快,城市人口越來越多,產(chǎn)生的城市生活垃圾量也逐年上升。很多城市沒有生活垃圾無害化的處理設(shè)施,僅進行簡單的集中露天堆放,形成“垃圾圍城”的局面,通常沒有有效的防滲防護措施,對城市生態(tài)、土壤、水體等造成嚴(yán)重的污染,破壞了當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境,損害了城市形象,嚴(yán)重地制約著城市的社會經(jīng)濟發(fā)展。如何正確地認識垃圾問題,并采取切實可行的方法處理垃圾,已經(jīng)是現(xiàn)代城市發(fā)展中不可避免并亟須解決的問題。

      國內(nèi)外城市生活垃圾處理的方式有很多種,應(yīng)用比較廣泛的主要有衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒發(fā)電3種[3]。衛(wèi)生填埋處理量大、工藝簡單、成本低廉,是目前中等發(fā)展城市比較常見的垃圾處理方式。垃圾填埋占地面積大,產(chǎn)生的滲濾液處理難度大,容易污染環(huán)境,影響子孫后代,不利于城市社會的可持續(xù)發(fā)展。堆肥處理技術(shù)是利用微生物將城市生活垃圾進行降解后轉(zhuǎn)化為可利用的農(nóng)業(yè)肥料,從而實現(xiàn)變廢為寶。但由于我國垃圾分類工作做得不好,堆肥技術(shù)難以降解垃圾中的重金屬、塑料等垃圾,最終嚴(yán)重污染了農(nóng)田土地。焚燒發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾減量化、資源化、無害化的處理目標(biāo),在實現(xiàn)清潔生產(chǎn)的前提下對生活垃圾進行焚燒處理,以處理垃圾為主、發(fā)電為輔,已成為越來越多經(jīng)濟發(fā)達城市的重要市政配套工程。

      2 工程概述

      淮安市盱眙縣總面積2 493 km2,轄14個鎮(zhèn)、5個鄉(xiāng),地處洪澤湖南岸、江蘇省中西部,有“淮河明珠、龍蝦之都、帝王故里、生態(tài)家園”之稱。盱眙風(fēng)光秀美,景色怡人,是全國生態(tài)示范區(qū),全縣森林覆蓋率28%,山在城中立,水在城邊繞,是長三角地區(qū)的旅游節(jié)點城市。盱眙縣原本有一個生活垃圾再生燃燒項目,2007年投運,后因技術(shù)不成熟而失敗。此后盱眙縣城的生活垃圾運送至垃圾填埋場進行填埋。該填埋場位于古桑鄉(xiāng),距離盱眙縣城約5 km,于2004年啟用,接收盱眙縣城約200 t/d的生活垃圾,目前累計填埋垃圾量約50萬m3,填埋量日趨飽和。填埋場周邊的土壤、水體等均已受到不同程度的污染。

      根據(jù)盱眙縣現(xiàn)狀人口及垃圾量統(tǒng)計資料,2010年服務(wù)區(qū)域內(nèi)人均垃圾產(chǎn)量約為1.10 kg/(人·d)。隨著盱眙縣經(jīng)濟水平的發(fā)展,城區(qū)人均垃圾產(chǎn)量將下降,而農(nóng)村人均垃圾產(chǎn)量將逐步上升。根據(jù)《淮安市盱眙縣總體規(guī)劃》(2006-2020),2010年服務(wù)區(qū)域內(nèi)人口約74.6萬人。盱眙縣2015年規(guī)劃總?cè)丝跒?6.5萬人,2030年為83.8萬人。以人均垃圾產(chǎn)量法預(yù)測服務(wù)區(qū)域內(nèi)垃圾產(chǎn)量(表1)。

      表1 2010~2030年盱眙縣垃圾產(chǎn)量

      考慮將垃圾填埋場的垃圾返廠焚燒,在保護環(huán)境的同時,使垃圾焚燒線達到額定規(guī)模,處于最經(jīng)濟的運行狀態(tài)。盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電廠設(shè)計總規(guī)模為2×400 t/d生活垃圾焚燒處理能力,分3期建設(shè)。一期建設(shè)規(guī)模為日處理垃圾400 t/d,配置1臺400 t/d的爐排式垃圾焚燒鍋爐和1臺15 MW汽輪發(fā)電機組,預(yù)留二期和三期。一期焚燒爐和汽輪發(fā)電機組年運行時間為8 000 h,年處理城市生活垃圾14.6×104t,年發(fā)電量5 342.2 ×104kW·h,自用電率為 20%,年發(fā)電上網(wǎng)電量4 273.8×104kW·h。項目廠址位于盱眙縣城南部,西靠淮河。根據(jù)項目周邊水系情況以及項目本身用水特點,確定項目用水取自清水壩引河,取水口距淮河約2.2 km。一期工程平均取水量為32.05 m3/h,年取水總量為25.64 萬 m3。

      3 論證要點分析

      3.1 取水水源論證分析 取水水源論證是生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證的重要內(nèi)容。在建設(shè)項目前期工作的基礎(chǔ)上,通過對項目周邊水源環(huán)境進行分析論證,通過取水水量、水質(zhì)可靠性、取水河道條件、取水線路長短、取水工程投資、建設(shè)難易程度等多因素綜合比選,確定最科學(xué)合理的取水方案。電廠取水多用于循環(huán)冷卻補給水,對水質(zhì)要求不高,可以考慮水質(zhì)較差滿足水量要求的水源,節(jié)省優(yōu)質(zhì)水源用于食品、藥品類等對水質(zhì)要求高的行業(yè)[4]。

      根據(jù)盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目周邊的水源情況,可作為取水水源的有淮河、清水壩引河和富春紫光污水處理廠尾水?;?條紅線中水資源總量控制紅線的要求,首先考慮中水回用,減少取用新水量。富春紫光污水處理廠距離項目廠址約6 km,日排水量2萬m3/d,為連續(xù)性排放,尾水排放水質(zhì)達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn),排入城東大溝后匯入清水壩引河。建設(shè)項目日取水量為769.2 m3/d,污水處理廠尾水水量可滿足項目取水水量的要求;經(jīng)過尾水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果分析,水質(zhì)常年為Ⅴ類或劣Ⅴ類,不符合企業(yè)用水水質(zhì)的要求,必須進行深度處理后才可用于生產(chǎn)。水處理設(shè)備配置及其運行費用較為高昂,對設(shè)備危害較大,考慮到企業(yè)的運行成本和設(shè)備使用壽命,污水處理廠尾水暫不合適作為取水水源,待日后污水處理廠提標(biāo)改造,尾水達到Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)時,可考慮取用中水。

      淮河是洪澤湖的主要入湖河流,其入湖水量占洪澤湖總?cè)牒康?0%以上,水量豐沛,正常情況下其水質(zhì)較好。洪澤湖承接中上游15.8萬km2的來水,多年平均入湖水量303.4億m3,是蘇北地區(qū)最大的供水水源。洪澤湖也是南水北調(diào)東線調(diào)水線路上最大的調(diào)蓄水庫,水功能區(qū)劃為調(diào)水保護區(qū),水質(zhì)目標(biāo)為Ⅲ類。以淮河作為該項目取水水源,水量、水質(zhì)均有保證。從淮河干流取水,輸水管線至少需要7 km,沿岸為多年淤積區(qū),屬沼澤、灘涂地帶,有些地方淤泥深多于20 m,建取水構(gòu)筑物、引水管道投資大,施工難度極大。

      清水壩引河是清水壩灌區(qū)的引水河道,從淮河引水。項目取水量小,清水壩引河水量可以滿足取水要求。從清水壩引河取水,取水線路相對較短,距離項目廠區(qū)約4 km,取水工程投資相對較小,施工相對容易。清水壩引河在距離淮河2.5 km北岸有城東大溝匯入,水質(zhì)比淮河干流差,該項目取水用于循環(huán)冷卻補充水,對水質(zhì)要求不高,原水經(jīng)絮凝、沉淀、過濾等處理后,基本滿足使用要求。因此,最終確定將項目取水口設(shè)置在清水壩引河上,得到了評審專家的一致認可。

      3.2 水資源保護措施分析 生活垃圾焚燒發(fā)電廠不同于其他火電廠,其焚燒原料為生活垃圾,若處置不當(dāng),垃圾滲濾液會下滲污染土壤和地下水。滲濾液成分復(fù)雜,其中含有難以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、鄰苯二甲酸脂、酚類和苯胺類化合物等,滲濾液滲漏對地下水的影響會長期存在。滲濾液滲漏對地下水的污染主要表現(xiàn)在使地下水水質(zhì)混濁,有臭味,COD、三氮含量高,油、酚污染嚴(yán)重,大腸菌群超標(biāo)等[5]。因此做生活垃圾焚燒發(fā)電項目水資源論證時,水資源保護措施尤為重要,特別是對垃圾存儲的防滲防護措施要做重點分析,并應(yīng)提出在滲濾液處理系統(tǒng)出現(xiàn)事故時的應(yīng)急處理措施,確保電廠運行時不會對周邊水體、土壤等自然環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

      3.2.1 垃圾滲濾液防滲措施。盱眙縣生活垃圾焚燒發(fā)電項目垃圾卸料、輸送系統(tǒng)及貯存池等采用密閉設(shè)計,垃圾貯存池和垃圾輸送系統(tǒng)采用負壓運行方式,垃圾滲濾液收集池密閉處理。工程建設(shè)高度重視防滲問題,在可能產(chǎn)生滲漏的垃圾儲坑及滲濾液收集池、滲濾液處理系統(tǒng)、飛灰固化車間等采取防滲措施,根據(jù)當(dāng)?shù)靥烊换A(chǔ)層的地質(zhì)情況,采用天然粘土防滲襯層,單層或雙層人工合成材料防滲襯層。人工合成材料防滲襯層采用滿足《垃圾填埋場用高密度聚乙烯土工膜》(CJ/T234-2006)中規(guī)定技術(shù)要求的高密度聚乙烯或者其他具有同等效力的人工合成材料。

      3.2.2 垃圾滲濾液影響監(jiān)控措施。生活垃圾焚燒發(fā)電項目運行時,垃圾卸料、輸送及垃圾貯存、焚燒等環(huán)節(jié)都有可能產(chǎn)生滲濾液下滲的情況,這些環(huán)節(jié)都必須采取防滲工程措施。防滲工程應(yīng)高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計和施工,確保防滲效果,防止?jié)B濾液對土壤和地下水的污染。除此以外,建設(shè)單位應(yīng)對滲濾液處理系統(tǒng)進出水量、水質(zhì)進行監(jiān)測,加強監(jiān)控。在滲濾液處理站進水口、出水口設(shè)置自動監(jiān)測設(shè)備,水質(zhì)監(jiān)測項目為pH、SS、CODCr、BOD5、NH3-N、TP、石油類等,至少每天監(jiān)測 1 次。有條件的建設(shè)單位還應(yīng)開展地下水水質(zhì)監(jiān)測。在垃圾坑30 m范圍內(nèi)布設(shè)1個監(jiān)測點,另外在地下水流向上游、下游各布設(shè)1個地下水監(jiān)測井,監(jiān)測項目為pH、總大腸菌群、高錳酸鹽指數(shù)、氟化物、氨氮、汞、鉛、Cr6+、Cd、硝酸鹽、亞硝酸鹽、硫酸鹽、氯化物、溶解性總固體、細菌總數(shù),每月監(jiān)測1次。發(fā)現(xiàn)地下水水質(zhì)異常,及時分析和處置。

      3.2.3 滲濾液處理系統(tǒng)出現(xiàn)事故時的應(yīng)急處理措施。項目正常運行時,垃圾滲濾液收集進入滲濾液處理系統(tǒng)處理達標(biāo)后排入市政污水管網(wǎng),垃圾滲濾液處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥全部送回焚燒爐自行焚燒處理。在滲濾液處理系統(tǒng)出現(xiàn)事故時,應(yīng)急處置依托滲濾液處理系統(tǒng)調(diào)節(jié)池作為事故緩沖設(shè)施。滲濾液通過垃圾儲坑的滲濾液集水溝,匯入經(jīng)防滲處理的滲濾液調(diào)節(jié)池。滲濾液調(diào)節(jié)池分為2格,正常運行時1格運行,1格空置作為應(yīng)急池。每格池容積500 m3,可供夏季滲濾液最大產(chǎn)生情況下8.6 d的儲量。滲濾液處理系統(tǒng)一旦發(fā)生事故,應(yīng)立即組織技術(shù)人員排除故障,待故障排除后,被應(yīng)急儲存的滲濾液進入處理系統(tǒng)處理,不外排。如果在滲濾液調(diào)節(jié)池能夠收集滲濾液的時間范圍內(nèi)不能排除故障,應(yīng)停止生產(chǎn),待事故排除后再恢復(fù)生產(chǎn)。

      4 結(jié)論及建議

      水資源論證是水資源管理中最重要的前置把關(guān)環(huán)節(jié),是實行最嚴(yán)格水資源管理制度的重要基礎(chǔ)。針對目前各地普遍建設(shè)的生活垃圾焚燒發(fā)電項目,結(jié)合最嚴(yán)格水資源管理制度的要求,基于3條紅線的標(biāo)準(zhǔn),對此類項目的水資源論證要點進行具體分析。生活垃圾焚燒發(fā)電廠因焚燒原料的特殊性,對水資源論證的要求更高,不僅要論證取水、用水的合理性,更要重視水資源保護措施的可行性,嚴(yán)防垃圾滲濾液對水資源環(huán)境造成污染,確保生活垃圾焚燒發(fā)電項目能夠安全生產(chǎn)、清潔生產(chǎn)。

      [1]陳雷.實行最嚴(yán)格的水資源管理制度保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展[R].在全國水資源工作會議上的講話,2009-02-14.

      [2]陳善平,劉峰,孫向軍.城市生活垃圾焚燒發(fā)電市場現(xiàn)狀[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2009,17(1):20 -22.

      [3]楊順清.城市生活垃圾處理的技術(shù)措施探討[J].研究與探討,2014(7):379.

      [4]郭永金.簡述實施最嚴(yán)格水資源管理制度的戰(zhàn)略意義[C]//實行最嚴(yán)格水資源管理制度高層論壇論文集.湖北水利協(xié)會,2011:62-66.

      [5]陳格桓.探討興建垃圾電廠的幾個問題[J].廣東電力,2004(4):14-18.

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