垃圾分类新形势对垃圾焚烧行业的影响

摘要：随着全国和地方各项垃圾分类实施方案、条例的公布，垃圾分类的发展与垃圾后端处置息息相关。通过介绍垃圾分类形势和垃圾焚烧的现状和意义，体现了两者在垃圾处置中的重要性。垃圾分类主要实现了垃圾的减量化和资源的回收利用。对于垃圾焚烧行业，其有助于提高热值和减少空气污染，尽管也带来了换热面不足、烟气超温等问题，但是长远来看，利是大于弊的。许多发达国家也采用了垃圾分类作为前端垃圾处置环节，焚烧作为主要末端处置方法，在资源回收和环境保护方面起到良好效果。

关键词：垃圾分类;垃圾焚烧;生活垃圾

Abstract：With the promulgation of various national and local waste classification implementation plans and regulations， the development of waste classification is closely related to the disposal of waste at the back end. By introducing the status and significance of waste classification and waste incineration，the importance of both in waste disposal is reflected.The garbage classification mainly realizes the reduction of garbage and the recycling of resources.For the waste incineration industry，it helps to increase the heating value and reduce air pollution.Although it also brings problems such as insufficient heat transfer surface and excessive temperature of flue gas，in the long run，the advantages outweigh the disadvantages.Many developed countries have also adopted waste classification as the front-end waste disposal link，and incineration as the main end-use disposal method，which has achieved good results in terms of resource recovery and environmental protection.

Key words：Waste classification;Waste incineration;Domestic waste

我国处理城市垃圾已成为一大问题[1]。据有关调查，我国城市的生活垃圾清运量飞速增长，且逐渐向农村、乡镇蔓延，垃圾的产生量远超无害化处理量，这样的现象已经严重制约我国城市发展。

为应对垃圾围城现象，以“资源化，减量化，无害化“为主要目标的垃圾焚烧产业正在蓬勃发展。截止2017年底，全国垃圾焚烧设施已经建成352座，每日处理量约33万多t，与“十三五”规划所要求的数量，仍有每天26万t的缺口[2]。在近几年，全国仍会有数百座的焚烧厂建起。与国内技术较为成熟的垃圾焚烧相比，垃圾分类在国内的发展相对较晚。但是，我国已经越来越重视垃圾分类。习总书记在中央财经领导小组第14次会议上提出了普遍推行垃圾分类制度关系着13亿人生活环境，关系到垃圾能不能减量化、资源化、无害化的处理。垃圾分类的兴起是否会对焚烧行业产生冲击，两者的利害关系会影响到城市的环境保护与发展。

1 垃圾分类与垃圾焚烧概论

垃圾分类作为垃圾处置的前端环节，在资源日趋宝贵的今天，对于垃圾的资源回收和再生利用是至关重要的。分类后产生的干垃圾（其他垃圾）、湿垃圾和有害垃圾需要环卫部门清运处置。本文所探究的是垃圾分类后，干垃圾（其他垃圾）对垃圾焚烧厂产生的影响。

1.1 垃圾分类

1.1.1 垃圾分类概念

垃圾分类（英文名为Garbage classification），是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放和分类搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。城市公民是垃圾分类的主体，在分类的过程中政府是推动者，采用机械的手段进行。分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力爭物尽其用。垃圾分类为垃圾减量化创造了条件，通过重复利用、再生利用等前端处理环节，减少末端焚烧、填埋处置的压力。

1.1.2 垃圾分类新形势

2017年3月，国务院办公厅发布了《生活垃圾分类制度实施方案》，计划到2020年底基本建立垃圾分类相关的法律法规和标准体系，并在直辖市、省会城市等示范城市先行实施生活垃圾强制分类。

上海市一直积极推进着生活垃圾分类工作。早在1999年，上海市市容环境卫生管理局就编写了《上海市区生活垃圾分类收集、处置实施方案》，将垃圾分为了有机、无机、有毒有害垃圾。从2019年7月1日《上海市生活垃圾管理条例》实施以来，在政府，媒体，学校等组织机构的大力宣传和教育普及下，取得良好效果，上海市民对垃圾分类处理的知识有了很大提高，垃圾分类工作也井然有序地进行着，半年以来垃圾分类逐渐成了一种习惯。对于垃圾焚烧厂所需处置的其他垃圾（部分城市如上海分类为干垃圾），从源头处将其收集，通过环卫部门的清运，经过中转站的存储运输，最终到达垃圾焚烧厂燃烧发电。

1.2 垃圾焚烧

垃圾焚烧是通过适度的热分解、燃烧等方式，将垃圾通过高温氧化进行减容，并成为残渣或者熔融固体物质的过程。焚化垃圾时，垃圾会被转化为炉渣、飞灰和烟气，因此在排放废气之前，要对废气进行处理，避免造成空气污染。作为一种较古老的垃圾处理方式，垃圾焚烧具有节省用地、垃圾减量和消灭病原体的优点。垃圾焚烧工艺已经成为城市处理垃圾的主要技术手段。中国垃圾焚烧技术已经越来越先进和成熟。

2 垃圾分类对垃圾焚烧的影响

2.1 垃圾分类带来的机遇

垃圾分类有利于显著提高垃圾低位热值。湿垃圾在城市生活垃圾中占比超50%，而干垃圾中的水分相对会少很多。因此，垃圾中的含水率通过垃圾分类得到显著减低，低位热值升高。而垃圾热值对于焚烧这一工艺是至关重要的，其决定了焚烧炉设计机械负荷和热负荷，也影响着后续各个设备，如锅炉、汽机、电机和烟气处理设备。热值的提升提高了垃圾吨发电量，使垃圾发电厂的盈利能力得到提高。高热值垃圾的充分燃烧使烟温更高，更容易实现“850℃”和“2s”的条件，以减少二噁英的生成。

垃圾的成分多种多样，其中大量的塑料、橡胶和湿垃圾中的盐分会在焚烧的过程中，产生的烟气中含有大量的HCl和含硫化合物等腐蚀性气体和灰分，8 000h/a的焚烧线运行时间，会对余热锅炉系统中换热面和烟气管道进行严重腐蚀，设备维修更换费用增加，导致焚烧发电效益下降的现象发生[3]。

另外，燃烧过程几乎都伴随着二噁英的生成。根据美国环保局的报告，1kg生活垃圾的焚烧会产出11-235ng TEQ的二噁英，其中焚烧1kg塑料制品，会产生370ng TEQ的二噁英[4]。這是由于生活垃圾中的氯源作为含氯前体物，在燃烧条件下，通过自由基缩合、脱氯等形式可以生成二噁英。高温的燃烧会使二噁英分解，但是，若垃圾燃烧不充分，那么在低温的条件下，分解的二噁英遇到适量的重金属，则会再次生成[5]。因此，利用垃圾分类将含有氯、硫和重金属的垃圾物品分类出来，减少塑料、橡胶和湿垃圾中的盐分，不仅能够缓解设备的腐蚀，而且可以减少多环芳烃的生成。（由于二噁英检测和化验的技术要求非常高，实时监测二噁英的排放仍是太不可能的。）由此，垃圾分类可以被认为是垃圾焚烧安全性和资源化利用的有效处理措施。

2.2 垃圾分类带来的挑战

热值的提升带来了入炉垃圾量减少和设备负荷过载两方面的问题。近几年，全国垃圾焚烧厂井喷式地建造着，但是这些焚烧厂是以垃圾分类前，干湿混合垃圾的热值作为基准热值，由此引发了两大问题：一方面，入炉垃圾量需要降低，这对以处理垃圾量为处理费结算的焚烧厂企业造成困扰，直接影响其营业收入。另一方面，若入炉垃圾热值远远超过了焚烧炉的设计热值，那么焚烧炉、烟气处理设备将直接遭受超负荷运转的困扰。在焚烧炉内，炉膛的换热面积是否能应对更高的热负荷，设备材料的耐高温性能是否良好，烟气的超温是否会使设备出现结焦等等。

3 国外垃圾分类与焚烧的经验借鉴

3.1 德国

合理而正确的垃圾分类在德国被认为是垃圾焚烧的前提。德国在19世纪曾因为垃圾处理不环保，造成了8 000人丧生的霍乱。之后，德国开始了垃圾焚烧方向的探索，并于19世纪末，建造了国内第一座垃圾焚烧厂，且将此项技术发展沿用至今。

垃圾焚烧和回收利用已经成为德国最主要的垃圾处理方式。德国作为世界上垃圾分类做得最好的国家之一，在1904年就已经实施城市垃圾分类，德国垃圾回收利用率已高达80%。在德国，每栋住宅都有3～4个垃圾箱，分别是可回收、不可回收、纸制品和玻璃物品。垃圾公司会根据住宅的密度决定垃圾箱的大小，住户需要缴纳垃圾处理费用。一些大型、有害的等物品需要到专门的垃圾点进行处理。德国人十分注重垃圾分类意识教育，老师与家长通过言传身教，在孩子懂事时开始，就使其学习垃圾分类。在法律政策方面，德国政府先后制定了一系列的相关法律，为垃圾分类和资源回收提供法律保障。

德国人对于垃圾分类十分认真，因为正确的垃圾分类不仅能够使垃圾减量（reduce）、资源再利用（reuse）和再循环（recycle）更大化，而且不同的垃圾适合的燃烧温度不同，充分燃烧有助于减少空气污染。

3.2 日本

日本完善的垃圾分类体系有效地减少了垃圾焚烧带来的环境污染。日本作为垃圾焚烧发展较早的国家，在20世纪60年代起大力发展垃圾焚烧行业，但是由于当时未开展垃圾分类（日本于1980年代开始垃圾分类），入炉垃圾成分复杂且焚烧比重大，导致排放了大量二噁英，烟气严重超标，造成环境污染。

随着分类制度的不断发展，垃圾资源效率得到了很大提升。日本把垃圾分为：生活垃圾、不可燃垃圾、有害垃圾、资源类垃圾等10类垃圾，每类垃圾又往外拓展，每一类垃圾还按要求处理后，装入指定颜色大小的垃圾袋。大型垃圾的处置需要电话预约上门并支付一定的处理费。

4 结束语

垃圾分类作为垃圾处理的前端环节，对垃圾的减量化和回收利用有着重要作用。垃圾分类带来的热值提高，使得吨发电量提升，提高了经济效益。另外，对氯源和重金属的分类减少了设备管道腐蚀，更重要的是缓解了二噁英带来的环境问题。虽然垃圾分类也会给焚烧厂带来入炉垃圾量减少、换热面不足等问题，但这些都是能够通过技术改造进行弥补。发达国家对垃圾分类的严格执行，其资源回收和环境保护方面取得的良好效果，也给了我国继续贯彻落实垃圾分类的信心。

参考文献

[1]鲁晓雯.关于我国城市生活垃圾焚烧发电项目发展困境的思考[J].建筑工程技术与设计，2017（25）：2896-2896.

[2]贾川.我国生活垃圾焚烧发展现状与趋势[J].环境与可持续发展，2019，44（4）：1-4.

[3]李艺，徐日生，韦民建，等.生活垃圾焚烧发电存在的问题及新技术发展[J].中国环保产业，2017（9）：62-65.

[4]银正一，王鸿飞，张新月.垃圾分类收集对生活垃圾焚烧污染物控制的影响[J].节能与环保，2016（4）：1-3.

[5]赵博，李浙飞，周卫可.垃圾焚烧烟气二噁英的产生与控制[J].能源与环境，2019（3）：1-2.

收稿日期：2020-05-03

作者简介：陆子叶（1994-），男，汉族，硕士研究生，助理工程师，研究方向为垃圾焚烧工艺设计。