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生態環保產業作為支撐生態文明建設和高質量發展的關鍵力量，正面臨著轉型升級的迫切需求。環保新質生產力，正成為推動產業向前發展的核心力量。本欄目將聚焦生態環保產業的新技術、新裝備、新材料、新模式，深入宣傳推廣科技創新成果，及時發布環境技術進步獎項，全面介紹行業內的實用技術裝備和示范工程，引導行業持續創新，加快數字、智慧、科技的融合賦能，為經濟社會全面綠色轉型貢獻力量。
生態環境保護實用技術
2023-J-28
申報單位
北京高能時代環境技術股份有限公司
推薦單位
北京市環境保護產業協會
一、技術簡介
適用范圍
分質篩分技術主要針對商業利用價值較高、短期內需要高度開發利用或環境保護要求較高的存量垃圾填埋場，通過分質篩分技術能夠解決填埋場環境污染問題，釋放土地資源，旨在推動存量垃圾填埋場治理由傳統污染阻控向解決污染后的場地再開發方向發展，從而緩解城市環境污染及土地資源緊張問題。
技術原理
根據垃圾堆體中有機質含量，甲烷氣體濃度、含水率等基本情況，采取好氧預處理/好氧穩定化，通過向堆體埋設注氣井、注液井和排氣井；向垃圾堆體內注入空氣(氧濃度調節)，并將收集的滲濾液和其他液體回注至垃圾堆體(水分調節)。堆體由厭氧環境轉變為好氧環境，有機垃圾發生好氧降解，生成以二氧化碳為主的氣體，經風機抽出、凈化后達標排放。達到降低有機質含量、甲烷氣體濃度及含水率目的。經過好氧穩定化或好氧預處理之后的存量垃圾開挖轉運至密閉篩分車間，利用物料輸送系統及均料系統均勻布料物料，物料通過滾筒篩分系統實現不同粒徑物料分離，篩下粒徑較小物料(即腐殖土)經檢測滿足《土壤環境質量——建設用地土壤污染風險管控標準》(GB 36600-2018)或《綠化種植土壤》(CJ/T 340-2016)要求之后可作為建設用地回填用土或綠化用地回填土使用，粒徑較大物料進入風選篩分系統，根據物料密度分選出不同成分。使用鼓風機依靠風力和比重實現輕質物和重骨料的分離，重骨料經檢測滿足《土壤環境質量——建設用地土壤污染風險管控標準》(GB 36600-2018)后就地回填，輕質物經壓縮打包之后送至生活垃圾焚燒廠進行焚燒發電。腐殖土及重骨料中的鐵類金屬通過磁選系統實現分離，最終進行資源回收利用。
工藝路線
存量垃圾經過好氧穩定化/好氧預處理后，進行開挖作業，在現場作業面內采用挖掘機翻曬(根據垃圾濕度確定)，含水率達到篩分系統要求后，由鏟車將垃圾傾倒入鏈板給料機的儲料斗，經安裝在鏈板機頭部的均料器將垃圾均勻布料后，垃圾通過上料輸送機輸送至滾筒篩分系統進行篩分，同時在上料輸送機上安裝人工篩選平臺，人工揀出大件干擾物(大石塊，大木頭等)，經滾筒篩分系統分離的篩下物(腐殖土)經磁選機除去其中鐵類金屬，然后輸送至雙向皮帶卸料處，經檢測滿足相應標準后，由垃圾車外運處置。滾筒篩分系統的篩上物經皮帶機輸送至風選系統內，風選系統的原理是根據物料的比重不同，進行輕重物料分離，分為重骨料和可燃物輕質物，輕質物經皮帶機輸送至打包機進行壓縮打包，由車輛外運至生活垃圾焚燒廠進行焚燒處置。重骨料經皮帶機輸送至雙向皮帶料處，由車輛外運至指定地點進行處置。
裝備性能參數及執行標準
三級冷凝最低冷場溫度-75℃，系統阻力15kpa，單壓縮機控制雙路冷場系統。催化氧化催化段設置兩級催化，催化劑選用150*150*100mm，孔道為300目的催化劑規格，催化反應溫度為280——400℃，空速為15000——25000h-1，標況流速為0.8——1.2m/s，廢氣停留時間>0.17s。廢氣處理后滿足《石油化學工業污染物排放標準》(GB 31571-2015)、《江蘇省化學工業揮發性有機物排放標準》(DB32/3151-2016)、《江蘇省大氣污染物綜合排放標準》(DB 32/4041-2021)及《揮發性有機物無組織排放控制標準》(GB 37822-2019)等標準。設備滿足《固定式壓力容器安全技術監察規程》(TSG 21-2016)、《壓力容器》(GB/T 150.1——150.4-2011)、《熱交換器》(GB/T 151-2014)等相關標準要求。
應用效果
存量垃圾經過治理后，各類物質分選正確率達到90%以上。其中輕質物經壓縮打包之后外運至生活垃圾焚燒廠進行焚燒處理，腐殖土經檢測滿足《土壤環境質量——建設用地土壤污染風險管控標準》(GB36600-2018)中二類建設用地篩選值指標要求后運輸至指定地點填埋，重骨料送至指定地點回填，鐵類金屬外售，經收集的滲瀝液送至指定單位進行有效處置。
存量垃圾填埋場經過好氧穩定化/好氧預處理，再經分質篩分，各類產物得到資源化利用，污染物削減率100%。
運行過程中大氣污染物排放執行《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)廠界標準二級標準值，最終存量垃圾全部完成治理，場地得到釋放，因此，治理完成后無任何污染因子，污染物排放量為0。
研發背景
隨著城市發展進程的不斷加快，很多原本位于城市邊緣的垃圾填埋場逐漸處于城市新區，填埋場的存在大大影響了周邊土地的開發利用，而現階段生活垃圾填埋場的主要治理手段是原位封場，不能解決環境污染問題，也不能在短時間內實現場地的開發利用。本技術研發的主要目的就是加速存量垃圾填埋場內存量垃圾的資源化利用及場地的騰退，解決填埋場環境污染問題，同時實現場地的再次開發利用。國內外現階段生活垃圾填埋場治理技術還停留在原位封場治理階段，無法解決填埋場環境污染問題，封場之后還需要長期進行運行維護，投入大量資金，而且無法對場地進行高度開發利用。
技術特點
1、好氧預處理工程實施采用短期移動式好氧方案。根據堆體形狀，控制單次好氧垃圾體量不大于50 m×50 m×3.5 m，同時每次開挖深度不大于3.5 m，以確保開挖堆體內部存有的填埋氣體被充分置換。抽注氣井呈等邊三角形間隔分布，同類型井之間間距為10 m。通過對堆體狀態、排氣指標、擬開挖堆體表面有害氣體濃度等監測指標的反饋，對抽注氣風機功率和通風時間進行動態調節，實現了填埋堆體安全開挖和臭氣控制等目標。
2、優選篩分治理工藝，對滾筒篩、風選機等設備進行改造優化，在有效確保了項目處理規模的基礎上，達到各類物質分選正確率≥90%的目標，同時本項目利用好氧穩定化+堆體覆蓋+現場開挖除臭+密閉車間篩分+專人定期除臭體系，降低項目實施過程中的環境影響，是存量垃圾篩分治理高標準項目典范。
二、典型應用案例
案例名稱
石獅市將軍山垃圾填埋場存量垃圾治理項目
案例簡介
項目背景：石獅市將軍山生活垃圾填埋場自1995年啟用至2003年底封場，服務時間為9年。到現在封場時間達到了15年之久。存量垃圾的量計算為48.4萬m3。生活垃圾填埋場區域面積約為4.0萬m2，存量垃圾堆體總面積約為3.4萬m2。
建設內容：好氧預處理、垃圾開挖、現場除臭、篩分設備安裝調試、篩分車間建設、垃圾篩分、篩分產物運輸、滲瀝液收集運輸等。
項目工藝：本項目主要采用“好氧預處理+篩分處理”工藝進行治理，共投入2條篩分生產線，同時設置密閉篩分車間，日處理能力達到2000 t/d。存量垃圾經過篩分處理之后主要產生3種產物，分別為輕質物、重骨料及腐殖土，其中輕質物轉運至業主指定焚燒廠進行焚燒處理，重骨料及經檢測合格的腐殖土送至業主指定的廢棄石窟進行填埋處置，滲瀝液經收集后送至業主指定的飛灰填埋場滲瀝液處理車間進行處理。
施工及運行單位：北京高能時代環境技術股份有限公司
運行模式：第三方托管運行
達到的標準或性能要求
存量垃圾填埋場經過好氧穩定化/好氧預處理，再經分質篩分，輕質物送往焚燒發電廠，腐殖土滿足《土壤環境質量——建設用地土壤污染風險管控標準(試行)》(GB 36600—2018)中二類建設用地要求，金屬類物質可外售，骨料無機物進行回收利用或回填，產物均可得到資源化利用，治理完成后污染物削減率為100%，治理效果達標率100%。運行過程中大氣污染執行標準《惡臭污染物排放標準》(GB 14554-93)廠界標準值二級標準。
業主單位
石獅市市政公用事業處
投運時間
2018年9月30日——2020年5月14日
工藝流程
存量垃圾開挖前，首先對高含水率的垃圾堆體進行短期的好氧穩定化，或在現場作業面內采用挖掘機翻曬，降低垃圾含水率以適應篩分處置，然后由鏟車將垃圾轉運傾倒入上料鏈板機的儲料斗，經安裝在鏈板機端部的均料機將垃圾均勻均料后，通過帶式上料輸送機運至破袋滾筒篩進行篩分，同時在上料輸送機上安裝人工分選平臺，人工揀出大件干擾物(大石塊，大木頭等)，破袋滾筒篩上安裝破袋刀，進行垃圾破袋。
經破袋滾筒篩篩分后的篩下物經磁選機除去鐵類金屬，然后經皮帶機輸送后外運堆存處置。篩上物經皮帶機輸送至風選機，風力風選的原理是根據物料的比重不同，進行輕重物料分離，分為惰性重物料和可燃物輕物料。惰性重物料經磁選機除去鐵類金屬，再經皮帶機輸送后外運填埋處理，輕物料經皮帶機輸送至壓縮打包機進行壓縮打包，外運焚燒處理。
運行情況
污染治理：
存量垃圾經過篩分治理后，各類物質分選正確率達到90%以上，達到預期目標。其中輕質物經壓縮打包之后外運至生活垃圾焚燒廠進行焚燒處理，腐殖土經檢測滿足《土壤環境質量——建設用地土壤污染風險管控標準》(GB 36600-2018)中二類建設用地篩選值指標要求后進行廢棄石窟回填，重骨料送至廢棄石窟回填，鐵類金屬外售，經收集的滲瀝液送至指定飛灰滲瀝液處理站進行處理。經過篩分治理后的場地已通過福建省環保設計院環保驗收，泉州市環保局、城管局的聯合驗收。
二次污染控制：
1)首先對垃圾堆體進行好氧穩定化治理，加速垃圾中有機物質的降解，消減有毒有害和惡臭物質的產生，從源頭降低污染物的產生量。
2)盡量減小作業面，非作業面采用HDPE膜進行覆蓋，做好現場雨污分流，降低滲瀝液產生量。
3)開挖過程中采用移動式除臭霧炮機進行植物除臭劑噴灑，降低臭氣對周邊環境影響。
4)開挖過程中產生的滲瀝液通過滲瀝液導排盲溝及收集井集中收集，篩分過程中產生的滲瀝液經廠房周邊設置的收集槽收集后與開挖過程中收集的滲瀝液送至飛灰滲瀝液處理站進行處理。
5)現場垃圾及物料轉運過程嚴格限制行駛速度，同時定期采用灑水車進行灑水降塵，降低揚塵影響。
6)設置密閉篩分廠房，垃圾篩分在密閉車間進行，同時設置除塵除臭設施，確保垃圾篩分對周邊環境影響最小。
7)安排專人對場區、篩分車間遺撒物料進行清掃，確保場區干凈整潔。
技術應用產生的碳減排效果
甲烷(CH4)在氣候變化中的破壞作用是同等排放量二氧化碳的25倍，其排放占全球溫室氣體17%左右。填埋場是甲烷排放主要源之一，占固廢領域排放的93%——95%，全球而言，填埋場碳排放高達15億噸左右。“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃中明確提出“存量填埋設施成為生態環境新的風險點”，存量垃圾填埋作為巨大的碳排放源，需采用新技術新方法實現降碳目標。此技術通過系統性解決方案，將存量垃圾中高熱值部分(即輕物質)進行定向篩分后焚燒發電處理，將原有的碳排放有效地轉換為電能。具體而言，存量垃圾篩分后產生的輕質物為低含水率、高熱值的發電廠燃料，可以代替傳統燃煤，本項目存量垃圾篩分后產生輕質物19.28萬噸，輕質物每噸發電量為400Kwh，能源節約7712萬kW·h，按碳減排折算系數(0.61 kgCO2/kW·h)計算，碳減排總量為47043.2 tCO2-eq，平均每年碳減排量為28226 tCO2-eq/a。
三、技術申報單位聯系信息
單位名稱：北京高能時代環境技術股份有限公司
單位地址：北京市海淀區秋楓路36號院1號樓高能環大廈
聯系人：于肖肖
原標題：環保新質生產力 | 存量垃圾填埋場垃圾資源化利用技術
