王麗娜?王晰?鄭金亞?李玉春

自2020年5月1日起，新版《北京市生活垃圾管理條例》正式實施，北京市生活垃圾分類步入法制化、系統(tǒng)化、常態(tài)化軌道。北京市以首善標準全面推進垃圾分類工作，穩(wěn)步實現(xiàn)源頭減量成效明顯、家庭廚余垃圾分出量穩(wěn)中有升、生活垃圾處理結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的良好局面。

生活垃圾處理設施作為垃圾分類全鏈條分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理的最后一環(huán)，不僅是環(huán)境基礎(chǔ)設施體系的重要組成部分，更是推動垃圾分類制度有效實施的基礎(chǔ)保障。全面掌握其運行狀況，有利于完善垃圾分類系統(tǒng)，進一步助力綠色可持續(xù)發(fā)展。2020年12月9日，《自然》發(fā)表的最新研究顯示，建筑、道路、汽車等人造物體的質(zhì)量現(xiàn)已超過地球上的生物總量，人為質(zhì)量的大部分來自建筑與道路，其他還包括塑料和機器，而塑料的質(zhì)量是動物總量的兩倍。自然界中原有降解物質(zhì)的方式已經(jīng)無法全量處理快速產(chǎn)生的垃圾，因此焚燒處理在實現(xiàn)垃圾減量化、資源化、無害化方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，而生活垃圾焚燒發(fā)電廠是垃圾分類處理中最重要的末端處理方式。實行垃圾分類后，北京市生活垃圾焚燒發(fā)電廠積極順應新形勢，以務實姿態(tài)奏響“綠色旋律”。

一、焚燒設施處理基本情況

截至2022年年底，北京市有12座生活垃圾焚燒發(fā)電廠，均采用爐排爐設計，總設計處理能力約為1.7萬t/d，焚燒處理能力占無害化處理能力比重為52%。《關(guān)于加快推進城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設施建設的指導意見》（國辦函〔2022〕7號）中提出，2025年城鎮(zhèn)環(huán)境基礎(chǔ)設施建設主要目標是城市生活垃圾焚燒處理能力占無害化處理能力比重達到65%左右。根據(jù)生活垃圾清運量統(tǒng)計結(jié)果，2019—2022年實行垃圾分類前后，全市生活垃圾進入焚燒處理設施的清運量分別為524萬t、488萬t、499萬t和517萬t，焚燒處理量占比垃圾無害化處理量分別為56%、61%、64%和70%，焚燒處理比例持續(xù)提升，垃圾處理結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。

實行垃圾分類后，進入生活垃圾焚燒發(fā)電廠的垃圾類別發(fā)生了變化，由混合垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌蛷N余垃圾（主要是家庭廚余垃圾和餐廚垃圾）處置后的生化殘渣，間接推動了生活垃圾焚燒設施摻燒沼渣、生化殘渣、污泥、濃縮液等廢棄物技術(shù)的發(fā)展，實現(xiàn)了焚燒處理能力共用共享。實際上，從近兩年垃圾焚燒發(fā)電廠處理量來看，本市焚燒發(fā)電廠承擔著約70%以上的垃圾（含其他垃圾、生化殘渣、污泥等）處理任務。

二、焚燒發(fā)電的效能變化

由于進廠物料的類別發(fā)生了變化，生活垃圾焚燒發(fā)電廠的入爐垃圾的熱值也隨之改變。根據(jù)能量守恒定律，采用蒸汽量及焓值、入爐垃圾量及鍋爐效率等參數(shù)利用反推法推算出生活垃圾焚燒發(fā)電廠的入爐垃圾熱值，綜合垃圾分類前后的推算結(jié)果可知，2022年全市焚燒廠入爐垃圾熱值平均約為7397kJ/kg，較2021年、2020年和2019年分別升高2.61%、8.62%和10.22%。垃圾熱值是影響垃圾焚燒發(fā)電量的關(guān)鍵因素之一，生活垃圾熱值提高是噸垃圾發(fā)電量提升的主要原因。2022年，全市生活垃圾焚燒發(fā)電廠平均噸垃圾發(fā)電量約為439kW·h，較2021年、2020年和2019年分別提高5.53%、8.93%和20.27%。這表明近幾年在設施整體運行平穩(wěn)情況下，隨著垃圾分類后入廠垃圾類別的變化，入爐垃圾熱值升高，噸垃圾發(fā)電量同步升高，焚燒發(fā)電廠的效能穩(wěn)步提升。同時，根據(jù)焚燒廠月報統(tǒng)計，垃圾分類后爐渣產(chǎn)率和熱灼減率均有所降低，表明垃圾燃燒更加充分、燃燒效果更佳，有利于焚燒爐渣的再利用（表1）。據(jù)統(tǒng)計，2022年爐渣資源化利用率達75%，焚燒爐渣資源化利用程度不斷提高。當焚燒爐長時間處于高熱負荷狀態(tài)，會加劇爐膛結(jié)焦現(xiàn)象等問題，需要采取增大焚燒爐換熱面積、調(diào)整風量和風溫、耐火澆注料改造、滲瀝液回噴等多種方式減輕對焚燒爐運行的負面影響。

表1 垃圾分類前后全市焚燒廠平均爐渣產(chǎn)率和熱灼減率變化

三、生活垃圾焚燒發(fā)電廠的環(huán)保效益分析

2022年全市生活垃圾焚燒發(fā)電總量約27億度，較2021年、2020年和2019年分別增長8%、17.39%、28.57%。以北京市火力發(fā)電廠每產(chǎn)生1度電需約0.2kg標準煤的經(jīng)驗值為標準，經(jīng)換算可知，2022年生活垃圾焚燒廠產(chǎn)出的總電量相當于節(jié)約約54萬t標準煤。2022年垃圾焚燒處理量約626萬t，按照減量率75%換算，節(jié)約填埋庫容約597萬m3，直接有效地減少了土地資源耗減。由此可見，生活垃圾焚燒發(fā)電廠節(jié)能效果持續(xù)提升。同時，環(huán)保控制活性炭投加量穩(wěn)中略升，環(huán)?？刂屏Χ燃哟?，環(huán)保效益得到保障。

四、協(xié)同處置生化殘渣、沼渣的挑戰(zhàn)

隨著垃圾分類工作的不斷深入，家庭廚余垃圾分出量增長迅速。實行垃圾分類后，雖然廚余垃圾和其他垃圾分開，可生活垃圾焚燒發(fā)電廠作為終端處理設施開始協(xié)同處理廚余垃圾處置后的生化殘渣、沼渣等，加之填埋處理量的減少，使得分類前后焚燒處理量基本保持穩(wěn)定。

對北京市具有代表性的6座生活垃圾焚燒發(fā)電廠調(diào)研后，統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，生化殘渣處理量占比在12.51%～42.45%，占比差異大，但焚燒處理效果均有一定的提升（表2）。

表2 2022 年北京市6 座生活垃圾焚燒發(fā)電廠處理量

目前，廚余垃圾處理設施還不是垃圾分類處理的末端處理設施，其減量化和資源化利用效果有待提升，大量的生化殘渣需要進入焚燒設施進行處理。有研究表明，隨著廚余垃圾摻燒比例的減小，噸垃圾發(fā)電量和總發(fā)電量整體都表現(xiàn)為增加的趨勢，但從保證焚燒爐的處理量不變的角度考慮，廚余垃圾的摻燒比例不宜低于30%，因此，需進一步開展廚余垃圾與農(nóng)林廢棄物的協(xié)同處理方式和資源化產(chǎn)品應用的探索，增加處理工藝降低生化殘渣、沼渣等的含水率。建議各焚燒發(fā)電廠在15%～40%內(nèi)根據(jù)實際情況控制最適合的殘渣焚燒摻混比例，實現(xiàn)廚余垃圾資源化利用最大化，以及焚燒爐穩(wěn)定性和環(huán)境控制水平的提升。

五、思考與建議

作為城市環(huán)境基礎(chǔ)設施，未來的生活垃圾焚燒發(fā)電廠將承擔摻燒部分殘渣、沼渣、濃縮液等廢棄物的任務，垃圾分類實施后已積累了設施間協(xié)同處置經(jīng)驗，為發(fā)揮環(huán)境基礎(chǔ)設施協(xié)同處置功能、打破跨領(lǐng)域協(xié)同處置機制障礙、實現(xiàn)焚燒處理能力共用共享打下堅實基礎(chǔ)。同時，也將進一步推動廚余垃圾處理設施技改升級的步伐，提升生化處理的資源化利用程度，助力垃圾分類處理成效再提升。

垃圾分類是精益求精的過程，為持續(xù)提升垃圾分類成效，實現(xiàn)垃圾分類處理環(huán)節(jié)中焚燒處理設施的減負增效，建議從以下三個方面提升：（1）廚余垃圾生化處理技改升級方案要充分考慮產(chǎn)出更多可資源化利用的產(chǎn)品，有效減少殘渣量，從而控制焚燒發(fā)電廠的摻燒比例，有利于焚燒爐運行穩(wěn)定；（2）從源頭控制廚余垃圾含水率，生化殘渣進入焚燒處理前進行脫水預處理，降低含水率，提高料倉內(nèi)發(fā)酵效果，同時有利于滲瀝液收集處理系統(tǒng)運行穩(wěn)定；（3）引導焚燒爐渣資源化利用，全面實現(xiàn)零填埋，優(yōu)化生活垃圾焚燒發(fā)電廠配套殘渣填埋場管理使用，使其兼具生活垃圾應急處理功能，有效提升城市生活垃圾處理抗風險能力，增強城市韌性。

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（責任編輯：張秋辰）