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回忆垃圾焚烧百年史

作者: 固废家园 来源: 固废家园 发布时间:2017-11-22 浏览量:
  1896年,德国汉堡建立了人类历史上的第一座垃圾焚烧厂。从此,人类开始了对垃圾进行科学处理、资源化利用的新里程。
  100年来,焚烧作为一种处理垃圾的专用技术,已经成为许多发达国家和地区处理城市生活垃圾的主要方式。
  百年来,焚烧作为一种处理垃圾的专用技术,已经成为许多发达国家和地区处理城市生活垃圾的主要方式。随着科学技术的不断进步,焚烧设备经过百年来全球环保界科研人员一代代的研制、创新,已从原来的落后状态发展成为运用高科技手段、机电光气一体化的新一代垃圾焚烧设备。
  1896年,德国汉堡建立了人类历史上的第一座垃圾焚烧厂。从此,人类开始了对垃圾进行科学处理、资源化利用的新里程。
  100年来,焚烧作为一种处理垃圾的专用技术,已经成为许多发达国家和地区处理城市生活垃圾的主要方式。据不完全统计,截至2006年全世界有各种类型的垃圾焚烧厂2100余座(其中有1000多座带发电装置),年焚烧生活垃圾总量达1.65亿t。
  随着科学技术的不断进步,焚烧设备经过百年来全球环保界科研人员一代代的研制、创新,已从原来的落后状态发展成为运用高科技手段、机电光气一体化的新一代垃圾焚烧设备。

  垃圾焚烧是产业革命的产物
  地球上的68亿人口为了生存,每天要摄取食物和水,进行新陈代谢,就要产生生活废物。与此同时,现代工业消耗的自然资源和由此排放出来的工业废物,也在改变着地球上的物质循环格局。其结果人类在生存。生活和生产过程中“制造”出来的废物全部堆积在人类的生活圈——地球上,由废物引起的问题造成对地球生态文明的灾难性威胁!
  人类历史上最早的垃圾处理出现在英国。随着产业革命的兴起,英国的城市人口急剧增加,大量农民流入城镇并出现了城市化进程。如果说1790年农村城镇人口之比是2:1的话,到了1831年,由于采煤和炼铁工业的飞速发展,这个人口比例正好颠倒了过来。其结果就是城镇无节制地膨胀起来,市民们居住在密集的空间里,生活垃圾、污水和粪便弄脏了城市的土地、水源和空气。传染病随之而来。在这种情况下,英格兰政府为了改善环境卫生状况,于1848年首先制定并实施了《公共卫生法》,英格兰各地建立了公共卫生局,并开始把垃圾集中起来之后送到离居住地较远的地方堆放或填埋。这就是世界上最早的垃圾填埋处理。
  城市里的生活垃圾、粪便、污水与饮用水供应系统往往形成环状联接,因而填埋方法不当可能引发传染病的蔓延。1890年以后,以法国细菌学家巴斯德和德国细菌学家郭霍的研究为基础的细菌学的诞生,让人们陆续弄清了欧洲许多传染病的病原、传播途径及其防治办法,由此推动了垃圾焚烧法的出现。
  1896—1898年在德国汉堡和法国巴黎先后建起了世界上最早的垃圾焚烧处理厂。可以说,垃圾焚烧是产业革命的产物,也是垃圾处理现代化的开始。
  人类进入20世纪以后,一直到70年代,在世界范围内垃圾处理一直处于填埋、焚烧、堆肥三足鼎立的格局。到了70年代以后,对垃圾处理提出更高的要求,即任何一种垃圾处理方式都要担负起防治大气污染、水污染和土地污染的功能,垃圾处理厂逐步上升为一种环境保护设施。20世纪90年代,人们面对全球性的日益严重的环境污染和资源枯竭,重新审视人类经济方式,举起“可持续发展”的大旗。从此,以德国(从1994年10月开始实施《循环经济的促进和废物处理法》)为代表的发达国家吧垃圾定位为资源,并用法律形式确定了循环经济的优先顺序。
  即:①减少废物的产生;②资源回收利用及焚烧;③最终处置。这也说明当代经济发达国家垃圾焚烧处理的定位和作用。
  垃圾焚烧方式解决了传统的垃圾“收集——运输——填埋”方式无法解决的问题,并把其工艺流程变成垃圾“收集——运输——焚烧(中间处理)——填埋”方式。其主要原因之一是在餐厨日常生活消费垃圾中含有农药、兽药、人工食品添加剂、持久性有机污染物及其他有害物质,如果这些物质不经任何处理直接进入填埋场,后患无穷。另,把垃圾当做资源利用,是我们这个时代的要求。很多国家已把垃圾定为“新能源”,通过垃圾焚烧发电或回收热解,不仅回收能源,而且它属于生物质能源。总之,焚烧方式是实现资源化、无害化、减量化最彻底的处理方式。

  焚烧技术发展经过三个阶段
  焚烧技术作为一种以高温燃烧为手段的固体废物处置方法的应用可以追溯到人类文明的早期。古人类在雷电引起的森林大火中学会了熟食和把燃烧后的植物灰作肥料,这种刀耕火种时期的烧荒即可视为焚烧应用的一例。
  《圣经》里有古代以色列人焚烧处理垃圾的记载。根据霍利?比尔介绍,约在公元前1000年,耶路撒冷的垃圾运送到基德隆河焚烧,烧完的灰烬撒在附近的墓地上或撒放在伯利恒地区。但焚烧作为一种处理生活垃圾的专用技术,其发展历史和其他垃圾处理方法相比短得多,大致经历了三个阶段:萌芽阶段、发展阶段和成熟阶段。
  萌芽阶段
  萌芽阶段是从19世纪80年代开始到20世纪初。1874年和1885年,英国诺丁汉和美国纽约先后建造了处理生活垃圾的焚烧炉。1896年和1898年,德国汉堡和法国巴黎先后建立了世界上最早的生活垃圾焚烧厂,开始了生活垃圾焚烧技术的工程应用。其中汉堡垃圾焚烧厂被誉为世界上第一座城市生活垃圾焚烧厂,由于技术原始和垃圾中可燃物的比例低,在焚烧过程中产生的浓烟和臭味对环境的二次污染相当严重,直到20世纪60年代垃圾焚烧并没有成为主要的垃圾处理方法。
  但在此期间,垃圾焚烧技术得到了相当的改变,其炉排、炉膛等方面的技术逐渐有了现在的形式。德国威斯巴登市于1902年建造了第一座立式焚烧炉,此后在欧洲各国又出现各种改进型的立式焚烧炉。与此同时,随着燃煤技术的发展,焚烧炉从固定炉排到机械炉排,从自然通风到机械通风,人们先后开发和应用了阶梯式炉排、倾斜炉排和链条炉排以及回转式垃圾焚烧炉。
  发展阶段
  从20世纪初到20世纪60年代末,生活垃圾焚烧技术进入发展阶段。在西方发达国家,随着城市建设规模的扩大,城市生活垃圾产量也快速递增,原来的垃圾填埋场已经饱和,垃圾焚烧减量化水平高的优势重新得到了高度重视。
  成熟阶段
  自20世纪70年代以来,随着烟气处理技术和焚烧设备高新技术的发展,促进垃圾焚烧技术进入成熟阶段,能源危机引起人们对垃圾能量的兴趣。随着人们生活水平的提高,生活垃圾中可燃物、易燃物的含量大幅度增长,这就提高了生活垃圾的热值,为这些国家应用和发展生活垃圾焚烧技术提供了先决条件。这一时期垃圾焚烧技术主要以炉排炉、流化床和旋转窑式焚烧炉为代表。

  焚烧已经成为许多发达国家处理城市生活垃圾的主要方式。在资源相对紧张的日本、瑞士、卢森堡和新加坡等国焚烧的比例都已经超过了填埋。
  垃圾焚烧技术的发展也和其他事物一样,都是从低级向高级发展,由落后向先进演化的。焚烧炉技术发展到现阶段,炉型已从单一炉向多样化方向发展,炉型种类繁多,如机械炉排式焚烧炉已从过去的固定式焚烧炉发展成为移动式焚烧炉,移动方向多种多样,有逆动式、往复式、滚动式等。燃烧时间也由间歇式发展成为半连续式及全连续式运转。最大炉的处理能力为1200t/d。原始的焚烧炉不配备防治二次污染设备,现代化垃圾焚烧设备防治二次污染的能力大大提高,技术已经很完善,如采用干、湿式净烟设备,脱硫设备,袋式除尘设备及残渣的固化设备等,有效防治了二次污染的发生。
  近年来,有害气体中呋喃、二恶英等的防治技术也有了新的突破。焚烧设备的运行管理也从过去的人工方式、半机械化方式发展成为机械化方式、全自动化方式,以及目前的全电脑化控制方式,整个焚烧过程包括进料、燃烧、除尘、排渣、测试等工序全部由微机自动控制。焚烧设施也由过去的公益性设施发展为具有发电、供热、区域性供暖制冷等能力的效益型设施。随着科学技术的不断进步,焚烧设备经过一代代的创新,已从原来的落后状态发展成为运用高科技手段的新一代垃圾焚烧设备。

  垃圾焚烧应用现状
  焚烧法处理城市生活垃圾已有100多年历史,但出现有控制的焚烧(烟气处理、余热利用等)只是近几十年的事。目前,研究方向主要是提高垃圾焚烧发电效率。垃圾焚烧产生大量潜在的能源,回收发电是其资源化的主要途径之一。发达国家利用垃圾焚烧发电的比例逐步提高。进入20世纪90年代,由于全球经济的飞速发展和城市生活垃圾处理技术的不断提高,各国城市生活垃圾处理方式都以焚烧为主。其中日本和欧美等发达国家处于领先地位。
  美国经济发达,生活水平高,垃圾数量大,垃圾成分中可再生利用比例极高。美国已将城市生活垃圾处理的主要方式从填埋转向焚烧,甚至花费重金将填埋场垃圾挖出重新处理。美国从20世纪80年代起,政府投资70亿美元,兴建了90座焚烧厂,年总处理能力3000万t。目前最大的垃圾发电厂已经在底特律市建造,日处理垃圾量4000t,发电量65MW。34个州的地方政府从1985年起,在15年内投资150亿美元兴建城市垃圾能源化工厂,并可望从中收益40亿美元。目前,美国已建大中型垃圾焚烧制能厂402座。
  日本产生的垃圾数量很大,1994年达5000万t,人均日产生垃圾1.1kg以上。目前日本是世界上拥有垃圾焚烧厂最多的国家,至1996年全国有垃圾焚烧厂1854座,大城市的垃圾焚烧厂规模都在600t/d以上,并带有发电设备,全国垃圾焚烧处理总量为5.2万t,占垃圾总量的73%。如东京都市有13座垃圾焚烧厂,1984年共发电3亿多度,收入11亿日元以上,同时还为小区供热及居民福利设施提供热水。
  德国每年产生垃圾近3000万t,垃圾问题很突出。德国是世界上最早进行垃圾焚烧技术研究开发的国家。目前已有50余套从垃圾提取能量的装置及10多家垃圾发电厂,并且用于热电联产,有效地对城市进行供暖或提供工业用蒸汽。1965年联邦德国垃圾焚烧炉只有7台,年处理垃圾71.8万t,可供总人口14%的居民用电,至1985年,焚烧炉已增至46台,年处理垃圾800万t以上,占垃圾总数的30%,可供总人口34%的居民用电。柏林、汉堡、慕尼黑等大型城市中,民用电的10%--17%来自垃圾焚烧。1995年德国垃圾焚烧炉达67台,受益人口德比例增加到50%。
  到1996年,法国共有垃圾焚烧炉约300台,可处理城市垃圾的40%以上。巴黎有4座垃圾焚烧厂,年处理量170万t,占全市垃圾总量的90%,回收的能量相当于20万t石油,供蒸汽量占巴黎市供热公司总量的1/3。
  如今中国现在也加快脚步进入焚烧应用先进行列,如深圳生活垃圾焚烧发电厂拟定于2020年开始运行的项目将是世界上最大的垃圾焚烧发电厂项目之一,建成后每天能焚烧5000吨生活垃圾,约是深圳市(1080万居民、1800多万总人口)一年产生垃圾总量的三分之一。
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