隨著我國國民經濟的快速發展、城鎮化步伐的加快以及城市居住人口的不斷增長，部分城市出現了“垃圾圍城”的窘迫現象。垃圾焚燒發電一方面可以明顯的減少城市垃圾的容量，另外一方面處理過程中還有有效解決地下水源、土壤的污染問題，更重要的是垃圾焚燒所產生的熱量，還可用于發電、供熱。實現垃圾處理的“減量化、資源化、無害化”要求，該技術已逐漸成為生活垃圾處理的主要方式，對解決“垃圾圍城”等突出環境問題具有重要作用。
對于垃圾焚燒發電技術自身而言，由于社會是在不斷的發展和進步的，因此人們生活品質和習性也隨之改變改變，最終影響著生活垃圾的特性，導致生活垃圾的熱值在逐漸提高。另外，更重要的是環保理念的深入人心，從而推動著垃圾焚燒發電的技術的不斷優化和推廣。
PART.01垃圾焚燒發電的起源
1.1 國外垃圾焚燒發電的起源
自從十九世紀工業革命以來，西方國家走上了發展的快車道，讓人類文明得到了質的飛躍。但是隨之而來的城市人口激增，數量龐大的居民在臟亂不堪的城市環境中艱難生存，而造成這一現象的源頭正是由于當地大量居民日常生產生活所產生的垃圾、污水和糞便等問題沒有得到有效的解決，以至于最終導致各種傳染病的爆發，影響居民的生命健康。
1890年誕生了細菌學，隨著該學科的誕生和發展，人們逐漸了解了許多傳染病的病源和傳播途徑，并找到了對應的解決方法，同樣，在此過程中垃圾焚燒技術也應運而生。在1896年德國漢堡建立了人類歷史上的第一座垃圾焚燒廠。再到20世紀初期至70年代，全球的垃圾處理主流方式主要有三種：填埋、焚燒以及堆肥。20世紀90年代，發達國家用法律形式確定了循環經濟的優先順序，垃圾焚燒工藝流程變成垃圾“收集-運輸-焚燒(中間處理)-填埋”的系統方式。
1.2 國外焚燒技術發展歷程
國外垃圾焚燒技術的發展歷程可大致包括三個階段即：萌芽階段、發展階段和成熟階段。開始，處理生活垃圾的焚燒爐在英國和美國建立。緊接著，生活垃圾焚燒廠就在德國和法國建立起來了。這也意味著垃圾焚燒發電技術的萌芽。后續隨著西方發達國家原來的垃圾填埋場已經飽和，垃圾焚燒技術由于減量化的優勢，該技術又迎來了一次發展。再到近半個世紀以來，煙氣凈化技術和焚燒設備技術的發展，垃圾焚燒技術日漸成熟。并成為許多國家處理城市生活垃圾的首選方式。
1.3 國內焚燒技術的發展歷程
萌芽階段：1929年上海市公共租界工部局派人赴歐洲考察生活垃圾焚燒處理新技術。1930年在上海的檳榔路(現安遠路)和茂海路(現海門路)各建設了一座生活垃圾焚燒處理廠，后續由于生活垃圾可燃物比例較低含水量高，焚燒困難運行費用高等缺點而停運。
發展階段：1985年，深圳市市政環衛綜合處理廠—我國第一代現代化的城市生活垃圾焚燒發電廠開始建設，1988年一期工程投產，采用了從日本三菱重工引進的兩臺150噸/日馬丁垃圾焚燒設備和一臺500千瓦發電機組。二期工程與1996年投產，增建了一臺150噸/日馬丁垃圾焚燒設備和一臺3000千瓦發電機組。
1.4 我國早期垃圾焚燒發電的主要問題
我國早期垃圾焚燒發電的主要存在以下幾點問題：第一，我國早期城市生活垃圾的熱值普遍偏低，還需要添加輔助燃料才能運轉；第二，生活垃圾在焚燒后會產生大量的灰渣，未能達到垃圾減量化的要求；第三，由于我國垃圾焚燒研究起步晚、投入少，導致技術相對落后，缺乏相關的技術指導，發展水平也相對滯后。
20世紀80年代末，深圳市首家引進了日本三菱重工生產的2臺處理能力150 t/d的馬丁式焚燒爐，并于1988年建成投產。隨后全國各地相繼建起了各種形式的垃圾焚燒廠，初期的垃圾焚燒不僅有余熱發電、供熱，還伴隨著一批不能滿足環保要求的簡易焚燒設施。
PART.02垃圾焚燒發電的現狀
2.1 垃圾清運體系的完善和處理率的提高
現如今，我國生活垃圾普遍使用的收集方法主要有：普通垃圾集裝箱、垃圾收集車和中轉站相結合、壓縮式垃圾集裝箱。再根據地方實際情況選擇適合的收運方法，而且垃圾收運體系的建設逐步由城鎮下沉到農村，不僅有效的補齊農村生活垃圾隨意丟棄的短板，更重要的是促進了建設美麗鄉村的步伐，進一步完善了我國垃圾清運體系建設。
隨著我國改革開放的不斷發展，經濟水平和物質條件都大幅度提升，“綠水青山就是金山銀山”的環保政策也不斷推進且深入人心。雖然國內生活垃圾清運量在增長，但是無害化處理率同樣也在持續增長。近十年，我國垃圾清運量平均增速約3%，截止2020年，生活垃圾清運量已超2.35億噸，其中無害化處理量超2.34億噸，我國生活垃圾無害化處理率達99.7%。
在無害化處理中，衛生填埋由于存在各種問題，衛生填埋處理占比正在逐漸下降，而垃圾焚燒占比卻在逐漸的增加，焚燒處理在無害化處理中的占比由2010年的不到20%，到2020年已增加到超過60%。
2.2 垃圾熱值的提高
物理組成會影響生活垃圾熱值，其中熱值較高成分主要包括：紡織物、塑料、橡膠、紙張、竹木、廚余等。
據調查，在20世紀90年代，我國大多數城市產生的生活垃圾其熱值均不超過5000 k J/kg。自從進入21世紀，隨著居民的生活習慣、飲食結構、經濟水平、消費習慣的改變，垃圾熱值在不斷升高。
2.3 主要處理技術
垃圾焚燒發電技術是利用垃圾焚燒所產生的熱量進行發電的一項綜合技術，該技術的關鍵設備是焚燒爐。按燃燒方式的不同，焚燒爐的型式可分為機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐、旋轉窯焚燒爐和熱解氣化焚燒爐。根據國家建設部、國家環保總局、科技部發布的《城市生活垃圾處理及污染防治技術政策》要求，并指出：“目前垃圾焚燒宜采用以爐排爐為基礎的成熟技術，審慎采用其它爐型的焚燒爐”。它主要由垃圾焚燒爐/余熱鍋爐，煙氣凈化系統和汽輪發電機組組成。
在滲濾液的處理方法中，在焚燒廠內建設污水處理廠是將滲濾液徹底處理的最有效的方法。另外，在焚燒廠內建設完全獨立的處理系統，能夠完全地消除滲濾液，將滲濾液的危害全部消除，是最徹底的滲濾液處理方法。現常規且成熟的滲濾液處理工藝流程是：“調節池+預處理+厭氧反應器UASB+MBR生化處理系統+NF納濾膜處理系統+RO反滲透膜”的處理工藝。
20世紀90年代以來，發達國家越來越重視焚燒煙氣的污染控制，垃圾焚燒排放標準日益嚴格，用于煙氣凈化的一次性工程投資和運行費用也越來越高。要使煙氣凈化效果達到國家或地級規定排放指標，垃圾焚燒發電廠焚燒煙氣凈化系統必須優化設計和強化運行管理，防止垃圾焚燒廠由于煙氣排放問題導致二次污染。
生活垃圾焚燒煙氣凈化系統主要包括：除塵、除酸、除二噁英和重金屬等。通過這幾個單元的優化組合，從而使整個煙氣凈化系統不僅有效的、最大化處理去除存在于煙氣中的各種污染物，保障煙氣達標排放，而且在運行成本上經濟可行。
現常規且成熟的煙氣凈化方式推薦采用“SNCR爐內脫硝+半干法脫酸+干法噴射+活性炭吸附+布袋除塵”組合方案，并設置煙氣再循環。確保煙氣污染物達到環保排放要求，工藝流程如下圖所示。
爐渣：爐渣由焚燒熔渣、陶瓷、磚石碎片、鐵、其他金屬和微量殘留可燃物(約占垃圾量0.5%)組成。根據《生活垃圾焚燒污染控制標準》(GB18485-2014)，焚燒爐渣與煙氣處理系統收集的飛灰分別收集、貯存和運輸。
飛灰：飛灰主要產生的地方包括：反應塔底部收集的脫酸反應生成物和煙氣中粗煙塵的混合物，以及布袋除塵器捕集的煙氣中的灰塵。飛灰主要通過加入螯合劑的方式進行穩定化處理，經無害化處理達標后運至填埋場進行衛生填埋處置。同時垃圾焚燒發電過程中所產生的飛灰還可能富集汞、鎘、鉛等重金屬，此時需要按照《國家危險廢物名錄》中所提及的相關規范和標準，來對飛灰中富集汞、鎘、鉛等重金屬進行處理。再按照《危險廢物貯存污染物控制標準》貯存好焚燒發電后生成飛灰。
2.4 相關政策法規的規范和支持
“十四五”城鎮生活垃圾分類和處理設施發展規劃提出的關于垃圾焚燒處理方面的目標要求是：到2025年底，全國城鎮生活垃圾焚燒處理能力達到80萬噸/日左右，城市生活垃圾焚燒處理能力占比65%左右。
“十四五”時期是全面建成小康社會決勝階段，住房城鄉建設事業部面臨著更大的挑戰，改革發展的任務艱巨繁重，今后五年的主要發展目標之一是：城鎮市政基礎設施更加完善，建設和運營水平進一步提高，城市生態空間格局持續優化，城市生活垃圾無害化處理率達到95%，力爭將城市生活垃圾回收利用率提高到35%以上，城市道路機械化清掃率達到60%。另外，農村人居環境明顯改善，小城鎮建設加快發展，深入推進農村生活垃圾治理，基本實現全面治理的目標，統籌開展農村工業垃圾、農業生產垃圾治理工作。
住房城鄉建設事業“十四五”規劃提出努力營造城市宜居環境，加強城市垃圾綜合治理：因地制宜全面開展垃圾分類，完善生活垃圾統計指標體系，促進生活垃圾分類回收與再生資源回收體系的有效銜接，提高回收利用率。加快城市生活垃圾處理設施建設，在土地緊缺、人口密度高的城市優先推廣焚燒處理技術。力爭到2025年，城市生活垃圾焚燒處理能力比“十三五”時期增長22萬噸/日，設市城市生活垃圾得到有效處理，縣縣具備生活垃圾無害化處理能力。
另外，各省市也陸續出臺針對本省的生活垃圾焚燒發電中長期專項規劃。旨在加強生活垃圾焚燒處理能力建設，著力破解設施“鄰避”難題，提高垃圾焚燒發電及其配套設施的建設標準和運行管理水平，實現垃圾無害化處理設施能力、布局等與實際需求相配套，推進生活垃圾無害化處理與資源化利用的全面提檔升級。
PART.03垃圾焚燒發電的前景
3.1 市場發展重點轉向中西部地區
垃圾焚燒發電技術由于無害化處理效果好，逐漸成為我國大中型城市垃圾處理的主要方式。該技術推廣使用至今，在我國廣東、山東、江蘇及浙江等沿海省份垃圾發電項目接近飽和，并逐漸向寧夏、陜西及甘肅等中西部內陸省份拓展。由于技術的不斷改進與優化，垃圾焚燒發電項目的推廣將更加有利于當地的發展，而且還可提升我國生活垃圾無害化處理率。
3.2 獨立焚燒發電項目轉向靜脈產業園(環保產業園)
靜脈產業園是以生活垃圾焚燒發電為依托，綜合治理城市生活垃圾、餐廚、廚余、污泥、糞便、危險廢棄物、建筑垃圾、大件垃圾、園林垃圾等固廢的綜合工業園區。生活垃圾焚燒發電廠作為靜脈產業園核心，是綠色能源輸出中心，不僅可以處理城市生活垃圾與陳腐垃圾，同時還能為園內其他餐廚及污泥等項目提供協同焚燒能力，焚燒產生的蒸汽可以為餐廚、污泥等項目供熱。焚燒發電項目供給全園清潔電源，餐廚等項目產生的廢渣、沼氣等又能反哺作為焚燒項目發電原材料，達到能源梯級利用，實現園區內能量循環。
3.3 參與碳交易市場
垃圾焚燒發電項目由于其自身的優勢，不僅可以避免因垃圾填埋而產生的溫室氣體，而且燃燒過程產生的熱能還可以轉化成清潔的電能，這就使得垃圾焚燒發電可以歸屬于自愿減排項目。這樣垃圾焚燒發電項目就可獲得碳減排的補貼，參與到碳排放交易市場，承擔起一份社會責任。
PART.04結論與展望
焚燒發電現作為我國生活垃圾處理的一種主要手段，通過該技術不僅可以有效解決“垃圾圍城”問題，而且還實現垃圾的資源化利用。推廣垃圾焚燒發電技術是優化我國現有生活垃圾處理的重要手段、是實現“資源節約型、環境友好型社會”的關鍵戰略。我們有理由相信，垃圾焚燒發電產業會繼續向前發展，技術水平不斷優化提升，垃圾焚燒發電產業在我國將擁有廣闊的發展空間。
（文章來源 ： 廣東化工）
