新型城镇化战略背景下垃圾资源化利用的研究课件.ppt

1、报告人：祝超伟 研究员中国环境科学研究院2019年9月26日新型城镇化战略背景下垃圾新型城镇化战略背景下垃圾资源资源化利用化利用报告提纲新型城镇化过程中垃圾污染问题二三四一新型城镇化过程中垃圾污染问题一2城市村镇发达国家发达国家70%30%城市人口村镇人口5亿亿8亿亿当前国情当前国情n党的十七届五中全会和党的十七届五中全会和“十二五十二五”规划建议提出了规划建议提出了加快社会主义新农村建设，加快社会主义新农村建设，统筹城乡发展的重大历史统筹城乡发展的重大历史任务任务城镇化率每提高一个百分点，将新增投资需求城镇化率每提高一个百分点，将新增投资需求6.6万亿元，能够替代万亿元，能够替代10万亿元出

2、口万亿元出口新型城镇化是必然趋势，是实现我国从大国到强国的必由之路新型城镇化是必然趋势，是实现我国从大国到强国的必由之路城镇垃圾对生态系统和人体健康造成极大威胁城镇垃圾对生态系统和人体健康造成极大威胁来源与污染特征来源与污染特征基础设施差基础设施差面广分散面广分散处理效率低处理效率低4城镇垃圾处理处置存在问题城镇垃圾处理处置存在问题(1)城镇垃圾产生量城镇垃圾产生量少分散，少分散，区域差异性大，规模效应差！区域差异性大，规模效应差！(3)难以解决资源化与二次难以解决资源化与二次污染间的矛盾，难以权衡环污染间的矛盾，难以权衡环境效益与经济效益境效益与经济效益！(2)技术适应性差，基础设施技术适应

3、性差，基础设施不完善，统筹规划管理困难不完善，统筹规划管理困难！55源头源头过程过程协同协同新型城镇化战略背景下垃圾新型城镇化战略背景下垃圾资资源化利用源化利用分质收运与机械分分质收运与机械分选预处理技术选预处理技术垃圾分质资源化垃圾分质资源化利用关键技术利用关键技术二次污染控制二次污染控制技术技术分质分质能源能源化化技技术集术集成成与与二次二次污染污染技术技术模式模式厌氧厌氧发酵发酵填埋填埋处理处理渗滤液渗滤液高效纯高效纯化提取化提取与浓缩与浓缩飞灰飞灰快快速稳定速稳定化化恶臭气恶臭气体高效体高效收集与收集与处理处理生物生物堆肥堆肥城乡城乡统筹统筹垃圾垃圾利用利用管理管理优化优化焚烧焚烧发电

4、发电6报告提纲新型城镇化过程中垃圾污染问题二三四一垃圾资源化利用技术与工程实践二7城乡环境协调关系城乡环境协调关系城乡统筹技术模式城乡统筹技术模式城乡统筹机制城乡统筹机制城乡统筹关键技术和城乡统筹关键技术和工程实践工程实践社会区域特征城市环境保护经验、资源城市环境保护经验、资源农村生活污染防治和生态建设农村生活污染防治和生态建设技术经济（1）城镇垃圾后优化耦合管理机制与决策系）城镇垃圾后优化耦合管理机制与决策系统统89城市生活垃圾综合管理决策系统模型图城镇垃圾后优化耦合管理机制与决策系统城镇垃圾后优化耦合管理机制与决策系统基于优化基于优化-验证验证-反馈的生活垃圾不确定性多目标动态优化模型，提

5、出了后优化耦合管反馈的生活垃圾不确定性多目标动态优化模型，提出了后优化耦合管理机制，实现环境和经济的有效权衡。理机制，实现环境和经济的有效权衡。通过优化收集路线、机械分选、通过优化收集路线、机械分选、资源化处理资源化处理以及以及二次污染控制技术组合，二次污染控制技术组合，实现生活实现生活垃圾分质资源化与二次污染控制最佳工艺技术集成设计。垃圾分质资源化与二次污染控制最佳工艺技术集成设计。10(2)垃圾垃圾分质收运与机械分选预处理技术分质收运与机械分选预处理技术v生活垃圾压缩与中转生活垃圾压缩与中转v 混合生活垃圾压缩效率低、成本高、渗滤液滴漏混合生活垃圾压缩效率低、成本高、渗滤液滴漏等等问题问题

6、预压缩式生活垃圾压缩机结构图预压缩式生活垃圾压缩机结构图 “平进平出平进平出”生活垃圾中转站系统生活垃圾中转站系统（上海环境设计研究院）（上海环境设计研究院）11v生活垃圾分选与资源回收生活垃圾分选与资源回收v 生活垃圾组分复杂，生活垃圾组分复杂，机械分选效率低机械分选效率低v 资源化产品回收效率低资源化产品回收效率低(2)垃圾垃圾分质收运与机械分选预处理技术分质收运与机械分选预处理技术（北京阿苏卫垃圾处理厂）（北京阿苏卫垃圾处理厂）12废塑料打包废塑料打包废玻璃废玻璃废金属废金属废电池废电池 垃圾分选效率达到垃圾分选效率达到80%(2)垃圾垃圾分质收运与机械分选预处理技术分质收运与机械分选预

7、处理技术（上海（上海松江固废生物综合处理厂松江固废生物综合处理厂）农村垃圾特点：分散分散 可就地资源化可就地资源化 规模效应差规模效应差 缺乏稳定的收运处理资缺乏稳定的收运处理资金与人力金与人力垃圾分类垃圾分类 关键技术节点攻关关键技术节点攻关：对村庄多户垃圾对村庄多户垃圾收集设施数量收集设施数量及及布置进行了设计，制布置进行了设计，制定了城乡统筹、集中连片、分散式定了城乡统筹、集中连片、分散式3种种模式下农村模式下农村生活垃圾收集转运方法生活垃圾收集转运方法。系统集成：系统集成：集成集成建立了由农村建立了由农村环保合作社运作环保合作社运作的的城乡一体化生活垃圾分类收运与处理技术体系城乡一体化

8、生活垃圾分类收运与处理技术体系。(2)垃圾垃圾分质收运与机械分选预处理技术分质收运与机械分选预处理技术14存在问题与对策存在问题与对策开发高效堆肥反应设备开发高效堆肥反应设备研究堆肥过程控制技术，改善工研究堆肥过程控制技术，改善工艺条件，强化堆肥微环境艺条件，强化堆肥微环境产品质量不稳定，堆肥产品滞销产品质量不稳定，堆肥产品滞销开发适应性强的复合微生物菌剂开发适应性强的复合微生物菌剂技术较落后，堆肥效率低技术较落后，堆肥效率低垃圾生物强化资源垃圾生物强化资源化技术化技术对策对策问问题题(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术15开发翻转式开发翻转式、多阶段接种梯形搅拌、二室生物发酵反

9、应系统等专利设备，多阶段接种梯形搅拌、二室生物发酵反应系统等专利设备，研制研制自动化控制动态生物强化资源化反应装备自动化控制动态生物强化资源化反应装备，实现技术与装备的统一！，实现技术与装备的统一！(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术（三门峡市）（三门峡市）16v仓式沼气仓式沼气干干发酵系统发酵系统v采用车库型沼采用车库型沼气干发酵系统气干发酵系统v沼气干发酵开沼气干发酵开始后的始后的25 天天后产气趋于稳后产气趋于稳定定v甲烷含量保持甲烷含量保持在在60%65%之间之间v产 气 高 峰 在产 气 高 峰 在1028天内天内(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术（德国

10、）（德国）17农村沼气发酵复合菌剂有机固体废弃物干式沼气设施图(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术18(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术淀中村垃圾好氧-厌氧一体化高效处理技术（河北白洋淀）19焚烧发电焚烧发电 优势优势同时达到无害化、减量化和同时达到无害化、减量化和资源化的处理技术资源化的处理技术 存在问题存在问题投资与运行费用高投资与运行费用高“二次污染二次污染”问题严重问题严重二噁英（二噁英（DioxinsDioxins）类气体排放）类气体排放(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术20(3)垃圾分质资源化利用技术垃圾分质资源化利用技术垃圾填埋垃圾填

11、埋 优点：施工作业设备简单、一次投资相对较小，运行费用较低，优点：施工作业设备简单、一次投资相对较小，运行费用较低，适应性及灵活性强适应性及灵活性强 缺点：占用大量土地，垃圾渗滤液、填埋气等二次污染物处理缺点：占用大量土地，垃圾渗滤液、填埋气等二次污染物处理困难困难废物屏障系统废物屏障系统密封屏障系统密封屏障系统地质屏障系统地质屏障系统选择水文地质、工程地质选择水文地质、工程地质好的填埋场址好的填埋场址建设工程防渗密封系统，气建设工程防渗密封系统，气体和渗滤液收排系统体和渗滤液收排系统对废物进行固化、稳定化处对废物进行固化、稳定化处理，增强污染物的惰性理，增强污染物的惰性21两段浸没直接接触燃

12、烧蒸发两段浸没直接接触燃烧蒸发技术（清华大学）技术（清华大学），采用采用两级超滤两级超滤分离和高效截留技术，分离和高效截留技术，无机盐及其它毒性物质去除率达无机盐及其它毒性物质去除率达95%，利用利用直接接触燃烧蒸发直接接触燃烧蒸发，高效浓缩浓液，可直接固化填埋，并，高效浓缩浓液，可直接固化填埋，并回收腐植酸，实现渗滤液资源化回收腐植酸，实现渗滤液资源化。高高CODCOD高机盐高机盐有毒有机物有毒有机物重金属重金属（4）二次污染控制技术）二次污染控制技术渗滤液渗滤液技术难题技术难题：处理后产生的富含重金处理后产生的富含重金属有机污染物的浓夜无属有机污染物的浓夜无法处理，回灌填埋场，法处理，回灌

13、填埋场，导致填埋及渗滤液处理导致填埋及渗滤液处理系统崩溃系统崩溃22（4）二次污染控制技术）二次污染控制技术渗滤液渗滤液助助燃燃空空气气填填埋埋气气体体脱盐、初步浓缩脱盐、初步浓缩去除挥发性有机物去除挥发性有机物浓缩浓缩能量回收能量回收二级超滤系统二级超滤系统预热系统预热系统两段系统两段系统冷凝液换热器预热后浓缩液2二级蒸汽一级蒸汽（含污染物）浓缩液 3浓缩液 4(产品液)二级超滤助助燃燃空空气气填填埋埋气气体体浓缩液 2渗滤液原液透过液回流浓缩液1透过液进入后续处理系统一级超滤垃圾渗滤液腐植酸高效纯化提取与浓缩高值化垃圾渗滤液腐植酸高效纯化提取与浓缩高值化技术、装备，通过资源化实现技术、装备

14、，通过资源化实现渗滤液污染物的无害化渗滤液污染物的无害化。23北京腐植酸高效纯化提取与浓缩高值化示范工程北京腐植酸高效纯化提取与浓缩高值化示范工程两级超滤系统两级超滤系统 浸没燃烧蒸发系统浸没燃烧蒸发系统利用上述技术清华大学在北天堂垃圾场建设利用上述技术清华大学在北天堂垃圾场建设渗滤液高效提纯与浓缩腐殖酸渗滤液高效提纯与浓缩腐殖酸示范工程，年处理渗滤液示范工程，年处理渗滤液30万吨，提取腐植酸万吨，提取腐植酸1万吨。万吨。24分层串联高效恶臭气体控制技术分层串联高效恶臭气体控制技术负压吸风负压吸风-分层串联高效恶臭气体控制技术与装备，恶臭气体全封闭收集，分层串联高效恶臭气体控制技术与装备，恶臭

15、气体全封闭收集，实现以废治废。实现以废治废。分层串联高效恶臭气体控制技术分层串联高效恶臭气体控制技术流程图流程图多级生物滤池多级生物滤池（4）二次污染控制技术）二次污染控制技术恶臭气体恶臭气体25（上海（上海松江固废生物综合处理厂松江固废生物综合处理厂）v 垃圾焚烧飞灰熔融固化技术垃圾焚烧飞灰熔融固化技术v 相关研究成果得到了国际同行的认可，相关研究成果得到了国际同行的认可，文章发表在文章发表在“J.Hazard.Mater”2009v 同时，研究成果获得了国家发明专同时，研究成果获得了国家发明专利利:ZL201910101493.4基于固废处理处置物质循环转化规律、代谢机理及环境效应，提出污

16、染控制原理，开发了固体废物无害化、资源化专利技术（4）二次污染控制技术）二次污染控制技术飞灰飞灰26 分散型农户庭院生活污染一体化处理模式；分散型农户庭院生活污染一体化处理模式；集中型新农村生活垃圾与污水共处理模式；集中型新农村生活垃圾与污水共处理模式；城郊型村庄生活污染城乡一体化共处理模式；城郊型村庄生活污染城乡一体化共处理模式；种植种植+养殖养殖“产沼型产沼型”处理模式；处理模式；农村生活污染生态化处理农村生活污染生态化处理+观光农业模式；观光农业模式；资源节约型村庄分质用水循环利用模式。资源节约型村庄分质用水循环利用模式。（5 5）城乡统筹污染控制）城乡统筹污染控制模式与保障机制模式与保

17、障机制针对针对我国不同区域农村环境容量、环境污染趋势、我国不同区域农村环境容量、环境污染趋势、经济发展水平等差异明显，缺乏适宜的生活污染经济发展水平等差异明显，缺乏适宜的生活污染控制与生态建设模式，提出了以下模式：控制与生态建设模式，提出了以下模式：27气候干燥，水土流失、草场退化、荒漠化、土壤贫瘠并存，水短缺与浪费并存，畜牧业主导，太阳能丰富、经济落后地势复杂，水土流失、石漠化，农民居住分散，农村经济较落后，乡村旅游发达，生活污水和垃圾收集处理难度较大气候湿润、水质性污染、农村垃圾与畜禽粪便混杂且含水率高土地广阔，但气候寒冷，生物处理设施存在越冬问题气候较干燥、水资源较短缺、农村垃圾与农业废

18、弃物混杂人均耕地少、经济相对发达、雨量较多、小型塘沟较多、村民素质较高考虑南方湿润区与北方干旱区、山区与平原、内陆与滨海、经济发达与考虑南方湿润区与北方干旱区、山区与平原、内陆与滨海、经济发达与欠发达、居住分散和相对集中区域差异性，进行分区分类欠发达、居住分散和相对集中区域差异性，进行分区分类28技术推广技术推广平台平台城镇垃圾能源化利用关键技术与配套体系城镇垃圾能源化利用关键技术与配套体系关键技术关键技术与设备与设备资源化利资源化利用关键技用关键技术导则术导则混合物料混合物料高效生物高效生物发酵发酵循环经济循环经济产业链衔产业链衔接技术接技术收集、转运收集、转运分类收集分类收集分类转运分类转

19、运城乡一体化城乡一体化节能低耗节能低耗互补高效互补高效分质资源分质资源化处理化处理综合处理综合处理资源化利用源头减排方法和技术臭气污染控制技术城镇垃圾城镇垃圾29研究研究成果成果多渠道、多方式多渠道、多方式补偿机制补偿机制政府搭台、企业推政府搭台、企业推动的技术推广平台动的技术推广平台全过程公众参与全过程公众参与机制机制多元化投入机制多元化投入机制城乡统筹长效运行机制城乡统筹长效运行机制基于目标责任制监督基于目标责任制监督考核机制考核机制城镇垃圾城镇垃圾污染控制和生态建设保障机制污染控制和生态建设保障机制30报告提纲二三四一新型城镇化过程中垃圾污染问题我院研究基础三31项目类别项目类别项目名称

20、项目名称十二五科技支撑重大项目十二五科技支撑重大项目村镇环境综合整治重大科技工程村镇环境综合整治重大科技工程十一五科技支撑重大项目十一五科技支撑重大项目城乡多元统筹农村环境污染防治关键技术研究与示范城乡多元统筹农村环境污染防治关键技术研究与示范十一五科技支撑子课题十一五科技支撑子课题机械机械-好氧生物处理工艺与设备开发（好氧生物处理工艺与设备开发（2019BAC06B04-032019BAC06B04-03）十一五科技支撑子课题十一五科技支撑子课题CBSCBS城市垃圾生化菌种堆肥技术研究城市垃圾生化菌种堆肥技术研究国家自然科学基金国家自然科学基金多阶段接种技术对生活垃圾堆肥效率多阶段接种技术对

21、生活垃圾堆肥效率农业科技成果转化资金项目农业科技成果转化资金项目复合微生物菌剂制备及生物强化有机肥开发中试与复合微生物菌剂制备及生物强化有机肥开发中试与示范（示范（2019GB244204702019GB24420470）973973课题课题城市固体废物循环转化机理研究城市固体废物循环转化机理研究（2019CB7242032019CB724203）863863课题课题垃圾焚烧飞灰熔融固化技术垃圾焚烧飞灰熔融固化技术在生活垃圾资源化处理及二次污染控制方面中国环科院承担国家在生活垃圾资源化处理及二次污染控制方面中国环科院承担国家973、863、科技支撑、自然基金等课题科技支撑、自然基金等课题20多

22、项，形成了一系列研究成果。多项，形成了一系列研究成果。32研究成果研究成果v 深入研究了生活垃圾深入研究了生活垃圾废物代谢过程与城市生命体互动机理，通废物代谢过程与城市生命体互动机理，通过过生活垃圾生活垃圾处理处置全过程优化管理模型，构建了处理处置全过程优化管理模型，构建了生活垃圾生活垃圾管管理调控与优化技术理调控与优化技术。v 在生活垃圾资源化处理及二次污染控制方面在生活垃圾资源化处理及二次污染控制方面，阐明了填埋和堆，阐明了填埋和堆肥过程中物质循环转化规律与代谢机理肥过程中物质循环转化规律与代谢机理，研究了现代生物强化，研究了现代生物强化堆肥、填埋关键技术与装备，并深入生活垃圾渗滤液、堆肥

23、恶堆肥、填埋关键技术与装备，并深入生活垃圾渗滤液、堆肥恶臭气体、焚烧飞灰等二次污染控制研究，形成了一套生活垃圾臭气体、焚烧飞灰等二次污染控制研究，形成了一套生活垃圾分质资源化与二次污染协同控制的技术群。分质资源化与二次污染协同控制的技术群。v 取得文章、著作、专利、标准等一系列科研成果，为我国生活取得文章、著作、专利、标准等一系列科研成果，为我国生活垃圾处理处置提供了管理与技术支撑。垃圾处理处置提供了管理与技术支撑。33申请知识产权情况申请知识产权情况p获得自主知识产权情况获得自主知识产权情况34出版专著及论文情况出版专著及论文情况35报告提纲二三四一环保产业面临的机遇与挑战四新型城镇化过程中

24、垃圾污染问题36产业化发展思路与目标产业化发展思路与目标 产业化发展思路产业化发展思路坚持以市场为导向、以产品为龙头、以科技为先导、以坚持以市场为导向、以产品为龙头、以科技为先导、以效益为中心、以企业为主体的原则；效益为中心、以企业为主体的原则；通过强化政策导向，推进技术进步，培育规范市场，加通过强化政策导向，推进技术进步，培育规范市场，加强监督管理，逐步建立与社会主义市场经济体制相适应强监督管理，逐步建立与社会主义市场经济体制相适应的环保产业宏观调控体系。的环保产业宏观调控体系。产业化发展目标产业化发展目标加强环保设备产业规模，建立以创新开发为主要目标、加强环保设备产业规模，建立以创新开发为

25、主要目标、以解决实际工程中的难题和难点为主要任务的产业链条。以解决实际工程中的难题和难点为主要任务的产业链条。37关键技术及产化现状关键技术及产化现状v 焚烧焚烧关键技术：关键技术：完全燃烧和热解气化燃烧技术，以及二恶英控制完全燃烧和热解气化燃烧技术，以及二恶英控制和焚烧烟气净化技术；关键部件是机械炉排，废物焚烧及废热发和焚烧烟气净化技术；关键部件是机械炉排，废物焚烧及废热发电的设备制造技术及其控制软件。电的设备制造技术及其控制软件。v 填埋填埋关键技术：关键技术：生化反应器填埋场设计技术，填埋场防水防渗衬生化反应器填埋场设计技术，填埋场防水防渗衬层结构及其设计技术，填埋场气体导排、收集、处理

26、及利用技术，层结构及其设计技术，填埋场气体导排、收集、处理及利用技术，以及填埋场渗滤液处理技术。以及填埋场渗滤液处理技术。v 堆肥堆肥关键技术：关键技术：有效的垃圾分选有效的垃圾分选 发酵技术和设备发酵技术和设备;改善堆肥质量改善堆肥质量的关键技术以及堆肥臭气控制技术。的关键技术以及堆肥臭气控制技术。38（1）立足于国家环境科技需求，立足于国家环境科技需求，以城镇化、社会主义新农村建设为以城镇化、社会主义新农村建设为契机，契机，构建城乡互动体系，改善构建城乡互动体系，改善城镇环境质量城镇环境质量，促进城乡互动协调发，促进城乡互动协调发展展（2）以政府投入为导向，以市场开拓为主导，以企业科技进步

27、、自以政府投入为导向，以市场开拓为主导，以企业科技进步、自主开发、滚动发展为先导，以规模化、综合化、系列化、标准化生产主开发、滚动发展为先导，以规模化、综合化、系列化、标准化生产为主线，建立为主线，建立统一开放、竞争有序的环保产业市场体系和运行机制统一开放、竞争有序的环保产业市场体系和运行机制（3）促进环保产业健康发展，以日益严格的环保要求对环保产业的促进环保产业健康发展，以日益严格的环保要求对环保产业的需求，需求，为环境保护提供良好的技术保障和物质基础为环境保护提供良好的技术保障和物质基础，促进其成为新的，促进其成为新的经济增长点经济增长点产业化发展思路与建议产业化发展思路与建议39敬请批评指正，谢谢！敬请批评指正，谢谢！结束语结束语40