以循环经济思想建设城市大型固体废弃物综合处理园区

时间:2022-08-24 07:13:15

以循环经济思想建设城市大型固体废弃物综合处理园区

循环经济(cyclic economy)即物质闭环流动型经济,是指在人、自然资源和科学技术的大系统内,在资源投入、企业生产、产品消费及其废弃的全过程中,把依赖资源消耗的传统线形增长经济,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济。它以3R即减量化(reduce),再使用(reuse),再循环(recycle)为原则,以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济和社会效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用。因此,循环经济是对“大量生产、大量消费、大量废弃”传统经济模式的根本变革。

城市生活固体废弃物主要指在城市日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物,即城市生活垃圾,主要包括居民生活垃圾、医疗垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾等。其无害化消纳处理已经成为我国大中城市面临的紧迫问题,垃圾围城、二次污染、处理能力不足、技术落后、规划选址难等问题亟待解决。

近年来,建设城市生活垃圾综合处理园区,建成集节地、节能、环保、循环等先进工艺技术的综合平台,提高生活垃圾减量化、资源化、无害化水平,对上述问题给出了一个解决方案,即在一个具有一定规模的园区内集中处理,同时做好园区排放达到环保要求。这便于形成规模效应,集中控制环境污染,节约土地资源和提高能源利用率,有利于资金、技术、项目的整合联动,形成产业链条发展格局,有利于实现固体废物处理设施间能流与物流的合理调配,形成循环利用机制[1]。但如何在园区内充分做好污染控制、资源再生、循环利用、经济效益最大化,是值得研究和探讨的课题。2008年以来,北京市朝阳循环经济产业园在规划建设、运营管理、资源循环利用、经济效益分析等方面进行了大量研讨,从而总结出一套利用循环经济思想建设管理城市大型固体废弃物综合处理园区的理论体系,对其他循环经济产业园的建设管理具有借鉴意义。

一、固体废弃物处理园区发展循环经济的重要内容和基本原则

大型固体废弃物处理园区建设以各种固体废弃物处理项目为主要内容,各项目建设和运营所需要的水、电、气、热无疑是园区内最大的能源消耗,是园区管理成本的最大支出。因此,以处理城市固体废弃物无害化、减量化、资源化为原则,以节能环保、降低消耗为目标,通过对各项目之间水、电、气、热等资源进行整合重组,实现各项资源的循环利用,从而成为大型固体废弃物处理园区建设的重要内容[2]。

(一)以资源投入最小化为目标的减量化原则

减量化原则针对的是输入端,旨在减少进入生产和消费过程中物质和能源流量,对废弃物的产生,是通过预防的方式而不是末端治理的方式来避免。城市固体废弃物生活垃圾的处理也应该遵循此原则,因此在园区规划建设上要考虑垃圾的前端减量,通过机械分选再次对垃圾进行分类,从而达到分类处理、资源利用的目的。对于垃圾分类设施的建设要充分考虑节能及有效性,避免过度分选,造成其他能源的浪费。

(二)以废弃物利用最大化为目标的再循环原则

针对垃圾处理链条中各个环节,在通过物质能量换算后,对分选出的物质及处理过程中的产物进行最大化的再利用,应采取设施间的精密分工和高效协作,加大废弃物的转化效率,实现资源使用效率最大化,同时注重成本,关注经济效益。

(三)以污染排放最小化为目标的资源化原则

通过对固体废弃物生活垃圾的多次回收利用和资源闭合式良性循环,实现废弃物的最小排放。资源化原则是输出端方法,能把废弃物再次变成资源以减少最终处理量,也就是我们通常所说的废品回收和综合利用。与资源化过程相适应,应增强再生物的再利用意识,促进整个循环经济的实现。

二、规划建设固体废弃物处理园区

(一)利用经济学区域发展与区域协调理论制定园区发展规划

首先,要明确园区的基本定位、基本功能和职责,因为固体废弃物的范围很广,园区不可能全部接纳处理,而且环卫行业的固废处理园区不同于工业园,主要是以处理消纳城市产生的固体废弃物生活垃圾、医疗垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾等,园区的规划应该围绕以建设处理这些垃圾的设施及避免二次污染的环保设施为主,同时充分考虑设施间物质、能量的相互利用,综合处理减少排放,建设好公共基础设施。所以循环经济园区规划实施方案应当优先符合“循环经济”的项目建设;考虑区域环境容量,优先环境污染小的项目建设;坚持“整体优先”原则,分析园区内部物质流、能流平衡;坚持“生态优先”原则,设置园区缓冲带。

根据经济学区域发展与区域协调理论,制定了北京市高安屯循环产业园区发展规划。图1为发展规划中园区核心规划图。制定发展规划前,首先明确该园区的功能定位。作为市政部门归口的园区,其定位是:以处理城市日常生活中产生的固体废弃物,即城市生活垃圾为主的综合资源化处理园区。

规划分核心区(图1)和周边地区规划(图2),核心区主要以城市固体废弃物生活垃圾处理设施及其配套环保设施建设为主,周边地区规划在核心区周围,分别规划能源产业区、绿色产业区、环保产业区、科教产业区,按照“分区布局、一区一业”的总体思路,构建“四区四业”产业体系。园区的发展规划项目设施注重节能低碳、资源循环利用及社会经济效益,明确“固体废弃物综合资源化处理中心”为园区发展主体和功能定位,为此,要着重建设发展核心区,核心区内规划了19个建设项目,其中8项为基础设施类,主要为:垃圾卫生填埋场、垃圾焚烧发电厂、医疗垃圾处理厂、餐厨垃圾处理厂、生活垃圾综合处理厂、物资回收中心、建筑垃圾处理厂、 园林垃圾处理厂、 东北热电厂。这8项设施发挥着处理城市固体废弃物生活垃圾的主要功能,是园区的核心设施,是产业链的节点和主线,应优先安排进行建设。

(二)利用经济学供需平衡的原理规划园区内的处理设施能力

园区将机械分选、卫生填埋、焚烧发电、生物处理、综合利用等集中优化设计,形成完整封闭的循环处置链,这就要根据区域内接收的垃圾量,结合不同的处理方式建设各种固体废物处理设施,要结合经济学供需平衡原理,做到区域内物质总量平衡。避免造成个别设施处理能力不足或过剩。因此,园区要根据处理的流程,规划设计总体物流供需流程图,保证供需平衡。可根据进入园区的原生垃圾、餐厨垃圾、绿色垃圾、医疗垃圾的数量,分别计算出分选中心、物资回收中心、焚烧厂、填埋场、餐厨处理厂、有机垃圾处理厂、医疗垃圾焚烧厂、渗沥液处理车间等处理设施的日处理量,以及每日产生水、电、沼气、肥料的数量。从而为垃圾处理设施建设和资源利用提供基础数据,避免以前传统垃圾处理设施建设单一、能力不足或过剩闲置,缺少相互协作,占地面积大,环保设施重复建设,污染控制分散,居民反对强烈的不利因素。

(三)根据循环经济资源利用最大化原则建设园区内循环利用基础设施

“垃圾是放错位置的资源”,该种说法虽然还有所争议,但也说明垃圾经过分选和有效处理是可以变为资源的,垃圾通过分选可以得到金属、塑料、橡胶、木材等物质,属于可以再利用的资源,所以园区内的各处理设施在建设时要充分考虑资源的二次利用,甚至三次利用。按照循环经济资源利用最大化的原则,在建设好核心区固体废弃物处理基本设施同时,要重点建设开发循环利用类设施。这样才能将基本设施的各个节点和环节串联起来,使之在处理过程中产生的废水、废气、废渣、余热及处理的后产品,作为下一个环节的原料和能源加以利用,真正做到园区内的物质、能量的综合循环利用。

为此,高安屯循环产业园区规划设计了循环利用类项目7项:填埋气发电并网、填埋气循环利用、雨水利用、电力综合利用、餐厨垃圾菌剂生产车间、污水处理综合利用、余热利用。这些项目主要是利用垃圾填埋的有机物产生的沼气发电;垃圾焚烧产生电能及热能加以利用,电能主要是输入电网和生产生活自用,热能用于园区供暖、生物菌剂的生产及垃圾的脱水处理等;污水经过处理与收集的雨水一同用于洗车、降尘、绿化;对于餐厨垃圾、绿色垃圾,根据其有机质含量高的特殊情况,通过高温耗氧及厌氧发酵使其产生沼气和肥料加以利用;焚烧产生的废渣用于制砖和修路等等。通过项目的整合、技术运用,使资源在园区内实现高效利用。

综合处理园区的建设避免了传统垃圾处理仅仅以处理掉垃圾为目的,忽略资源的再利用、工艺再开发及环境的综合保护,为设备研发、技术引进、资金投入、管理创新创造了新的环境和平台。

(四)效益分析

1. 经济效益

通过园区整体规划和加强循环经济类项目建设,大大提高了园区经济性,2012年高安屯循环产业园区经济效益为27790.66万元,在没有完全形成综合处理园区时的2009年经济效益为-136.09万元。其中,填埋气及垃圾焚烧发电上网出售、菌剂、物资回收等项目的经济效益对扭转经济效率起了关键作用。

2. 环境效益

通过园区科学的规划,建设综合处理厂、焚烧厂、餐厨垃圾处理厂,可明显减少填埋中有机物含量,减轻填埋场对环境的污染。

通过预处理可明显减少单位热能转换所释放的污染物,根本解决原生生活垃圾直接入炉燃烧,因热值不稳定造成的燃烧工况不稳定的状态,从而减轻焚烧污染物的产生与释放,降低烟气控制的难度。预处理阶段垃圾物料减量,使处理单位原生垃圾产生的飞灰量明显减少,减轻对环境的二次污染,具有明显的环境效益。

3. 社会效益

循环经济园建设集成了生活垃圾预处理系统、焚烧系统、餐厨垃圾处理系统、灰渣再利用系统等,使固体废弃物处理系统总体向良性循环方向发展,为彻底解决城市固体废弃物的处理处置,有效控制环境污染提供了切实可行、快速有效和可持续发展的技术解决方案。

总而言之,循环经济不是单纯的经济问题,也不是单纯的技术问题和环保问题,而是一项系统工程。实施循环经济不仅要注意成本、资金要素,而且还必须注意连接物质、能量循环利用在时间——空间配置上的可能性和合理性[3]。因此,在一定区域内处理城市固体废弃物,形成循环经济,必须综合考虑和缜密策划,从而实现固体废物处理设施间能流与物流的合理调配,实现循环经济理念在产业园区的应用与实践。

参考文献:

[1]《国务院批转住房城乡建设部等部门关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见的通知》.国发〔2011〕9号.

[2]赵坤.垃圾能源化处理园区的建设构想[J],城市管理与科技.2010(1):58-59.

[3]解振华.关于循环经济理论与政策的几点思考[J].环境保护,2004(1):3-8.

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