驳垃圾过度堆酵反而不利于焚烧的错误观点

zwj0001

摘要：摘引数篇基于堆酵实验的论文进行对比分析，驳垃圾过度堆酵反而不利于焚烧的错误观点。并提出了有利于焚烧的合适堆酵周期，以及给出满足合适堆酵周期所必须的超大容量储存容器的解决方案，以期将垃圾焚烧引入正确途径。
【关键词】：堆酵 垃圾 焚烧
1. 引言：
在固废界有一种所谓“垃圾过度堆酵反而不利于焚烧”的论点在业内流传，似乎当今焚烧炉已经高科技到可以违反常理：焚烧湿垃圾反而优于焚烧干垃圾。该论点虽然没有实验数据的支持，却被包装在名为“城市生活垃圾堆酵实验研究”的研究课题报告中，颇显诡异，具有很大的欺骗性。
2. 摘引论文及点评
垃圾经数天（约3天）堆酵后热值升高有利于焚烧，已经成为业界共识。但也有人认为：过度堆酵反而不利于焚烧。为一探究竟上网搜索，摘引论文如下：
论文1：题目“城市生活垃圾堆酵实验研究”，发表在《中国城市环境卫生》 2003年第2期；和《铁道劳动安全卫生与环保》2002年第3期。
http://www.lw23.com/pdf_c2f0c5d2-f01c-467b-9f6b-873c2634c1b5/lunwen.pdf
文章最后一段：
5.堆酵时间过长会造成垃圾中可燃成分的过量流失，影响焚烧效果。根据深圳市市政环卫综合处理厂的实际生产运营经验，……
点评：堆酵与热值的相关试验只做了72小时（3天），怎么就下结论，堆酵时间过长会影响焚烧效果呢？
论文2：题目“堆酵——低热值生活垃圾焚烧工艺的重要环节”，发表在《能源研究与利用》2003年第4期。
http://paper.dic123.com/pdf_e15594bb-ac91-4d0c-9e4e-080ef5dcc35d/lunwen.pdf
文章最后：
.......，继续堆酵不会沥出更多水分，相反会使垃圾中大分子有机物质分解成小分子结构，造成厨余类成分纤维断裂而粉末化，反而影响垃圾在炉内的正常焚烧。
点评：按常理，固体物质在趋于粉末化过程中，比表面积会增加，与燃烧火焰接触更多，应该烧得更旺才是，该文作者怎么会得出相反结论呢？
细看文章作者，上述两篇论文作者实际是同一人。其有关过度堆酵反不利焚烧的论点在论文中找不到实验数据的支持，又违背常理，可以说纯属凭主观意愿胡乱编造。且看以下其他论文作者是如何回答的。
论文3：题目“垃圾堆放发酵机理与应用工艺研究”，发表在《环境污染治理技术与设备》2005年第10期。
http://www.lw23.com/pdf_5dc804ce-8fcb-4600-a0b7-714c6e612f75/lunwen.pdf
文章第3.3 垃圾发热量随堆酵时间的变化
.......
从理论上说，堆酵过程中有含碳气体释放，垃圾的总碳、总氢降低，其热值（指包括固形物和渗沥液在内的混合物热值）也应有所降低，但堆酵过程中水分的析出，垃圾中大分子有机类物质分解成小分子物质，使其更易氧化，燃烧能够在短时间内完成，对燃烧有利。综合考虑垃圾在堆酵过程中渗沥液的迁移，实际入炉的垃圾由于含水率降低而使热值升高，有利于燃烧。
另外在3.5节和最后“4 结论和建议”第5条都有类似描述。
点评：论文3作者以及其后论文作者都未被论文1作者的错误观点误导，不再敖述………。
然而在对于论文3作者“……..在堆酵过程因含碳气体释放，垃圾热值有所降低”一说仍有持不同意见者，见以下论文4：
论文4：题目“生活垃圾入焚烧炉前的处理”，发表在《能源研究与利用》2010年2期。
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-NYYJ201002014.htm
摘引第2.2节第3段最后一句话：
......。即虽然堆酵过程使得垃圾中的碳、氢元素流失从而降低了垃圾的热值，实际垃圾中的碳、氢元素逸出被锅炉一次风机抽走进入了炉膛参与燃烧，再综合考虑到垃圾堆酵过程中的水分迁移，那么实际入炉的垃圾热值不仅不降低，反而会升高。
以及第2.3节最后段落最后一句话：
......。水分的流失使得入炉垃圾的总热量大为提高，气体逸出带走可燃元素实际是入炉燃烧，这样垃圾热值实际还是大大提高的。
点评：论文4作者认为，堆酵逸出的可燃气体实际并未流失，仍返回炉膛燃烧使垃圾热值得到提升。
以上论文所研究的堆酵期限都只有3天（72小时），以下论文超过3天。
论文5：题目“垃圾堆酵对焚烧厂垃圾热值的影响”，发表在《上海环境科学》2000年第2期。
http://paper.solidwaste.com.cn/view/id_2088
见论文中：图1 垃圾热值随堆酵时间变化示意
点评：从图1中可以看出，从垃圾堆酵12天来看，热值始终是保持上升趋势的。
3. 综合评价及推论
3.1 上述所有论文都有一个共识：水是焚烧的大敌，降低含水量是提升垃圾热值的关键。这也符合常理：当然是越干燥的物质越有利于焚烧。
3.2 垃圾堆酵2～3天后虽然析出了渗沥液，但其内部含水量还是很高，仅仅是可以勉强不必添加助燃剂而已，从本质上讲还是属于湿垃圾。论文1作者认为此时垃圾最适宜焚烧显然有悖常理，也与其论文1“结论”第2、第3条自相矛盾。
3.3 除论文1作者外，其他论文作者也提到建议垃圾堆酵3～5天后即可投炉焚烧。不过他们没有故意编造理由，主要还是因为顾及到堆酵储料仓的建设成本：若欲使堆酵时间加长，则需要建造大容量甚至超大容量的储料仓。参照目前大容量贮煤筒仓估算，每立方米造价约近千元。焚烧炉本身价格就非常昂贵，动辄数亿，再投入数千万甚至数亿建储料仓，显然是地方政府难以承受的。
3.4如不考虑储料仓成本因素，那么究竟应该堆酵多长时间才算是最佳？笔者认为：应该是垃圾中的含水量低到不足以使生化反应持续进行时，即具体表现为垃圾堆体中逸出的气体（沼气）量已达下限值，即趋近于零排放时。这是一个比较漫长的过程，估计应该有180天（半年），甚至有可能更长。这时候出料的垃圾含水量最低，是名副其实真正适宜焚烧的干化垃圾。
保守估计：干化垃圾的质量比较堆酵前的原生垃圾缩减不小于30％，而其中的餐厨垃圾质量至少可减小70％。主要原因是垃圾中水分的析出，以及餐厨中的有机质大部分经发酵转化为气体逸出。
3.5 虽然论文4作者认为：堆酵产生的气体逸出因回炉焚烧，所以热能并没有损失。可终究还是有一些能量损失，这就是析出渗沥液中的高浓度有机质。论文5作者在文章最后第1条中说：“垃圾焚烧厂渗沥液是一种生化性非常好的高浓度有机废液”。笔者揣摩其言下之意：如此高浓度有机质无法焚烧，却要送污水厂花大价钱进行处理，实在是可惜！
3.6 热值高的垃圾当然是有利于焚烧的“好垃圾”，但还不够完整，还需要烧得快，即焚烧效率要高。日焚烧吞吐量加大，也就意味着建设成本、运营成本降低，以及发电效益提高。
垃圾烧得快与高热值之间并不相互排斥，反而是相辅相成的。经长时间堆酵的干化垃圾既具有理想的高热值，并且还特别不耐烧，同时具有高热值和烧得快的双重特征，这样的垃圾才是真正适于焚烧的“好垃圾”。
3.7 垃圾堆酵时间越长质量越小（轻）。撇开是否好烧不谈，单就焚烧量而言就已经是提高了焚烧效率。
4. 干化垃圾的焚烧：
垃圾经180天堆酵后，其中可腐有机物（以餐厨为主，包括渗沥液）中至少有70％已经转化为沼气，剩余约30％为干腐后的沼渣。除无机物外，全部为高热值焚烧物：沼气、废塑料和沼渣。
估计焚烧效率及发电效益应比现行焚烧湿垃圾提高约数倍，甚至10倍。
5. 超级大筒技术
应用加筋土技术可以制作非常廉价，且具有超大容量的容器，以满足长时间堆酵生活垃圾的需要。详见附件“超级大筒技术”。
该附件中有一个设计示例，其中一些主要设计指标如下：
日干化生活垃圾1100吨；堆酵周期180天（半年）。
单个筒仓容量3.1万立方米，建10座筒仓，总占地41.5亩。
建设投资：795万元；吨投资：0.72（万元/日吨）；筒仓单位容积造价：25.7（元/立方米）。
运营费：
第一种方案（袋装垃圾）：每天运营费4.2万元；年运营费：1524.5万元；每吨垃圾运营费：38（元/吨）。
第二种方案（散装垃圾）：每天运营费3.1万元；年运营费：1123万元；每吨垃圾运营费：28（元/吨）。
以上可以看出：投入垃圾干化项目的建设投资和运营成本并不高，但因焚烧干化垃圾取得的经济效益、环境效益却有难以想象的大幅度提高。

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2011-12-20 16:45 上传

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[ 本帖最后由 zwj0001 于 2011-12-20 16:55 编辑 ]

zwj0001

见论文5作者提供的：图1  垃圾热值随堆酵时间变化示意
该示意图是根据表3的实验数据代入（4）式经计算结果绘制而得，而（4）式也与（2）式和（3）式相关。请注意在（2）式与（3）式之间有一段文字摘录如下：
“垃圾堆酵后，首先进行的是好氧反应，此过程无可燃气体产生；而后进行的是厌氧反应，此过程开始阶段只有少量气体产生，而且其中可燃气体（CH4、H2、H2S）含量很少，因此Qs可以忽略不计。.......”
也就是说，考虑到堆酵时间仅12天，在图1中的垃圾低位热值并没有考虑可燃气体的影响。
但是当1个月或2个月后，在垃圾堆体中沼气大量产生后还能忽略不计吗？垃圾中的塑料和无机物不会因堆酵发生变化，唯独有变化的是以餐厨为主的可腐有机物，其中的水分和有机质因厌氧发酵大部分转化为沼气，因此固体质量大大缩减。
由此可以推断：如果图1的横坐标（天数）能够延长数月的话，其热值与堆酵天数的曲线决不会这样平缓向上延伸，在加入了沼气因素后一定可以画出一根较陡的向上曲线。

[ 本帖最后由 zwj0001 于 2011-12-21 09:53 编辑 ]

kokofxd

我做过一个实验，就是垃圾的堆放沥水来提升垃圾的热值，最有效的时间是3至5天，这段时间内垃圾内沥的水分最多，我所做的实验中5天的最高脱水率是19.7%，测算热值提升了200大卡左右，未考虑损耗。存放一星期后的垃圾几乎没有水分沥出。因此，对我们垃圾焚烧发电来说，若能存放3天以上的垃圾，就是流化床锅炉都能做到可以不掺煤焚烧处理，其实炉排炉不掺煤就是得益于此。时间过长肯定是不利燃烧的，垃圾中的有机质都分解了，无机质也就那点量，要想提升热值是不现实的。
我们下面的电厂对烧当天入厂的垃圾和堆放一段时间的垃圾是有切身感受的，那就是烧陈垃圾能大幅度降低消耗。因此我有理由说，垃圾过度堆酵是不利于焚烧的。

zwj0001

本人列举的多篇论文都是来自于堆酵实验数据，无论是3天还是12天，垃圾热值一直都是呈上升趋势，还没有试验到热值呈下降趋势的某一天，怎么就妄下结论：堆酵3～5天就一定是最佳呢？
垃圾存放一星期后几乎没有水分沥出，的确没错，但这还是属于湿垃圾吧？
对于焚烧发电而言，是否仅仅满足了不掺煤焚烧就算是最佳了？如此低标准也无怪乎现代所谓高科技焚烧炉运营费用高、发电效益差、以及难以控制毒气排放。。。。
你不应该视而不见，恰恰是实验证明了，随着垃圾中的有机质分解，热值是上升了。有机质在分解的同时，一方面是含水量降低，另一方面还有餐厨固体质量在减小，剩余热能浓缩到了质量减小的餐厨沼渣上，结果单位质量热能（即热值）还是提高了。换句话说，热值是表示：热能除以固体质量。若分子（热能）的衰减大于分母（质量），则热值下降，反之则热值上升。诸多实验证明：还是分母（质量）下降程度更快，所以热值还是上升的。
那么在有机质分解过程中，丧失的水分和固体可腐有机物哪里去了呢？回答是显而易见的：变成了具有更高热能的沼气！如果把这部分气态热能叠加到垃圾热值上，可以想象将会使垃圾热值提升多少？
这全是厌氧菌的功劳。如果“水变油”只是一个笑话的话，那么水与有机质组合变沼气确是真是存在的！所以，上帝赐予的厌氧菌真的是非常神奇，非常了不起！人类如果不加以充分利用的话，实在是太有愧于自己的智商了！

[ 本帖最后由 zwj0001 于 2011-12-22 10:25 编辑 ]

kokofxd

1、对于焚烧发电而言，是否仅仅满足了不掺煤焚烧就算是最佳了？如此低标准也无怪乎现代所谓高科技焚烧炉运营费用高、发电效益差、以及难以控制毒气排放。。。。_______对于垃圾焚烧发电而言那就是满足于垃圾的热值能否促使稳定燃烧，不知是否还有其它有关于燃烧要求的标准？运营费用高、发电效益差及排放要求似乎与垃圾热值不相关，那是焚烧后发电的事，现在讲的是垃圾存放时间越久热值是否会增加的问题，垃圾焚烧综合利用不掺煤和油是最高境界。扯远点：按存放时间越长热值越高，那存放一年、二年乃至10年以上的垃圾热值是否还会更高？
    2、那么在有机质分解过程中，丧失的水分和固体可腐有机物哪里去了呢？回答是显而易见的：变成了具有更高热能的沼气！如果把这部分气态热能叠加到垃圾热值上，可以想象将会使垃圾热值提升多少？————————————其实垃圾大致可分为有机质和无机质两大类，若用作发酵产生沼气，那只能是在有机质部分进行，无机质不参与反应，有热的无机质部分（如化学制品等）其热值基本维持不变，有机质部分在其发酵时有内热损失，或者如你所说一样转换为沼气，但转换不是百分百进行，就算是百分百进行，按能量守恒，其总的热量还是不变的。还有垃圾中的水是不会与有机质组合变成沼气的，变成沼气的只是有机质自身产生了质变，水份是一个辅助条件，并不是所有的水都变成了沼气。再说了固态热值和气态热值理论上可以叠加，但在实际处理时是不容易实现叠加的。你所讲的分子分母变化，是在基于水分流失重量下降而言的，垃圾本身不会平白无故自身增加热量，要不然，垃圾填埋场也不会有那么多的污水渗出污染地也水了。
    3、我是搞垃圾焚烧发电的，我知道什么样的垃圾最适合焚烧，而且在什么情况下达到最经济，没有最佳。因为垃圾是随地域、季节、环境不同而不同。我也不会把垃圾搞的很复杂来处理，垃圾产生的沼气还得看有没有可利用性，理论上可以，实际则并不同。
    我并不想纠结于垃圾存放多长热有多高，我想说的是任何物质都有一个度，再一个是能量是守恒的。我所做的实验就证明了一点，单位垃圾内水份沥出了，相对其热值升高了，也更利于我焚烧处理了，就此而已。

    另外想补充一点的是，垃圾焚烧处理是最简洁，效率最高的方式之一，若处理周期长，一个城市每天又有上千吨垃圾，那得要多大一个周转存贮地，就算是部分处理其占地及后续残杂物的处理又是多大的一个工程。

[ 本帖最后由 kokofxd 于 2011-12-26 09:04 编辑 ]

zwj0001

1、现有的焚烧标准是在现有的技术水平上制定的。现有技术很烂（指烧湿垃圾），当然这个标准也只能是个低标准，所以你不用拿现有标准来做挡箭牌，广大人民群众并不认可！
“运营费用高、发电效益差及排放要求似乎与垃圾热值不相关，。。。。。。”你说这些都与垃圾热值不相关？真是奇了怪了，那还要堆酵提高热值干什么？吃饱了撑得～～～。
“…..垃圾焚烧综合利用不掺煤和油是最高境界。”焚烧湿垃圾就已经到了最高境界？如果都像你这么个层次，那可真是太悲剧了。。。。。
“扯远点：。。。。。。”在本人文章第3.4节都有回答，漏了没看到吧。。。。
2、有机质和水都是产生沼气的必要条件，两者缺一不可，不存在以谁为主的问题。两者虽不可能百分之百转换，但只要给于足够长的堆酵时间，两者的质量都可以大幅度减小。我所讲的分子分母的变化，不单是水分的减少，还包括固体有机物质量的减小。
至于你说的填埋场产生大量渗沥液，那也是因为现行所谓“卫生填埋”技术太烂造成的。如果按“分仓填埋”技术，绝对不可能有渗沥液外溢，当然也根本无须处理的。点击以下链接：
http://www.cespn.net/bbs/viewthread.php?tid=4262&extra=page%3D1
3、你做的堆酵实验只有3天，且热值仍呈上升趋势中，怎么可以为了你的“最高境界”不被突破胡编乱造呢？
下载个“超级大筒技术”看看吧，其实储存容器、投资和占地都不是问题。。。。

[ 本帖最后由 zwj0001 于 2011-12-26 16:45 编辑 ]

zwj0001

我所说的现行“卫生填埋”技术太烂的理由是：该工艺因不能杜绝大量雨水入侵垃圾堆体中所以非常失败！极其愚蠢！

hanjinya

楼主急于推销自己的设备，说话颇有文革风范，领教了。

zwj0001

你这么说话倒有点像是在扣帽子、打棍子，颇有文革风范，领教了。

[ 本帖最后由 zwj0001 于 2011-12-29 08:52 编辑 ]

zwj0001

就沼气效益而言，不妨粗估一下：每吨垃圾可产生填埋气约150立方米，可发电150X1.6=240度，可产生经济效益：240X0.5=120元。就算考虑其它不利因素再打个对折，每吨垃圾仅填埋气效益也可以达到60元，已经足以支付干化运营费了！

heyouwen

非常好，谢谢!

wf2449068578

微风拂过的时候，水中泛起阵阵波纹，那软软的风，在阳光下变得清清凉凉的，关节型牛皮癣，我慢慢地挪移着，这暖暖的阳光，从我身上踏过，我茫茫然的跟着旋转着。

zwj0001

有个讨论热帖供参考：
http://bbs.co188.com/content/1874_4805145_1.html

xiaoxin2

学习一下！



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