北歐固廢處理市場調研報告

固體廢物既是廢棄物，又可回收作原料。對固體廢物處理的目的是減少廢物的體積和重量，清除有毒物質、有害物質和病菌、病毒等。以下是北歐固廢處理市場調研報告，歡迎閲讀。

通過一系列的考察學習、現場交流，對北歐國家乃至整個歐盟的城市固體廢棄物處理的瞭解有了一定的深度與廣度。現將學習考察的過程進行一個綜合總結，筆者從技術設計層面、典型工程實踐案例層面、北歐國家對廢棄物管理的政策與行業規範管理層面等幾個方面進行梳理。敍述如下：

　　一、技術設計方面

在北歐國家，固體廢棄物不僅僅是城市生活垃圾，還包括了農林生物質、工業垃圾等，因此固體廢棄物要得到良好的處置，則燃料的製備系統以及垃圾焚燒鍋爐是城市固體廢棄物處理方面的核心設備，因此他們在這方面進行了深入的研究與創新;現概括性的將燃料的製備設計工藝及鍋爐的設計簡述如下：

1、燃料製備(以BMH 公司為例)

(1)預處理工藝構成：

混合固體生活垃圾-----預先處理(採用篩分工藝)-----篩上物進入SRF 生產線-----篩下物(有機成分)-----進入有機成分的生物幹化系統(經幹化後的垃圾進入SRF 生產線或製作沼氣、肥料、堆肥均可);

幹垃圾或其他垃圾如商務垃圾、工業垃圾等----篩上物以及經幹化後的垃圾-----SRF 生產線，具體工藝流程為：步進式給料機----垃圾破碎機——輸送帶——磁選機——不可磁金屬渦流分選機——風選機——SRF 燃料輸送帶-----進入成品庫);

(2)工藝特點：垃圾一次性破碎到≤80mm 的粒徑，有利於金屬的分選;風選是對破碎後並經金屬分選後的垃圾進行重輕物料的分離，把垃圾中的建築垃圾、玻璃等其它物料進行分離;經多道分選後最終生成均質的SRF 燃料入庫;分選出來的金屬等可利用物料進行循環利用，對分選出來的不可循環利用的惰性物料進行填埋處理;

循環利用

(3)預期產生的環保效益及經濟效益

3.1 清潔燃料，低CO2、Nox、CO 排放量;均質燃料，促使燃料充分燃燒，最大限度的避免二噁英的產生; 爐渣量及飛灰量可大幅度減少;實現均質化燃料焚燒可徹底改善排渣不暢的現狀;環保設施可排放可控。鍋爐年運行時間可大幅度提高，可促進設備利用率的提高;利用垃圾中的能量提高發電效率。

3.2 廠用電率明顯下降;鍋爐效率可大大提升;煙氣量的穩定可促進煙氣系統的選型優化，降低煙氣處理系統投資;回收金屬;可實現高度自動化操作，減少運維人員。

(4)SRF 生產線的技術工藝

SRF 生產線核心在於強大破碎機的應用，輔以其他分選設施進行技術集成;交流中，歐洲國家在2012 年後將泥炭定位化石燃料後，製作生物質垃圾及衍生燃料成為他們研究的一個重要課題，他們在設計階段遵循了以下幾方面的原則：

4.1 如以霸王龍處理線9905 型為例，則為一步到位，破碎到粒徑小於80mm 的燃料。

4.2 鍋爐設計超過8000 小時，二條處理線即可滿足要求，一般設計三條線，每條線運行年運行6000 小時，理論設計可達8800 小時;設計時選擇留出30%的餘量。

4.3 讓用户使用方便，採用了無縫切割技術，達到所需要的粒徑，日常維護只有每天通過液壓系統的按鈕來調整下刀片的間隙即可。(如9905 型有5 個單元設定5 顆按鈕)

4.4 設計時充分考慮到垃圾的特性，如水分、有機及無機物質等。

4.5 分選效果必須在破碎後進行，採用強勁的磁選機、渦流分選機等。

4.6 採用獨特的垃圾存儲設備---筒倉，其比庫房更安全，頂部設有防爆門，定期監控倉內温度;在重力的作用下物料先進先出，混合均勻;取樣可以更加精確。

2、鍋爐設計(以Foster Wheeler 公司為例)

Foster Wheeler 公司是芬蘭著名的鍋爐設備設計、製造商之一，專門從事油、氣以及核電站工程的設計與研發，全球有1 萬多名員工，90 億美元資產，特別在鍋爐研發與煙氣處理方面有深入研究，當前在全球有460 個案例投入運營。在清潔能源方面核心研發循環流化牀與鼓泡流化牀。

(1)數據庫建設(燃料技術參數的選擇與分析)：鍋爐設計最重要的方面是需要對燃料進行深入分析，因此Foster Wheeler 公司對客户所需的鍋爐提供的燃料進行綜合分析，形成大數據庫，當前已經存儲有超過8000 個樣本的數據。

(2)爐型選擇與循環倍率：基本上採用中低倍率的焚燒鍋爐;根據燃料的特性來決定是否採用循環牀或鼓泡牀;如燃料的低位發熱量較高且有充分的燃料量，則考慮採用大型的循環流化牀;如燃料的低位熱值較低且各種雜物摻燒(如污泥、泥煤、其他生物質等)，則考慮採用中、小型的鼓泡牀。鼓泡牀有緊湊性好、性價比高等特點。

(3)清灰設計：尾部煙氣受熱面採用機械衝擊振打裝置、震動傳遞樑採用水冷模式、適用於懸吊受熱面、機械清灰採用程序控制模式，使整個受熱面部件均能夠得到良好的過程清潔，保持很好的煙氣與管道內介質換熱過程。

清灰

(4)結構設計：採用獨特的布風與排渣、補沙與返料等;最大限度的做到連續給料、排渣順暢;核心是採用外置式換熱器，防止煙氣對受熱面的氯腐蝕;多個垃圾進料口，做到均勻給料;雙煙道設計，降低煙氣流速並煙氣温度。

爐前給料/布風系統/外置式過熱器

爐前給料/布風系統/外置式過熱器

(5)材質的最優選擇與部件組裝的靈活性;製造商根據燃料的特性對使用過程中可能存在的各種問題進行深入研究與分析，並針對不同部位、不同温度環境下的受熱面的材質進行最優選擇;而在特別容易發生的問題的部位，採用模塊化設計，可使部件在最短時間內得到更換;如整組過熱器更換隻需1 天時間，設計使用壽命為6--8 年的使用週期，材質採用TB347、TB34102 等(日本住友);由如激振清灰35 年的應用歷史，已經相當的成熟;給料系統設計有計量系統、螺旋輸送器、分料閥等，超過10 年的工程應用實踐。

流化牀廢棄物焚燒系統示意圖

(6)利用流化牀處置污泥。其他廢棄物摻燒也很容易實現，如污泥與其他燃料摻燒可以任意比例設計;可以將幹污泥與濕污泥(H20=60%或以上)利用蒸汽乾燥到水分30-40%後進行混合後進爐焚燒;且污泥幹化不需要添加任何藥劑;小型焚燒一般有導熱焦油爐乾燥污泥。

小結：不管是與Foster Wheeler 公司還是Outotec 公司交流，他們都一致提到了根據北歐國家垃圾管理政策法令，所有生活垃圾必須經過預處理才能進入焚燒，形成固體回收燃料，他們認為這樣起到了分離金屬、減少焚燒系統灰渣、降低積垢、可以使用更高參數而能有效的避免腐蝕問題、做到更低的排放標準以及提高能源轉化率。

　　二、典型工程實踐案例

北歐國家的森林覆蓋率均很高，尤其是芬蘭，覆蓋率達到了70%以上，所以大多數焚燒廠並不叫垃圾焚燒廠，而是生物質電廠或能源利用工廠，因為城市生活垃圾在一個焚燒工廠裏只是佔了所需燃燒一定的比例，還有其他農林或農林的物質進行摻燒;但在距離瑞典首都斯德哥爾摩1.5 小時車程的一個叫Vasteras 的瑞典東部城市，它是西曼蘭省省會，位於濱梅拉倫湖和斯瓦特河口的地方就有一座名副其實的垃圾焚燒電廠。我們就以韋斯特羅斯的麥拉能源工廠為例進行描述，如下：

1、工廠簡介

麥拉能源工廠是北歐地區最大的電廠，實行區域性供暖業務，於1954 年開始建設，1#--3#鍋爐1969 年建成投產;4#鍋爐1973 年投產，5#鍋爐2000 年投產;6#鍋爐是擴建鍋爐，2002年投入使用，專門焚燒城市回收燃料的鍋爐，就一部獨立的鍋爐，每年焚燒燃料(SRF)為48 萬噸(單位時間60 噸每小時);由於本地只有11-12 萬噸每年產生量，因此從歐盟其他國家進口。在歐盟如英國的填埋費用是每噸100 歐元，而賣給能源廠是40 歐元;工程投資3 億歐元。

麥拉能源工廠

2、核心設備提供商

垃圾製備設備(芬蘭BMH 公司)、鍋爐(芬蘭Valmet 公司)、汽輪發電機(德國SIEMENS公司)、煙氣處理系統(法國Alston 公司);煙氣排放完全符合歐盟標準。

3、工藝流程

城市生活垃圾經運輸車或船運到碼頭-----車子調撥到垃圾原生庫-----全自動行車抓吊-----破碎機-----磁力分選機(鐵器類金屬)-----渦流分選機(鋁、銅等金屬)-----風力分選機(可自動調節)------惰性物料分離------輕質物料進入垃圾成品庫-----經全自動抓吊進入爐前受料裝置------由爐前垃圾輸送機進入鍋爐焚燒。

焚燒爐需要150 噸的沙子作為牀料啟動鍋爐，鍋爐冷態啟動所用的燃料的是油，當牀温達到550℃時投入木片生物質燃料，當牀温達到850℃時投入垃圾(SRF)，啟動油與生物質停運。

前處理系統流程

經過一系列能量轉換，鍋爐產生的熱能產生50MW 的電力，7.5Mpa、480℃的蒸汽、150MW 的區域性供暖;煙氣淨化系統處置煙氣採用了石灰增濕活化噴射、活性炭噴射以及水，經布袋除塵器除塵後再經過煙氣洗滌塔，然後採用煙氣冷凝技術將排煙温度135℃降到35℃，實現30MW 的區域供暖，合計180MW 是區域供暖(不發電)、夏季74℃、冬季120℃，壓力1.6Mpa，供周邊居民使用。

能量轉換流程

4、運行管理

(1)取樣管理;進廠區域與國內的垃圾焚燒廠類似設置有自動計量過磅系統，同時在磅區有取樣間與化驗間，進廠的車輛進行抽樣取樣，並標號、化驗、記錄、存儲。

(2)黃色、藍色區劃進行劃分;藍色區域説明是安全並沒有臭味、粉塵，對人體不會產生有害;而標註的黃色區域説明是對人體有一定危害的區域，需要相關人員進入該區域進行工作防護，進入清潔區域前進行沖洗、更換防護設施等。

運行管理

(3)其他：首先是標識標牌，全廠的標識、標牌十分的規範與整齊，與建設工程電纜、管道鋪設、外保温安裝等相輔相成;其次是全廠每一個設備上均有掛牌及二維掃描碼，進入電腦程序可以知曉設備的所有相關信息，為設備的點檢奠定了基礎;再次該廠自動化程度極高，全廠工作值班人員為12 人，負責6 台鍋爐的運行(預處理車間做到了無人值守)。

全自動行車/標識、標牌/電子信息牌

(4)運行總體信息：

4.1 收入來源：電價發電0.1 歐元/KW.H;蒸汽與供暖;價格因使用方不一而不一，指公司、家庭不同而付費不一;外購垃圾補貼，進口48 萬噸每年(40 歐一噸)

4.2 爐渣與飛灰，總產生量為10%，比例5：5;爐渣用於鋪路、建材或填埋場覆蓋;飛灰也屬於危廢，而在瑞典沒有此類填埋場，運到了挪威，一般是固化後填埋(廢棄的石灰石礦場內)。

4.3 每年設定2 周的維護保養，維護人員一般為外協為主，企業協助;2014 年盈利額達到了550 萬歐元。

4.4 燃料來源的穩定性分析與判斷：全歐洲對固體廢棄物的產生量進行數據庫分析，如瑞典900 萬人口，34 個廠，英格蘭24 個廠，為了節約運輸成本，由原來的火車改為船運。

5、瑞典對城市固廢的產生與處置原則是：

(1)號召國民對垃圾進行全面分類，從源頭減量;

(2)通過各個環節的現代化機械裝置進行分選再利用;

(3)分選出來的可利用的物質進入再循環;

(4)製作回收能源燃料作為能源或其他形式使用。

(5)終端處理。

小結：將SRF 作為主燃料焚燒或氣化的項目定位能源工廠，高標準建設，採用當前全世界最先進的裝備及工業，加上精益的生產管理體系，打造成智能化工廠與高效的'能源利用工廠，達到了運行連續穩定、清潔排放、能源轉化率做到最優的環保電廠，成為了北歐國家乃至整個歐盟的典範。

　　三、固廢政策與行業規範體系建設

芬蘭國家技術中心(VTT)是該國科技創新的一個重要基地，由18 個國內的頂級企業以及11 個國家級的高等院校、科研院所組成進行聯合機構;主要針對自然資源、環境、基礎應用研究、中試研究、清潔與可持續發展等方面進行聯合攻關，是一個非盈利的機構，該集團由政府、歐盟機構、企業各佔1/3 聯合投資組成。

我們在芬蘭國家技術中心(VTT)瞭解到，他們認為，生物經濟是循環經濟的重要組成部分，他們的職責是價值鏈創新，幫助企業盈利，主導編制國家標準、行業規範乃至參與歐盟的標準與規範體系，所以在模擬仿真、行業更新、提高附加值方面做了大量的工作。VTT 的相關專家為我們介紹了歐盟對固體廢物的管理標準、SRF 的定義與簡析、燃料與煙氣的檢測以及CFB 燃燒SRF 的應用研究成果等;簡述如下：

1、政策

基於廢棄物管理原則的歐洲廢棄物立法

(1)歐盟廢棄物框架指令：2008/98/EC 定義基本原則

1.1 廢棄物處理不得危害人類健康或環境

1.2 選擇處理方式時，必須優先次

1.3 廢棄物處理商責任制

1.4 污染者付費制

(2)國家立法強制執行，要求提供廢棄物的使用率

2.1 2012 年5 月，發佈最新的芬蘭廢棄物處置法律

2.2 減少填埋處置，提高源頭分類、回收。

2.3 回收目標：垃圾70% (2020 年)、MSW 50%(2016 年);生活垃圾中的紙張、金屬、塑料、玻璃50%(2016 年)

2.4 禁止填埋有機垃圾，實際處理中，將會終結處理MSW 的填埋。

2.5 垃圾填埋税2011 年為40 歐元每噸，2015 年55 歐元每噸。

(3)法令明確固體廢棄物管理流程中的各方職責

3.1 政府機構負責家庭生活垃圾和公用服務所產生的垃圾(城市垃圾)。

3.2 企業負責自己所產生的垃圾(佔總MSW 的30-40%)

3.3 處理商負責下列類型廢棄物的收集與回收利用，如廢棄輪胎、再生紙、報廢汽車、電子電器設備、包裝廢物、電池等。

3.4 主要的收集系統：指定特性物品的收集點;當地的收集點(如靠近超市等)。

2、標準(關於SRF 的相關規範體系)

(1)定義

固體回收燃料SRF(Solid recovered fuel)：從非危險廢棄物種生存而成的固體燃料，用於在焚燒長或燃燒設施內實現能量回收再利用，它必須滿足在EN15359 標準設定的分級和規範要求。

術語SRF 僅在滿足標準EN15359 設定的條件下使用;SRF 不等同於RDF(垃圾衍生燃料Refuse derived fuel)

(2)SRF 標準化過程

19 世紀90 年代，已進行數個有關回收燃料的執行指南;2002 年，授權CEN(M/325)進行SRF 標準化，建立技術規範(TS)，轉化技術規範為歐洲標準(EN);2002 年3 月13 日，成立CEN/TS 343 工作小組;芬蘭標準化協會成立工作組，工作方案包括27 個強制性工作條款，分配到5 個工作小組;2004 年開始，出版技術報告;2010 年開始，完成並出版技術報告;2011 和2012 年，出版歐標版技術規範;2012 年2 月，M/325 實現授權。

(3)SRF 的標準化及目標

SRF 的標準化及目標

(4)效益分析

固體回收燃料：標準化的高質量燃料，高熱值且生物質含量高;減少碳排放量，滿足環境要求;提供高效垃圾管理方案，幫助滿足減少填埋目標;減少對有限的且進口化石燃料的依賴。

標準化：強化理解-----SRF 是燃料;提供工具----質量一致性和量化屬性;改善商業環境;垃圾管理的樣例。

(5)EN15359 標準的目標

歐洲標準(EN)致力於促進SRF 的高效率交易;增強燃料市場對SRF 的可接受度;提高公信度;該標準將促進買賣雙方達成良好的理解;有助於購買，跨界交易、使用和管理，和設備製造商溝通;授權許可程度。

(6)SRF 分級系統

EN15359 是SRF 標準化的核心標準，其基於三個主要參數：

6.1 經濟參數：燃料的低位熱值

6.2 技術參數：垃圾中的氯含量

6.3 環境參數：垃圾中的汞含量

選取的參數將以直接且簡單的描述形式，向利益相關人展示商議中的SRF 質量和數值。

SRF 分級參數

6.4 強制説明還規定了其他附帶性條例，如來源、顆粒形式、顆粒尺寸、淨熱值、灰分含量、含水量、氯含量、重金屬等，每一個項目都有一個指導性的導則，如下：

其他屬性

3、國家技術中心對CRF 在CFB 焚燒爐內燃燒的研究

(1)產、學、研高度融合

利用SRF 燃料進行高效的清潔利用方面，芬蘭有兩大研究基地，分佈在中部與南部，中部負責流化牀燃燒技術的研究，南部負責氣化技術的研究;流化牀平台有100 多位技術專家組成;他們做好該技術要認識到：

3.1 各工藝的區別主要在於温度等級和氣體環境。

3.2 工藝集成、行業緊密合作和優異強大的實驗能力。

(2)排放標準嚴格執行2000/76/EC

(3)排放測量的能力建設，同時與國際相關機構的合作。

(4)對流化牀燃燒廢棄物進行深入研究，如燃燒、排放、飛灰、石灰、結焦、腐蝕、積灰、燃燒失衡等，結合工程實踐，對各種環境進行仿真模擬試驗。

仿真模擬試驗

小結：根據歐盟及芬蘭的法令，未經處理的城市生活垃圾不能進行填埋;"誰產生、誰負責"的收税原則;定義SRF 的是燃料，不是垃圾，量化屬性的依據，固體回收燃料，改善商業環境提供示範;制定燃料規範，設定等級，並加以產業化推廣應用。另外我們在Lahti的廢物管理公司也瞭解到，進入填埋場的是不能循環利用的廢物，當前填埋場已經關閉多座，廢物管理公司也與很多的合作伙伴展開回收利用的工作，這些場地作為學生研究學習的實踐地之一，並出台未來5-10 年的廢棄物管理計劃，使廢物管理達到一個較高的水平。

　　四、總結

通過對北歐國家的考察學習，個人理解對城市廢棄物的管理與合理的處置是一個龐大的系統工程，需要政府、企業以及科研院所的協調與支持，同時具有強大創新能力的優質設備製造商也是支撐廢棄物循環利用、能源清潔轉化的關鍵之一，總結如下：

1、管理政策與行業標準層面

(1)呼籲政府主管部門打破單一的直線管理模式，實現跨界合作，如農業部門、林業部門、城市環衞部門等相關主管機構強強聯合，對人們生產、生活過程中以及農林、生物質等所產生的廢棄物統一協調管理。

(2)根據不同種類的廢棄物，借鑑與學習國外的經驗，制定出台符合中國特點的SRF 標準，全面推進促進資源化利用，促進建設節約型、環境友好型社會。

(3)在投資、建設、營運模式方面，除了BOT、BOO、BT 等模式，是否可以考慮實踐推進PPP 模式。

(4)對廢棄物的管理制定法令，以法律予以約束，提高垃圾廢物產生者的收費税率，提高處理商的合理處置利潤空間。如英國：所有的焚燒廠均需要採取預處理後焚燒或氣化發電;荷蘭作為一個新興國家，對垃圾的處理也是最大化的回收後焚燒發電。

(5)積極鼓勵國民源頭分類、資源回收，可再次利用的資源不能浪費，進入循環體系。

2、科研機構與廢物處理商(運行企業)層面

(1)在國家政策層面良好環境的驅動下，高等院校、科研院所以及運行企業、設備製造商緊密合作，進行產、學、研強強聯合是很有必要的，因為工程實踐需要科技的支撐。

(2)多方團隊組成研究機構必須要有創新精神，建立強大的信息數據庫及各種試驗裝置，為後續的工程實踐提供科學的設計與運行依據。

(3)大力發展分佈式能源、熱電聯產類項目，將工業垃圾、農業垃圾、生物質、城市生活垃圾等協同處理是很好的城市及城鎮廢棄物解決方案;可以單獨的燃料設計也可以多種燃料設計。

(4)投資者要聚焦世界上最先進的工藝與裝備，要想達到高效的能源利用與轉化率以及高品質的參數(高温高壓)，因此要做到高參數、高標準、高能效，則必須是高效的製備與焚燒系統、清潔排放的煙氣淨化系統、高效的汽輪發電系統等，需要裝備的全面集成。

(5)借鑑與學習國外的裝備及製作工藝技術，特別是材料的選擇與加工工藝方面，發展國有裝備技術，建立工程裝備示範基地，因此設備製造商也需要在冶金製造、機械設計加工方面努力提升，以便更好的服務於環境業。