同济大学研究报告

2020-02-27 609浏览

1.食物垃圾处理器在上海推广应用的环境经济损益研究评估报告编制单位：同济大学城市污染控制国家工程研究中心二零一零年十二月 1
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9.编制单位简介同济大学同济大学是教育部直属重点大学。她创建于 1907 年，早期为德国医生在上海创办的德文医学堂，取名"同济"意蕴同舟共济。1912 年增设工学堂，1923 年被批准改名为大学，1927 年正式定为国立同济大学。1952 年院系调整后，同济大学成为国内土木建筑领域最大、专业最全的工科大学。目前是一所拥有理、工、医、文、法、哲、经济、管理、教育 9 大学科门类的综合性大学。作为研究型大学，学校是首批被国务院批准成立研究生院的高校之一；作为全国重点大学，学校被列入国家财政立项资助的"211 工程"、“985 工程”和国家教育振兴行动计划与地方重点共建的高水平大学行列。城市污染控制国家工程研究中心城市污染控制国家工程研究中心（以下简称为“中心”）筹建于 1995 年，是依托同济大学建立的环保高新科技成果转化和推广的研发实体与产学研平台。2003 年 3 月和 11 月分别通过国家发改委、教育部的预评估和项目建设竣工验收。2005 年 1 月转制为由同济大学控股的上海城市污染控制工程研究中心有限公司。在国家发改委组织的 2007 年和 2009 年全国性工程中心检查、评估中，城市污染控制国家工程研究中心均取得优秀成绩。同济大学的工科特色鲜明，其中环境工程是国家重点学科，具备对中心主干发展方向的学科支撑，为中心的快速和可持续发展奠定了坚实基础。中心是开放型的国家级产学研平台，具有一流的科技创新和成果转化能力，具备优良的试验研究及工程化验证条件，研究开发了一批产业关键共性技术与设备，获得专利授权百余项、国家级和省部级科技进步奖几十余项。如“稠油污水循环利用技术与应用”获 2008 年度国家科技进步二等奖，成果首先在中国石油辽河油田广泛应用，随后在新疆、胜利、河南等油田推广；“城市污水生物脱氮除磷技术与控制措施研究”获 2007 年度国家科技进步二等奖，已推广应用于全国 42 家大中型污水处理厂；“大型源水生物预处理工程工艺研究与应用”获 2004 年度国家科技进步二等奖，已应用到世界规模最大的东江——深圳供水渠源水生物预处理工程中；“电场水处理新技术与设备开发”获 2003 年度教育部科技进步二等奖，已推广应用到德国、瑞士、俄罗斯等国。中心还为政府重大工程决策提供技术支撑，如在上海市苏州河综合整治工程建设中做出重要贡献，节约资金近十亿元，得到上海市人民政府的通报嘉奖。 9
10.主旨报告本报告实验所用食物垃圾处理器设备为艾默生公司提供的爱适易食物垃圾处理器。本报告通过开展调研、实验分析对在上海推广使用食物垃圾处理器带来的收益和可能出现的问题，得出以下结论： 1. 上海市生活垃圾源头分类质量不高,对分类收集体系缺乏监督机制和经济激励手段，分类收集效率较低。而食物垃圾处理器的推广能够实现垃圾分流，方便垃圾的分类投放,提高垃圾分类处理工作的效率，从而提高垃圾管理水平,推动垃圾分类处理回收利用的技术发展,逐步解决我国生活垃圾难处理的问题。 10
11.根据环保部、住建部、发改委联合发布的文件《关于加强生活垃圾处理和污染综合治理工作的意见》的精神和上海市政府发布的《关于进一步加强本市生活垃圾管理的若干意见》的精神，食物垃圾处理器的推广使用可以帮助实现源头减量，分类收集，符合了政府的政策性导向。 11
12.政府的导向食物垃圾处理器的应用符合了政府的政策性导向源头减量分类收集研究新技术开发新工艺推广新设备《关于加强生活垃圾处理和污染《关于进一步加强本市生综合治理工作的意见》活垃圾管理的若干意见》环保部住建部发改委上海市政府 2. 食物垃圾处理器的普及有利于上海生活垃圾减量化的推进，减少了垃圾收运成本，节省了劳动力，当普及率为 1%、5%、10%、 100%时，生活垃圾减少量分别为 130、650、1300、13000t/d。生活垃圾减少量(t/d) 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 130 0 1% 13000 1300 650 5% 10% 普及率 100% 12
13.3. 上海生活垃圾含水率较高，低位热值较低，不符合垃圾焚烧及填埋的要求，而食物垃圾混入生活垃圾是导致上海生活垃圾高含水率、低热值的重要原因。使用食物垃圾处理器后，食物垃圾经粉碎后排入污水处理系统，使生活垃圾含水率有所降低，热值有所升高。食物垃圾处理器对垃圾处理系统的影响—对垃圾理化性质的影响食物垃圾混入生活垃圾含水率高低位热值低使用食物垃圾处理器后水分减少，热值升高对填埋的影响对焚烧的影响减少填埋用地减少渗滤液产生量降低填埋费用降低运输费用减少外加辅助燃料提高焚烧厂发电量减少渗滤液产生量减少填埋场的建设与运行费用减少焚烧厂的建设与运行费用 4. 食物垃圾处理器的普及提高了垃圾焚烧性能，减少了垃圾焚烧时外加辅助燃料用量，提高了焚烧厂发电量，减少了焚烧厂贮仓内的渗滤液产生量，提高了垃圾焚烧厂的收益。假设上海市产生的生活垃圾全部进行焚烧处理，根据目前约有 20%的生活垃圾未妥善处理的现状，在食品垃圾处理器普及率为 1%、5%、10%、100%时，每 13
14.天直接减少的垃圾焚烧厂处理费用分别为 9.11、45.13、89.86、277.50 万元，并可一次性节省新建焚烧厂投资 0.52、2.6、5.2、16 亿元人民币，折算为每天间接降低的焚烧厂基建费用分别为 0.71、3.56、7.12、 21.92 万元。减少的费用(万元/d) 300 直接减少的焚烧厂处理费用(万元/d) 250 间接减少的焚烧厂基建费用(万元/d) 200 150 100 50 9.110.71 0 1% 45.13 3.56 89.86 7.12 5% 10% 普及率 277.5 21.92 100% 5. 食物垃圾处理器的普及减少了垃圾填埋场内的填埋用地量，减少了填埋垃圾渗滤液产生量，降低了垃圾填埋场的运行费用。假设生活生活垃圾全部用于填埋处理，当其普及率为 1%、5%、10%、 100%时，每天直接降低的垃圾填埋场处理费用分别为 1.39、6.95、 13.90、138.98 万元，间接减少的新增库容投资可折算成每天节省新增库容费用分别为 0.26、1.30、2.60、8.00 万元。 14
15.费用(万元/d) 160 140 直接减少的填埋场处理费用(万元/d) 138.98 120 减少的新增垃圾填埋场库容费用(万元/d) 100 80 60 40 20 1.39 0.26 0 1% 6.95 1.3 13.9 2.6 5% 10% 普及率 8 100% 6. 当食物垃圾处理器普及率小于 10％时，上海城市污水厂进水水质污染物浓度指标仍在污水厂设计水质浓度允许范围之内，不会对污水处理系统造成冲击；普及率大于 10%时污水有机负荷将对污水处理系统造成冲击，而 SS、NH3-N、TP 和 TN 仍在设计容量允许范围内。 15
16.食物垃圾处理器对污水处理系统的影响—上海污水处理概况 • 目前污水处理富余容量：25% • 未来十年污水厂将继续改扩建 • 污染物实际明显浓度低于设计浓度上海市污水处理系统具有较大富余容量 16
17.食物垃圾处理器对污水处理系统的影响—上海市污水水量水量（万t/d）使用FWD后 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 用水用电增量人均用水量增量 4.45% 居民水费增量 0.02 元/(人·天) 耗电量 0.119 度/(人·天) 折合电费 0.073元/(人·天) 上海污水排放总量（万t/d） 1% 5% 10% 100% 富余容量食物垃圾处理器的使用对于用水量用电量、污水排放总量的影响基本上可以忽略不计故保守建议，认为食物垃圾处理器在上海的普及率应控制在 10%以下，在其普及率为 10%时，上海污水排放增量为 1.583 万 t/d；污水中 COD、BOD5、SS、NH3-N、TP 浓度分别为 306、132、88、 25、4.4mg/L。 7. 上海污水处理厂 COD, BOD5 浓度很低，属于低碳源进水，营养比例失调，而食物垃圾处理器的普及提高了污水的 C/N，进而改善了污泥的营养比例，更有利于污泥的厌氧消化过程。 17
18.食物垃圾处理器对污水处理系统的影响—对上海生活污水水质的影响普及率项目 BOD5/N BOD5/P 普及率项目不同普及率下上海市污水进水BOD5/ N、BOD5/P比值 0% 1% 5% 10% 3.65 28.84 3.67 28.96 3.75 29.42 3.85 30.06 食品垃圾处理器不同普及率下污水COD/N 0% 1% 5% 10% 100% 5.48 38.57 100% COD/N 8.53 8.57 8.73 8.92 12.10 污泥厌氧消化产沼要求C:N'>C:N