城市垃圾能源化利用发展方向

1、机械生物法处理技术(MBT)
机械生物处理法是目前世界上公认的第三代生活垃圾处理技术，其的特点就是自动化程度高，生活垃圾分类要求低。机械生物法处理技术主要包括自动分选和生物处置两大工艺环节，集中收集的生活垃圾首先通过生物好氧发酵技术，使得垃圾产生高温环境，在保持良好通风的情况下，降低垃圾中的含水率，即生物干化技术。经过干化后的生活垃圾通过多级筛分粗选和涡电流分选、磁选、风选、近红外分选和X射线分选等环节后，将生活垃圾分成可降解组分、铁制品、非铁制金属、塑料和惰性材料等。其中铁制品、非铁制金属、可回收塑料等按类别堆存回收，垃圾则被送往厌氧发酵设备中制生物气。不可回收塑料可加工成垃圾衍生燃料(RDF)，实现垃圾的资源化和能源化的多种利用。MBT技术整体对垃圾的资源化利用率较为充分，普遍适应性较好。
2、垃圾热解气化技术
垃圾热解气化是指在无氧或缺氧的条件下，垃圾中组分的大分子发生断裂，产生小分子气体、焦油和残渣的过程，热解工艺对于垃圾体积减量(80%以上)，同时反应过程从原理上避免了二噁英气体的产生，环境影响更小。热解气化工艺可分为2个反应阶段：在阶段，在受热条件下，生活垃圾首先发生一次裂解，析出挥发分、焦油和甲烷、氧气等气体产物；在二次反应阶段，随着温度的升高，大分子物质再次裂解，生成复杂的气体、甲烷和氧气。热解过程中的过剩热量可用于发电和区域供暖，能源综合利用率好。2017-2019年，我国垃圾焚烧发电总量持续增长，截止2019年2月，在运行中的生活焚烧厂已达到418座，在建167座，项目多集中在东部沿海和中部一、二线城市，且逐渐饱和。在2020年新增的生活垃圾焚烧项目，多集中在西部地区和三、四线城市，市场进一步下沉。现有焚烧技术规模都在500t/d以上，规模与人口不相匹配，继续推广的经济性受到影响。而垃圾热解技术处理规模通常在300t/d以下，为新型小城镇和小城市的垃圾处理提供了新的技术途径，这也将成为城乡生活垃圾一体化处置和能源化利用的主要方向和投资热点。
3、城市垃圾协同处置利用技术
市政污泥主要来自城市污水处理系统，污水中富集了大量物，以污泥为原料进行能源化利用，具有巨大的发展空间。污泥的能源化利用技术主要有污泥发酵产沼气、污泥燃烧发电、污泥热解气化技术等。我国城镇污水处理系统中污泥的质含量比欧美等和地区的低，这跟欧美地区家用餐厨垃圾处理机大规模推广紧密相关，因此，我国的污泥处置应多以协同技术为主，可通过与其他原料协同厌氧消化(与餐厨垃圾、畜禽粪污、园林垃圾等)或热水解+厌氧消化来提高污泥制燃气的效率。试验证明，污泥与餐厨的协同厌氧发酵的工艺可以提升产气效率，相比餐厨垃圾作为单一原料厌氧发酵，污泥协同处置过程中产生的H2S，环境影响更小。厨余垃圾、农作物秸秆、畜禽养殖粪污、农副产品加工废弃物都可以作为污泥协同厌氧消化的原料。除厌氧消化技术外，污泥与生活垃圾协同焚烧、热解技术也逐渐成熟，为市政污泥的能源化利用提供了技术，发展潜力。