1、垃圾填埋场填埋气回收利用工程可行性研究报告鞍山市高官岭垃圾填埋场填埋气回收利用工程可行性研究报告中冶焦耐工 程技术有限公司辽宁凯田再生能源环保有限公司 高官岭垃圾填埋场填埋气利用工程可行性研究报告1 总论1.1 项目名称、筹办单位、项目法人及咨询单位1.1.1 项目名称高官岭垃圾填埋场填埋气利用工程1.1.2 承办单位1.1.2.1 单位名称辽宁凯田再生能源环保有限公司1.1.2.2 负责人刘士军1.1.3 咨询单位单位名称：中冶焦耐工程技术有限公司技术负责人：李国志、李鑫设计经理：刘晓峰1.2 主要编制依据、执行的标准和规范a)中华人民共和国环境保护法（1989年12月26日颁布）b) 国务
2、院关于环境保护若干问题的决定（国发199631号）c)中华人民共和国节约能源法（1998年1月1日颁布）d)中华人民共和国可再生能源法（2006年1月1日颁布）e)城市生活垃圾处理及污染防治技术政策f)生活垃圾填埋污染控制标准 GB18485-2001g)建筑设计防火规范 GBJ16-87（2001年版）h)城镇燃气设计规范 GB50028-2006i)城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准 中华人民共和国建设部 2001年10月j)城市生活垃圾卫生填埋技术规范 CJJ17-2004、J122-2004k)清洁发展机制项目运行管理暂行办法中华人民共和国国家发展与改革委员会、科学技术部、外交部
3、令第10号 2004年6月30日起实施1.3 主要编制原则本报告按照技术先进、工艺可靠、经济合理的原则确定建设方案，结合本工程的具体情况编制报告，重点遵循下述原则：a) 本项目系采用民营资本建设现代化垃圾填埋场填埋气回收利用，制取锅炉燃气的项目，装备和自动化水平应先进并保证经营期内可靠、稳定运行。b) 按照“无害化、资源化”的原则，结合鞍山城市现状和总体规划，在实现清洁生产的前提下对填埋场填埋气进行回收利用用作锅炉燃气。c) 保护环境、防止污染，生产过程中无废气和废渣产生。符合国家、行业标准要求。d) 设备选型时，在保证技术可靠、经济合理情况下，优先选择国内产品，其次考虑引进，做到先进可靠又经
4、济合理。e) 根据生产需要应适当提高自控水平和管理水平。f) 避免大而全、小而全，充分利用社会化协作的条件，辅助和公用设施尽量从简。 1.4 工程概况本报告主要研究垃圾填埋场填埋气回收利用作为锅炉燃气的规模、建设方案等的技术、经济可行性。但不包括厂外配套设施。1.4.1 建设规模本工程运营期为15年。本工程填埋场填埋气收集利用用作锅炉燃料，待有条件时进行技术改造，外供城市燃气。外供热水规模89726 M3/a（平均）。1.4.2 厂址及建设内容本工程建设厂址位于鞍山市高官岭城市生活垃圾填埋场内（已封场）。主要原料垃圾填埋场产生的填埋气。产品净化脱水后的填埋气用作锅炉燃气。工程建设内容包括：主要
5、生产设施；公用及辅助生产设施；生活福利及管理设施。即：a）主要生产设施：填埋气的采集、净化处理、填埋气燃烧放散装置等。b）公用及生产辅助设施：采暖通风、变配电所、给排水系统等。c）生活福利及管理设施：综合办公室等。1.4.3 工艺方案本工程将回收的填埋气用作锅炉燃气，其工艺流程简述如下：在填埋场区内打井、敷设管道将场区内的垃圾填埋气收集起来。再经过凝水缸等设备进行净化处理，扑集原料填埋气中的水滴与灰尘。经过处理后的填埋气通过鼓风机被送入燃气锅炉作为锅炉燃料。为保证系统安全，设置氧含量检测设备对收集的填埋气进行检测，发现异常将自动关闭鼓风机，以保证系统安全。同时设置填埋气燃烧放散装置，以便系统检
6、修或系统异常情况下，对填埋气进行点燃放散。1.4.4 投资估算建设项目总投资为1487.83万元。其中工程估算基本费用为1467.89万元；流动资金为 19.94 万元。1.4.5 建设进度及资金来源建设进度安排：2008年3月完成项目前期工作及施工图设计；2008年9月开始施工建设；2009年3月项目正式投产。资金来源：建设项目总投资为 1487.83 万元。其中：工程估算基本费用为1467.89万元；流动资金为 19.94 万元。全部为自有资金。1.4.6 主要技术特征a) 收集、利用垃圾填埋气，使有害气体变废为宝制取锅炉燃气；b) 采用气体自动监测设备，保证系统安全；c) 采用成熟可靠的
7、净化处理技术，脱除气体中的水分及杂质后将全部用作锅炉燃气；d) 各项环保指标满足国家标准；e) 全厂实行自动化操作及计算机管理。总装机台数为25台，其中16台工作；总装机容量为149kW，其中工作容量为92kW。（2）计算负荷（0.4kV侧）有功功率：42.72kW；无功功率：15.04 kW；视在功率：45.30kVA；功率因数：0.94；（3）年工作小时按8760小时考虑。 年耗电量：374.2103kWh。1.4.7 主要技术经济指标具体详见下表11。技 术 经 济 指 标 表序号指标名称单位指标备注A处理规模1日利用填埋气量（平均）m3/d5181生产热水B产品产量1外供热水（平均）M
8、3/a89726C动力消耗1水M3/a98699m3/h11.272电 有功功率kW42.72 视在功率kVA45.30 年耗电量103kW.h/a374.2D生产定员1职工定员人23其中：生产人员人20 管理人员人3F总图及其它1厂区用地面积m227000含填埋场2道路长度 m2603.5m 宽 回车场面积m25003土方工程量m3735004绿化用地面积m2135005绿化用地率%50含填埋场绿化G投资1固定资产投资万元1467.892流动资金万元19.94H财务预测指标无CDM有CDM销售收入万元/a215.34404.88年平均销售税金及附加万元/a23.9723.97年平均总成本费用
9、万元/a280.11280.11年平均利润总额万元/a-88.74100.8年平均所得税万元/a0.025.20年平均税后利润万元/a-88.7475.60年平均全投资内部收益率(税前)-11.7011.07全投资内部收益率(税后)-11.708.38全投资回收期(税前)年167.75全投资回收期(税后)年169.15净现值(ic=8%)万元-1364.4430.81投资利润率-5.966.771.5 结论a) 随着鞍山市经济与城市建设的高速发展及鞍山市羊耳峪垃圾卫生填埋场的投产使用，高官岭垃圾填埋场的安全性和综合利用问题便日益突出，为实现生活垃圾填埋处理的“无害化”目标，收集、利用垃圾填埋气
10、并进行利用，从而实现垃圾填埋场的“稳定化、安全化”以及填埋气的“资源化”是非常必要的。政府的大力支持和民营企业的积极参与为本工程的建设提供了可靠的保证。b) 鉴于目前高官岭垃圾场的实际情况，辽宁凯田再生能源环保有限公司综合了各方面因素，为能够快速实现垃圾场“稳定化、安全化”，填埋气的“资源化”目标，选用成熟可靠的填埋气采集、净化技术，将填埋气用作锅炉燃气生产热水的工艺路线是适宜的。并考虑CDM碳权交易，对财务收益起到一定的改善作用。c) 根据高官岭垃圾填埋场现有的土地面积条件和实际情况，采取“一次规划分期实施”的原则，在本项目建成后，规划留有建设城市燃气的可能性，以便综合利用。d) 本工程即为
11、环境保护项目，在各种工艺过程中采取了相应的环境保护措施，无废水、废气、废渣排放，各项指标满足国内现行的相关标准。e) 本工程的建设，将大大地改善高官岭垃圾填埋场的安全状况，改变填埋场周边的环境卫生条件，提高市民的环境质量和生活质量。具有显著的安全效应、环境效益和社会效益，同时运营企业还具有一定的经济收益。在国内已封场垃圾填埋场的综合利用方面具有一定的示范功能同时为鞍山市的地方经济建设注入活力。1.6 建议a) 本工程是企业承担的市政公益环保项目，回收的能源用作锅炉燃气，其收益为外销热水及CDM碳权交易的收入，这是实现本工程经济效益的保证。本工程为环境保护工程，对保护环境、提高居民生活环境质量，
12、具有显著社会效益。建议政府部门、工商、物价等有关管理部门从环境效益、宏观效益出发，对垃圾场填埋气净化利用在价格、税收等方面给予优惠，并予以适当政策扶持。b) 厂外工程的前期工作应尽快具体落实，与项目建设进度相适应。2 项目背景2.1 鞍山市城市概况2.1.1 行政区划鞍山市是辽宁省省辖市，管辖四区（铁东区、铁西区、立山区、千山区）、两县（台安县、岫岩县）和一个县级市（海城市），总面积9252平方公里。其中，铁东区、铁西区、立山区、千山区这四个区为市区，市区面积624.29平方公里，鞍钢在其中的厂区面积达21.4平方公里。市区人口145.2万人，人口密度2327人/km2。2.1.2 自然概况2
13、.1.2.1 地理位置及交通鞍山市位于辽宁省中南部，南邻营口市、大连市，北接辽阳市、沈阳市，东靠丹东市，西与盘锦市、锦州市接壤，市中心位于北纬40。0650”，东经122。5940”。鞍山市区南北长约20km，东西宽约15km。沈大高速公路及沈大铁路由北至南贯穿全境，南距大连308km，距营口88km，通过港口与国内外相连；北距沈阳89km，由此分别经铁路和桃仙机场与国内外相接。2.1.2.2 地形、地貌、地震与矿产a) 地形地貌鞍山市地貌属于低山丘陵区及山前倾斜平原，东部为连绵山区，属千山山脉，西部为辽、浑、太冲积平原，地势东高西低，海拔高度2060m。b) 地震鞍山市抗震设防烈度7度。c)
14、 矿产鞍山市矿产资源丰富，以铁矿、菱镁矿、滑石矿著称于世，石灰石、硅石矿也很丰富，还有丰富的地热资源。2.1.2.3 气象、水文概况鞍山市属暖温带半温润季风气候，四季分明，年平均气温摄氏8.7，最低气温-30.4，最大冻土深度1180mm。年平均降水量719mm，最大降水量994.5mm，最小降水量479mm，年平均蒸发量1749mm。历年平均相对湿度63%。主导风向，夏季南风，冬季北风，平均风速3.7m/s，最大风速25.8m/s。市区主要河流有南沙河、杨柳河、运粮河三条河流，由东向西流入太子河，最终汇入大辽河。2.1.3 社会经济概况鞍山市是以钢铁工业为主的重工业城市，鞍山钢铁公司是全国特
15、大型钢铁企业之一。在全市1400余家工业企业中，冶金工业155家，机械工业290家，其他还有纺织、建材、石油、化工、电子和食品等工业。鞍山的西部地区土地肥沃，盛产高粱、玉米、水稻、大豆及麻类。东部则生产水果、花生、柞蚕等经济作物。经过多年的发展，鞍山市在国民经济各行各业都有了长足进展，农村经济蓬勃发展，工业基础日益雄厚，基础设施日趋完善，人民生活显著提高。2.2 高官岭垃圾填埋场概况在羊耳峪垃圾卫生填埋场投产使用以前，鞍山市市区内（铁东区、铁西区）所产的城市生活垃圾主要集中到高官岭垃圾填埋场进行处理，鞍山市高官岭生活垃圾填埋场为沟谷型填埋场结构。填埋场地原为荒弃的沟谷，选用该场地的原因：一是充
16、分利用了废弃地，征地费用低；二是1000m范围内无人居住，且距市区距离较为适中；三是场地范围较大可供使用年限较长。处于当时的技术条件和经济实力，对填埋区没有做过多的设施建设，启用后即直接填入垃圾，除生活垃圾外，并伴有建筑垃圾及残土等。因此，确切地说该处理场仅是一个简易的填埋场。该场于1985年起接收并处置鞍山市市区内所产的生活垃圾，2000年以后随着新垃圾填埋场的使用，该场陆续停止填埋生活垃圾并最终封场。根据鞍山市废弃物处理中心、鞍山市环卫处提供的数据，从1985年起到2000年，高官岭垃圾填埋场平均每天处理的生活垃圾量约为450吨，十几年来填埋的垃圾总量已达到263万吨左右。2.3 企业现状
17、辽宁凯田再生能源环保有限公司（以下简称：辽宁凯田公司）是一家专门从事再生能源回收利用和环境节能、减排项目投资、建设、运营管理的民营高新技术企业。下属7个全资子公司和1个设计研究所，现有职工220余人，其中教授级高级工程师3人，高级工程师7人，工程师21人。辽宁凯田公司先后承担了鞍山羊耳峪垃圾填埋场、辽阳市中心区无害化垃圾处理场、辽阳东宁卫垃圾处理场填埋气安全设施等建设。在鞍山市垃圾填埋气制取汽车燃料示范工程（联合国及国家环保总局的示范工程）建设与运营过程中，因出色的表现受到了联合国和国家环保总局的表彰。目前，辽宁凯田公司正在投资建设或正在投资建设项目有辽阳市中心区无害化垃圾处理场填埋气回收利用
18、项目、沈阳市赵家沟垃圾填埋场填埋气回收利用项目、朝阳市垃圾填埋气回收利用项目。2.4 建设填埋气回收利用设施的必要性鞍山市高官岭垃圾填埋场主要是在当时条件下（九十年代初），对铁东区及铁西区部分区域的城市生活垃圾采取卫生填埋方式进行处理。生活垃圾中含有大量可生物降解的有机物，在适合的环境条件下，通过微生物的作用（厌氧发酵）而产生大量的填埋气填埋气，其中主要含有甲烷、二氧化碳、氧气、氮气及其他微量气体。甲烷是一种易燃易爆气体，当甲烷在空气中的浓度达到5%15%之间时，会发生爆炸。如果填埋场气体迁移扩散到其他场所并与空气混合，则会形成浓度在爆炸范围内的甲烷混合气体，同样引起爆炸和火灾事故。填埋气体中
19、还含有少量的有毒气体，如硫化氢、硫醇氨等，对人畜和植物均有毒害作用。因此，填埋气体对周围的安全、环保始终存在着威胁，必须对填埋气体进行有效的控制。另一方面，填埋气中甲烷占填埋气体的比例达60%，热值较高，具有很高的利用价值。作为气体燃料，1m3填埋气完全燃烧后，能够产生相当于0.73kg标煤提供的热量。为实现对高官岭垃圾填埋场产生填埋气的安全收集、防止爆炸，并对其合理有效利用，辽宁凯田再生能源环保有限公司拟在鞍山市高官岭垃圾填埋场内建设“高官岭垃圾填埋场填埋气利用工程”，以净化后的垃圾填埋气体作为锅炉燃气，生产热水外供。因此，充分利用填埋场蕴含的填埋气资源，做到化害为利，将垃圾填埋场中的填埋气
20、收集起来并加以利用是十分必要的也是可行的，主要体现在以下几个方面：1 安全防护的需要鞍山市高官岭生活垃圾填埋场从启用到封场已使用了十几年，存量垃圾263万吨。因条件的限制，该填埋场仅可称之为简易填埋场，由于建设及操作不规范，该场已经给周围环境造成了危害，蚊蝇遍布、恶臭不断，垃圾填埋气无组织排放。当时由于距城区距离较远，环境影响虽然存在，但影响有限。目前，随着城市发展步伐的加快，高官岭垃圾填埋场已然临近城区边缘，距其最近处的北侧约500m就是居民小区，垃圾场虽然已经封场，但由于缺乏严格有效的防范措施，填埋垃圾体内产生的填埋气对自然环境及居民的居住环境影响较大，大量填埋气的存在更是对周围企业和居民
21、将长期潜在的安全隐患。若干年以前，北京大兴垃圾场、湖南岳阳垃圾场、重庆垃圾场、秦皇岛垃圾场等就因为已封场的 垃圾填埋场内的填埋气因压力过高或迁移引发的爆炸伤人、死人事故仍令人记忆犹新。本工程的实施，可以通过采取相应的填埋气主动采气设施，形成一个有组织的收集排放系统，将填埋场的填埋气抽出净化后用于锅炉燃气，可以有效地防止填埋气的无组织放散，避免填埋气的迁移和逸散，防止火灾和爆炸事故的发生。 环境卫生的需要由于高官岭垃圾填埋场并不符合卫生填埋设施的要求，该填埋场从一开始就对周围环境造成了一定的污染，由于距居民区较远及垃圾填埋量较少，其影响并不显著。随着城市发展的加快，在垃圾场附近，矿工路北侧兴建了
22、成片的住宅，环绕场区周围增加了数个企业，蚊蝇孳生，臭味飘散，垃圾填埋量越多对周围的环境卫生影响就越大。因此，在垃圾场封场后，对填埋气体收集并进行场区整治已成为了当务之急。 节能减排的需要填埋气是一种温室气体。所谓温室气体是指大气层中易吸收红外线的气体。虽然温室气体在大气中含量不足1%，但它不仅可能导致全球变暖，还可能给整个地球生态系统中的各种生物体带来影响。大气层中主要的温室气体包括：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氟利昂以及水汽等。构成填埋气的两种主要气体CO2、CH4均是影响环境的温室气体，而且甲烷对温室效应的作用是二氧化碳的22倍。为缓解地球的温室气体效应，保护人类赖以生存的生态环境，各国政
23、府签署了兼顾经济增长、社会发展和环境保护的21世纪议程，我国于1994年制定了世界首部国家级可持续发展战略中国21世纪人口、环境与发展白皮书。我国政府于1998年签署了京都议定书，为国际合作应对全球变暖铺平了道路。本工程拟申请在京都议定书框架内开展的“清洁发展机制”（CDM）合作。即合理有效地处理和利用垃圾填埋气，严格控制温室气体排放，维护人类赖以生存的生态环境。本工程将努力寻求广泛的国际交流与合作，力争将其建设成为填埋气用作锅炉燃气的CDM项目的成功典范。本工程实施后，在运行期内回收温室气体（CH4），减少二氧化碳排放量， 极大的降低了温室气体对臭氧层的破坏，并节约大量的一次能源，具有明显的
24、环境优势。 符合国家产业政策为了规范我国城市的垃圾处理技术，2000年国家建设部、国家环境保护总局、科技部颁发了城市生活垃圾处理及污染防治技术政策。2001年10月，建设部颁布了城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准。这些标准、规范为推动我国城市生活垃圾处理工程建设起到了决定性的作用，同时也为填埋气的回收利用提供了发展空间。2004年5月31日，国家发展与改革委员会、科学技术部、外交部三部委发布了第10号令，从2004年6月30日起实施清洁发展机制项目运行管理暂行办法中明确规定：“在中国开展清洁发展机制项目的重点领域是以提高能源效率、开发利用新能源和可再生能源及回收利用甲烷和煤层气为主。”2
25、005年2月全国人大批准了中华人民共和国可再生能源法，并于2006年1月1日起施行。该法的颁布和施行为填埋气作为可再生能源并加以利用奠定了法理基础，也是我国促进可再生能源的开发利用，改善能源结构，保障能源安全，保护环境，实现社会可持续发展的具体体现。2.5 本工程建设的意义本项目由辽宁凯田再生能源环保有限公司负责投资建设，不仅解决了垃圾填埋场封场后的安全与环境问题，为垃圾填埋场的安全生产提供可靠保障；而且可以回收填埋场产生的填埋气，净化后用作锅炉煤气，使填埋气这种清洁能源得到很好的利用，节约了大量的一次能源的使用；同时，项目的建设还减少了填埋气自然排放对地球产生的温室效应，具有双重环保的意义。
26、本工程的建设是城市现代化的需要；是保护城市环境、改善人民生活条件、提高人民生活质量和社会文明程度的需要；是保证城市社会和经济协调持续发展的需要；建设本工程不但具有较佳的社会效益、环境效益，而且还具有一定的经济效益，对城市经济和社会的发展具有重要意义。3 建设规模垃圾填埋场填埋气利用工程的建设规模一般根据垃圾成分、垃圾存量或产量、填埋场填埋气产生量并结合其实际情况而确定的。3.1 垃圾成分及产量3.1.1 生活垃圾成分鞍山市高官岭垃圾填埋场处理的是城市生活垃圾，根据相关资料，所填埋的垃圾废物中主要包含以下种类：纸张、织物、园林废物、易腐有机物、食品废物、竹木及其他废物等。垃圾废物成分列表序号废物
27、成分比例（%）1木材、木制品2.62纸、纸张5.473食物、饮料、烟草39.84织物1.135塑料1.796园艺垃圾4.857灰渣、碎石44.36合计100垃圾湿基，水分在4045%。3.1.2 生活垃圾产量根据有关部门提供的数据，高官岭垃圾填埋场服务期内平均每天处理的城市生活垃圾为450吨。以此可以得到高官岭垃圾填埋场在服务期内各年及最终的填埋量。高官岭垃圾填埋场历年的垃圾存量为2628000t。高官岭垃圾填埋场生活垃圾填埋量见下表：高官岭垃圾填埋场生活垃圾填埋量表年份 垃圾量(吨/年)1985 164250198616425019871642501988164250198916425019
28、901642501991164250199216425019931642501994164250199516425019961642501997164250199816425019991642502000164250总量 26280003.2 填埋气的产生量及填埋气成分 3.2.1 填埋气产量填埋气的产生、厌氧分解的速度与诸多因素有关，主要取决于垃圾的成份（有机物的含量及种类）、垃圾的水份、温度、PH值及垃圾的填埋方式、覆盖、压实等因素。不同的城市、不同的气候、不同的操作条件存在差异。对该年度将被分解/燃烧的甲烷量的事前估算，以吨甲烷为单位 ：根据最新版的“固体垃圾处理场避免产生甲烷排放决定工
29、具”来计算该年度将被消除/燃烧的甲烷量，同时考虑下述方程：其中，是该年度在没有本项目活动的情况下由于垃圾填埋产生的甲烷排放量(tCO2e)，根据“固体垃圾处理场避免产生甲烷排放量决定工具”（第2版），计算公式如下： 其中：用于计算模型不确定性的修正因子 被收集并燃烧或以其它方式利用的甲烷含量氧化因子（反映被土壤或覆盖垃圾的其它物质氧化的甲烷量）F垃圾填埋气中的甲烷含量（体积含量）DOCf可降解有机碳含量MCF甲烷修正因子Wj,x第x年固体垃圾填埋中的第j种有机物含量DOCj第j种有机物中的可降解碳含量kj第j种垃圾的衰减率j垃圾分类（指数）x减排计入期中的年份: x 从减排计入期的第一年(x = 1) 到减排计算的当年，即第y年(x = y)y甲烷减排计算的当年经计算，高官岭垃圾填埋场预计填埋气排放量见下表。其中：甲烷体积含量为60；填埋气的采集效率为60%。高官岭垃圾填埋场预计填埋气排放量年份LFG产生量(m3/d)LFG回收量(m3/d)LFG回收量(m3/a)年回收CH4 (t/a)热水量（t/a）200912039722426366151135125092201011435686
