美加置业有限公司 肖:城市生活垃圾“冷处理”的可行性分析

1．背景分析
人类步入21世纪，社会的发展已被环境和生态问题严重困扰，当今社会虽然建立起可持续发展思想和循环经济的战略构想，可究竟如何保护环境和建设生态还没有找到最佳技术方案。现在具有的一些方式方法及技术要么是投资过大、成本太高、处理不彻底；要么是资源浪费严重、二次污染严重、回收利用率低。
真正的“可持续发展”究竟是怎么样一种社会生产模式？真正的循环经济究竟是怎么样一种产业结构模式？这在社会思想、科学构想、技术方法上还没有达到满意结论的程度。
人类对环境和生态的破坏有两种方式，一种是“索取”带来的破坏，诸如大量砍伐森林、过度放牧草原、滥垦滥伐造成水土流失等；另一种是“给予”带来的破坏，即人类把生活废弃物大量排放于自然环境中，造成地下水、地表面和天空空气的污染，从而造成生物圈、食物链乃至整个生态圈的功能失调。
现在的“可持续发展”思想似乎是想解决第一种破坏行为；而建立“循环经济”的构想似乎是想解决第二种破坏行为。我们现在就解决第二种破坏行为，即建立循环经济生产模式提出一种城市生活垃圾“冷处理”的设计思想和技术路线作一可行性分析。
我们先就过去垃圾处理的缺陷和不足提出意见：
（1）卫生填埋。将生活垃圾不经分拣集中填埋是传统的处理方式，标准的卫生填埋场虽然采取了综合防治措施，诸如防渗处理、淋滤液的回收处理、能源（沼气）的回收利用等，但效果和利用率几何？且存在占地面积大，资源不能得到有效的回收利用以及生活垃圾的潜在污染等都存在很大问题。
（2）生活垃圾焚烧。生活垃圾焚烧可达到生活垃圾减量化的目的，并回收了部分能源，可这部分能源回收的成本很高，垃圾发电的成本每度电达1元以上（可想而知，瓜皮烧火一定是个负值）。由于生活垃圾的成分复杂，热值低，燃烧后的尾气含有多种有毒气体和酸性气体，造成二次污染严重，另外垃圾焚烧炉的投资很大，日处理1000吨的垃圾焚烧设备投资需6亿人民币以上。
（3）生物降解。生物降解主要是指生活垃圾的堆肥化，分为好氧堆肥、厌氧堆肥等。可由于自然堆肥周期长，尤其是冬季堆肥效果很难保证，所以也就很难达到处理目的。
（4）热分解技术。将有机物在缺氧的条件下利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子的有机物转化成小分子的燃料气、液状物（油、油脂等）及焦碳等。可其投资费用、运行费、维护费均很高，因此也少有应用意义。
（5）水解制肥技术。这是利用催化氧化技术，在一定温度和压力下，对生活垃圾进行无害化处理的新技术，处理后的生活垃圾可生产有机肥，但处理过程中的能耗高，处理费用高，这也难以达到产业化目的。
2.垃圾“冷处理”设计思想的基本情况
城市生活垃圾“冷处理”的设计思想及技术是根据各种垃圾处理的有利和不利方面，根据现在国内外已有的各种技术的优缺点，根据垃圾的成分及其特点，综合设计了一套全新的垃圾处理技术方案，使其在处理垃圾的过程中，既可全量处理垃圾，又可资源再生；既有垃圾处理中的生产效益，又可体现出确实的社会效益和环境效益。
——垃圾“冷处理”工艺方案见“垃圾冷处理工艺流程图”。
——垃圾“冷处理”工艺方案说明：
（1）垃圾重力风选机（专利号ZL02207541.0），利用垃圾重度的不同设计的垃圾重力风选机设备，下料设有布料轴可调节下料均匀性，设计的二次风有均风力性，落料区调节板可调节各物料的落料区，由于设备各关键部位都设计成有对应能力的可调装置，所以，风选效果是能够达到设计目的的。
（2）连续式沼气发生池（专利号ZL01209577.X），利用垃圾中可降解的有机物部分进行沼气生产，使这部分生活垃圾以最低成本和最佳效益得以处理。该沼气池技术集“进料、出料、产气、布菌、调制、搅拌、温控”等为一体，具有机械化程度高、处理量大、消化速度快，产气效率高等优点，可满足规模化生产要求。
（3）连续式植物料污水过滤池（专利号：ZL03280513.6），这一技术是专为过滤生活污水中的悬浮物并与下一步的沼气化处理工序配套的，利用农作物秸秆经过粉碎和比例性配合，因为植物料有着自然的多孔性和大的比表面积，在过滤料表面吸附和阻滞的双重作用下，使悬浮物得以滞留和从水中分离出来，从而达到了悬浮物的富集作用，富集后的悬浮物和过滤料一同进入“连续式沼气发生池”处理。
（4）生物膜过滤池（专利号ZL02207540.2），是大型卧式结构，池内的填料以矿质海绵状石料为载体，具有过滤流程长、比表面积大、可操作性强等优点。这一技术的功能是利用有几百万平方米的“厌氧生物膜区”和“好氧生物膜区”，对其污水中的可溶性氨氮物、磷、糖和脂肪类进行吸收和消化，从而达到净化污水的目的，同时生产出沼气和肥料。
（5）连续式垃圾水选装置，这一设施是由功能性结构的水泥池和机械设备组成，使生活垃圾从进口到出口连续运行连续分选，而污水又是经过植物料过滤而循环使用的。垃圾由粗风选加水选后达到分类处理目的，该装置已有设计但还没有申报专利。
（6）其它环节的配套应用
废竹木亚铵法制纸浆，废纸的回收利用，废塑料的回收利用等。
综上所述，以上处理垃圾的各主要技术环节，其技术路线的选择和设计思想都是有很大优势的，这使传统技术得到创新性改造，最新技术得到完善和提高。
经与各种垃圾处理技术对比,这一城市生活垃圾冷处理的工艺技术方案在其综合性方面、创新性方面、结构的合理性方面都是有相当优势的,其科学原理都有实证依据,因而其可行性也是有保证的。
3.项目举例分析
3.1生产规模
——以日处理1000吨生活垃圾计，以北京垃圾成分为例：
北京市城市生活垃圾组成成分
有机成分（%）
无机成分（%）
厨
余
物
纸
类
塑
料
木
竹
类
其
它
小
计
玻
璃
金
属
沙
土
其
它
小
计
44.7
11.8
12.4
1.2
3.1
73.2
2.5
0.8
__
23.5
26.8
以上垃圾经风选和水选后可得到：
（1）沼气料447T，含水90%，则固形物45T；植物料消耗占20%，则植物料为9吨，总固形物料为54吨，每吨可产沼气300 M3，则日产沼气1.62万M3，年产沼气583万M3。
总料量为456T，需要进行压榨脱水处理，脱水率以35%计，则现料量为290吨，以每吨料的体积量为1.2 M3计，则为350 M3，以20天为一个生产周期，则总料量为7000 M3，每池容积为460 M3，则需要沼气池16个。
（2）沼气渣的减失量以总量的20%计，则为56×80%=45T
根据配方，复合肥的原料成本是500元/T，日产45T沼气渣可配制生产75T复合肥，年产复合肥2.7万T。
（3）年回收纸类1.2万T；再生塑料3.9万T；玻璃9000T；金属2800T。
（4）其它沙、石、砖等235T，填埋或垫路基。
3.2投资估算
（1）固定资产总投资12860万元，其中设备制购及厂房为11460万元，占固定资产投资的89.1%，安装工程费为1000万元，占固定资产7.8%，其它工程费为400万元，占固定资产投资的3.1%。
（2）流动资金估约1000万元，技术转让费600万元，
则工程总投资为14460万元。
（3）建设周期、厂房建设、设备购制及安装调试时间为12个月，同时要对工人进行岗位培训，达到当年投产试车。3.3经济效益分析
效益分析的各项指标：（详见成本核算表及销售收入表）
（1）年制造总成本：12500万元
（2）年销售总收入：18230万元
（3）年毛利润：18230-12500=5730万元
（4）年折旧：12860×8%=1030万元
（5）管理费用、财务费用、销售费用比例分别为
（3%，2%，2%），18230×7%=1276万元。
（6）税金：环保项目免税，暂不计。
（7）纯利润：5730-1030-1276=3424万元
（8）销售利润率：3424/18230=18.8%
（9）销售毛利率：5730/18230=31.1%
（10）静态回收期：14460/3424=4.2年，含建设期为5年。
4．结论评价
垃圾处理在没有政府补贴的情况下能有利润回报，这是一个很好的结果。它的利润来自“物尽其用，各尽其值”的设计思想；它的利润来自低成本加工的技术措施，比如连续式沼气池的应用，日处理500多吨的厨余物，其加工成本是很低的。
本方案的设计思想：针对垃圾处理来说，“处理”就是“转化”，不转化就不可能达到处理目的。所以，“处理”和“转化”是一个概念。所谓的转化，无非是物理转化、化学转化和生物转化。我们工艺中的连续式沼气池和生物膜过滤池是属于生物转化，其它各工序是物理转化。转化要有目的地转化，成本最低地转化，资源有效利用最高地转化，这一技术方案符合这样的要求。
这一垃圾冷处理技术和垃圾焚烧性质的热处理相比，其处理过程不产生不良气体和不良废弃物，没有大型机械设备，处理设施结构简单但功能性很强，其总投资大为降低，仅是同等规模焚烧处理的1/4不到。
这一技术方案一方面是再生能源的利用；一方面是资源再生的利用，垃圾处理有这两方面的目的性利用，是我们这一技术方案最大的优势所在。
大自然是一个循环圈，内部的机理是一个辩证的动态生物圈模式，其主要原理为链式互构和整体循环，大自然的辩证关系即是自然辩证法。我们人类社会本也是自然中的一部分，只是在我们人类活动的这一环节中，我们违反了循环原理，链条发生了中断。我们人类的活动应遵循自然法则，要保证循环，循环就是再生，再生又是循环，所谓的循环经济机理正在于此。
附录一
设备清单（以日处理生活垃圾1000吨计）
序号
名 称
规格
数量（套）
单 价（万元）
金 额（万元）
1
垃圾重力风选机
—
20
30.0
600.0
2
垃圾水选设施
—
10
80.0
800.0
3
植物料过滤池
24 m3
20
20.0
400.0
4
连续式沼气池
460 m3
16
100.0
1600.0
5
生物膜过滤池(厌氧)
600m3
10
100.0
1000.0
6
生物膜过滤池(好氧)
600m3
4
100.0
400.0
7
生物膜载体料
—
1万m3
500.0
500.0
8
气柜
1000 m3
6
100.0
600.0
9
带式压榨脱水机
—
10
20.0
200.0
10
沼气发电机组
2000千瓦
2
100.0
200.0
11
纸浆板生产线
—
1
200.0
200.0
12
塑木制品
—
—
800.0
800.0
13
燃气锅炉
10T/h
2
50.0
100.0
14
物料输送系统
—
—
600.0
600.0
15
电器控制系统
—
—
300.0
300.0
16
管道、阀门、泵
—
—
500.0
500.0
17
复合肥生产线
—
—
600.0
600.0
18
厂房、办公楼
—
5000m2
1000元/m2
500.0
19
棚库
—
2000m2
800元/m2
160.0
20
三通一平
—
—
400.0
400.0
21
不可预见费
—
10%
1000.0
1000.0
22
合 计
—
—
—
11460.0
注：占用土地100亩，地价未计.
附录二
年生产成本支出表（日处理1000T）
序号
名 称
数量（万T）
单位（元/T）
金额（万元）
1
原始生活垃圾
36
0.0
运费不计
2
垃圾加工费用
36
100.0
3600.0
3
电力
2000万度
0.6元/度
1200.0
4
人员工资
500人
1500元/月人
900.0
5
塑料加工
3.9
500
1850.0
6
纤维料加工
1.2
500
600.0
7
塑木制品加工
5.0
600
3000.0
8
复合肥原料成本
2.7
500
1350.0
9
合 计
－
－
12500.0
年销售总收入表
序号
名 称
数量(万T)
单价(元/T)
金额(万元)
1
沼气
583万m3
1.2元/ m3
700.0
2
有机复合肥
2.7
800.0/T
2160.0
3
塑木制品
5.0
3000.0/T
15000.0
4
玻璃
0.90
100.0/T
90.0
5
金属
0.28
1000.0/T
280.0
6
合计
－
－
18230.0