沈阳市生活垃圾处理设施布局分析探讨与总体方案
时间：2023-02-10 15:20:06 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
梁东花，徐长勇，蒲东栋
(中国城市建设研究院有限公司 北京100120)
沈阳位于辽河平原中部，下辖 10个区(和平区、沈河区、大东区、皇姑区、铁西区、苏家屯区、浑南区、沈北新区、于洪区、辽中区)、2个县(法库县、康平县)，代管 1个县级市(新民市)，2020年常住人口907万人，较2010年年均增长1.13%。沈阳年均气温6.2～9.7℃，年均降水量在 530～680mm 之间，属于典型的温带半湿润大陆气候，全市以平原为主，地势平坦，山地丘陵集中在东北、东南部。沈阳市作为东北地区最大的中心城市，严格遵循“因地制宜，综合施策；
全面规划，合理布局；
区域统筹，协调发展；
以人为本，社会参与”的原则，力争实现“收运高效标准化，处理协同低碳化，设施集约高质化，管理云端智慧化”的环境卫生管理目标，打造“东北最干净城市”。
沈阳市城乡生活垃圾实行三级管理、多部门分块负责制度：城市管理部门负责清扫保洁和收运，住房城乡建设部门负责设施建设和建筑垃圾综合管理，市政公用部门负责末端设施运行管理。全市中心城区9个区(辽中区除外)和法库县采用完全市场化形式，委托 12家公司实现全域清扫保洁、垃圾清运、公厕管理等，年服务经费约20亿元。
沈阳市现有大辛、老虎冲和西部共3座生活垃圾焚烧发电厂，总处理能力7500t/d，另有12座生活垃圾卫生填埋场承接远郊区县城乡生活垃圾。3座焚烧厂的实际处理量约为设计能力的 80%，远郊区县的12座填埋场有的接近满负荷，有的远低于设计处理能力，有的存在渗滤液积存。总体而言，沈阳市仍存在原生生活垃圾直接填埋的情况，远郊区县填埋场建设和管理水平较低，存在一定环境风险，亟需重新布局全市生活垃圾末端处理设施、整治提升现有设施、满足垃圾分类新要求和提高资源化利用水平[1]。
生活垃圾产生量常见的预测方法有人均法、年均增长率法、一元线性回归法、移动平均法、灰度预测法等[2]。沈阳市近年来多次行政区划调整，城区范围逐步扩大，各区县垃圾量年均增长率波动较大，人口和垃圾量也不呈线性关系。因此，结合第七次人口普查和统计年鉴相关数据，综合考虑东北振兴、垃圾分类、资源回收、无废城市建设等政策性影响因素，采用人均垃圾量法对沈阳市各区县生活垃圾产生量进行预测。经测算，2025年沈阳市城乡其他生活垃圾总量约为 8474t/d，2030年其他生活垃圾总量约为8898t/d，2035年约为 9342t/d，见表1。
表1 沈阳市其他生活垃圾清运量预测表(单位：t/d)Tab.1 Forecast of other domestic waste clearing and transportation in Shenyang(in ton per day)
通过分析沈阳市生活垃圾成分、自然地理条件、经济社会发展水平、城市建设和社会发展对环境的要求等因素，结合国内外同类项目经验，综合确定沈阳市生活垃圾处理技术。
3.1 生活垃圾成分
调研发现沈阳市生活垃圾中厨余类垃圾含量逐渐增加，砖瓦陶瓷器类等无机物含量降低，随着垃圾分类逐渐深入，厨余垃圾收运处理体系逐步完善，其他垃圾热值逐步提高。
3.2 自然地理条件
沈阳位于东北地区南部、辽宁省中部，以平原为主，山地、丘陵集中在东南部，城市生活垃圾夏季产生量多，且含水率高，冬季农村地区或未集中供暖地区生活垃圾往往混入燃煤灰渣，无机质含量较高。因此，开展垃圾分类、针对生活垃圾不同组分的特性，采取差别化选择处理工艺对于提高资源化利用水平和无害化处理效率具有重要意义。
3.3 社会经济发展
沈阳市始终坚持以人民为中心，着力构建现代产业体系，着力建设绿色智慧城市，着力提升公共服务水平。沈阳市社会经济快速发展，环卫事业需满足城市发展需求，作为城市形象和名片的垃圾处理设施宜采用国际先进的垃圾处理技术和先进理念，与城市发展定位相适应。
3.4 环境要求
沈阳市作为辽宁省的省会城市，对生态环境品质和环境卫生水平有较高要求，需结合国内外先进经验，科学合理地选择对环境污染小、可持续发展的垃圾处理技术路线。
3.5 垃圾处理技术发展趋势
生活垃圾处理典型技术包括卫生填埋、焚烧和生物处理等。卫生填埋是垃圾处理中必不可少的处理技术，总的发展趋势是比重越来越小，主要用于残渣填埋。焚烧处理技术的资源化利用率和减量化水平较高，对厂址要求较低，污染控制能力较强，各国焚烧发展较快，焚烧量不断增加，发达国家及国土面积较小的国家焚烧所占比重较大。生物处理由于堆肥市场销路的制约，使其比重逐步降低。近年来，国家发展改革委、住房城乡建设部等部门出台了一系列政策措施，要求各地原则上不再新建填埋处理设施、不断提高焚烧处理能力占比、因地制宜推进生物处理技术[3]。
鉴于国内外垃圾处理技术经验及上述分析，为了使沈阳市能够适应城镇化进程带来的垃圾产量增大的问题、统筹市域生活垃圾处理并更好地建立垃圾分类处理系统，建议沈阳市生活垃圾采用“分类回收为前提＋焚烧发电为主体＋卫生填埋为保障”的技术路线，创新炉渣和飞灰资源化利用技术，减少炉渣和飞灰直接填埋量，充分保障卫生填埋场的有效库容，以最大化实现其应急保障功能；
同时提高远郊区县生活垃圾焚烧能力，通过区域统筹、共建共享等方式提高焚烧处理设施覆盖范围，力争实现全域原生生活垃圾“零填埋”的目标。
为使沈阳市能够适应垃圾分类政策带来的生活垃圾分类处理需求，根据沈阳市自然地理特点、人口区划特征、交通气候条件、经济发展状况等情况，立足沈阳市“东北第一，全国一流”的城市定位，为展现“全国文明城市”“国家环境保护模范城市” “国家森林城市”“国家园林城市”建设要求，建议沈阳市采用分片区集中处理的模式，集中处理经分类后的各类生活垃圾。
沈阳市现有大辛生活垃圾焚烧发电厂主要服务皇姑区、和平区(部分)、于洪区和沈北新区的城乡生活垃圾处理；
老虎冲生活垃圾焚烧发电厂主要服务沈河区、大东区、浑南区、苏家屯区的城乡生活垃圾处理；
西部生活垃圾焚烧发电厂主要服务和平区(部分)、铁西区(含经开区)、辽中区(部分)和新民市(部分)城乡生活垃圾处理；
全市其他区域，即沈阳市北部片区和西南片区，仍然采用填埋方式处理生活垃圾。
4.1 北部片区
北部片区包括康平县和法库县，由于地域广阔，生活垃圾运输距离较远，故各县现状均有3座生活垃圾卫生填埋场，为确定北部片区生活垃圾处理设施布局，对比分析了完全分散式、完全集中式、分散与集中相结合3种模式。
采用完全分散处理模式需依托现有 6座卫生填埋场，服务半径在 10～20km 之间，能实现康平县和法库县全域覆盖；
采用集中处理模式即在服务区域内新建一座焚烧厂，服务半径约为 50km，通过区域统筹、城乡一体化等途径实现区域内原生生活垃圾全量焚烧处理(图1)；
采用集中与分散相结合的处理模式需新建一座焚烧发电厂，服务半径 30km，主要处理康平县和法库县城区、辐射收运沿线的乡镇，同时对超出服务范围的区域仍依托现有填埋场进行处理(图2)。分析设施建设费用、收运系统运行费用、处理系统运行费用和焚烧发电上网收益等经济成本(图3)可知，采用分散与集中相结合处理方式和完全集中处理方式经济效益相近，但综合考虑环境效益和社会效益，结合焚烧厂规模效应和现有填埋场整治提升需要，为避免重复建设，建议沈阳市北部片区采用集中处理模式，即在康平县新建一座生活垃圾焚烧发电厂，通过跨区域统筹的方式实现康平县和法库县全域原生生活垃圾焚烧处理。
图1 北部片区分散处理模式和集中处理模式设施布局图Fig.1 Layout of facilities in decentralized and centralized treatment modes in northern areas
图2 北部片区分散与集中相结合模式设施布局图Fig.2 Layout of facilities in combination mode of decentralization and centralization in northern areas
图3 北部片区不同处理方式经济性分析图Fig.3 Economic analysis of different treatment modes in northern areas
4.2 西南片区
西南片区包括辽中区和新民市，该区域距离沈阳市中心城区的西部焚烧厂较近，基础设施发展水平相对较好，辽中区和新民市现分别建有3座生活垃圾卫生填埋场。因此，在分析该区域其他垃圾处理设施布局模式时，对比分析了 4种方案，即完全分散式、完全集中式、依托西部焚烧厂的分散与集中相结合式、新建焚烧厂的分散与集中相结合式。
采用完全分散处理模式需依托现有 6座卫生填埋场，服务半径在 10～20km 之间，同时需对部分填埋场进行扩容和提升改造；
采用集中处理模式即在服务区域内新建一座焚烧厂，服务半径约为 50km，能实现西南片区全域焚烧(图4)；
依托西部焚烧厂服务半径30km范围内相对集中处理模式，仅能满足辽中区和新民市中心区域生活垃圾处理需求，偏远地区需保留4座卫生填埋场；
新建服务半径30km的焚烧厂相对集中处理区域内部分生活垃圾的方案，依然需要保留4座卫生填埋场(图5)。
图4 西南片区分散模式和集中模式设施布局图Fig.4 Layout of facilities in decentralized and centralized treatment modes in southwest areas
图5 西南片区分散与集中相结合处理模式设施布局图Fig.5 Layout of facilities in combination mode of decentralization and centralization in southwest areas
结合沈阳市“十四五”末原生生活垃圾“零填埋”的总体要求，综合考虑设施建设成本、收运成本、处理成本和发电上网收益等因素，结合环境效益和社会效益的远景分析，确定沈阳市西南片区采用集中处理模式，即在新民市新建一座生活垃圾焚烧发电厂，服务半径 50km，通过区域统筹、城乡一体化等方式实现辽中区和新民市原生生活垃圾全量焚烧的目标需求。
4.3 总体方案
至“十四五”末，建议沈阳市建设投运 5座生活垃圾焚烧发电设施，以实现全市垃圾分类全覆盖(表2)。
表2 沈阳市垃圾焚烧设施一览表Tab.2 List of waste incineration facilities in Shenyang
依托生态文明和垃圾分类战略，结合沈阳市现有生活垃圾处理现状、环卫发展目标，充分考虑沈阳市经济社会发展状况、人口地域分布情况，在最大化利用现有设施的情况下将沈阳市远郊区县纳入资源化利用统计范畴，以实现全市原生生活垃圾“零填埋”目标。中心城区依托大辛循环经济产业园、老虎冲循环经济产业园和西部焚烧厂实现全域焚烧。远郊区县分为 2个片区，即北部片区(包括康平县、法库县)和西南片区(包括辽中区、新民市)。针对 2个片区地形地貌、人口分布、经济水平、交通条件等情况，提出新建生活垃圾焚烧发电厂，覆盖本片区，随着垃圾分类工作不断深入最终实现园区化建设，从而保障沈阳市生活垃圾处理需求，并为同样具有平原和山区相结合、城区和远郊经济差距大、区域覆盖面积广的大城市提供一定的借鉴和参考。
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