垃圾厌氧发酵DCS控制系统

焚烧发电
垃圾焚烧发电以其减量 化最大，无害化程度最 高而受到人们的推崇。 但由于初期投资和运 行费用过高、焚烧烟 气的二次污染和二恶 英问题，又让人们望一定条件下，利用自然界广泛存在的各种细菌，使可被生物降解 的有机物转化成稳定的腐殖质。垃圾堆肥处理可分好氧和厌氧两大类，一般说的垃圾 堆肥往往是指好氧堆肥 。 我国城市生活垃圾有机物含量高(高于50%)、含水率高(50%左右)，因此适合堆肥处理 ，其投资及运行费用介于填埋和焚烧之间，大多数城市易于接受。由于我国垃圾是混 合收集，因此存在堆肥过程中的环保性、堆肥质量及销路等问题，使堆肥技术的推广 受到很大程度的限制。好氧堆肥在国外也呈整体下降趋势。 垃圾厌氧发酵技术是从城市污水处理厂对 污泥的厌氧消化处理技术发展而来的，它 是将垃圾放置在可加温和搅拌的密封反应 器(消化池)内完成反应过程，从而有效缩短 发酵周期，并保证垃圾渗沥液和产生的气 体不泄漏于环境中。垃圾厌氧发酵产出的 气体主要为生物沼气，可用于发电。
固废产业的状况
行业的收购/并购 两个原因促使行业的并购、收购开始了，一是固废处理领域发展的前景可以预见，二是 环保投入都比较大，在这个资本为王的时代，固废行业发展到一定程度，进行行业洗牌 是必然规律。随着固废行业的高速发展，也必将通过一系列收并购来提高行业集中度， 最终会淘汰一大批落后的、滥竽充数的企业，出现一批固废垄断企业，可以预计过几年 后，那些资金雄厚、政府背景深的企业会占据环保领域市场的绝大部分。去年，我国环 保企业纷纷抢占固废市场：中国节能、首创股份、兴蓉集团、国中水务、中环保水务、 北控水务、维尔利等水企通过并购进入固废市场的同时，盛运股份、北京京城机电控股 等则通过收购拓展固废领域，布局产业链发展。 市场热点： 一方面，在相关政策推动下，垃圾焚烧发电、垃圾厌氧发酵、餐厨垃圾、环境修复、垃 圾渗滤液等固废行业多个细分领域市场逐渐走热，吸引着越来越多企业的参与，原来以 水务市场为主的知名企业，开始通过收购/并购的方式进入到固废领域。另一方面，固废 企业各显市场神通，有计划的执行着上市融资计划，战略转型、商业模式创新也在加紧 进行中，
控制系统说明
控制系统可分为三级管理，包括管理级（中心控制室）、控制级（DCS） 及现场级 管理级是系统的核心部分，完成对垃圾分拣，厌氧发酵，沼气发电各过程的 管理和控制，并实现全厂级的自动化。管理级提供人机接口，是整个控制系 统与外部信息交换的界面。管理级上位机具有远程控制操作、状态显示、数 据处理、报警、报表、通讯扩展和冗余等功能。 控制级是实现系统生产功能的关键，也是管理级与现场级之间的枢纽层。其 主要功能是接受管理层设置的参数或命令，对垃圾分拣、厌氧发酵和沼气发 电过程进行实时控制，同时将现场状态输送到管理层。控制级接受生产管理 级的调度，但并不依赖于生产管理级而运行：若监控上位机出现故障或者并 没有投入使用或者通信网络出现故障，现场控制站仍能继续正常工作，对整 个工艺控制没有影响 。 现场级是实现系统功能的基础。现场级主要由检测仪表（如液位计、传感器 等）、控制执行器设备等组成。其功能主要是对系统设备的状态、传感器参 数进行检测，并把监测到的数据上传到控制级，并接受控制级的指令对执行 机构进行控制。
城市垃圾分类处理厂厌氧发酵 西门子DCS自控系统
固废产业的状况
2013年是“十二五”的第三个年头了，回顾2012年度，国家在固废行业出台了许多 政策、如国务院办公厅发布《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》, 根据规划，“十二五”期间，全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2636亿元， 是”十一五”期间投资需求的3.05倍，其中包括：处理设施、转运设施、餐厨处理设施、 存量治理、分类设施与监管体系六个方面。这是利好消息。坏消息就是国内外金融形势 的严峻、经济的不景气。 我们认为，由于我国在改革开放、大力发展经济的30年中，环境保护的欠账太多太 多，雾霾、地下水污染等等重大事件频频发生；所以，即使是在这种经济不太景气的大 环境下，政府还是会出台了这个由国家发改委、住建部、环保部三部委组织编制的《规 划》，具体目标中明确提出，到2015年末，生活垃圾无害化处理将达到90%以上。《规 划》中提出焚烧能力目标，全国城镇生活垃圾焚烧能力要达到总能力的35%以上。截止 到2012年底，我国垃圾焚烧能力占无害化处理能力的20%左右，还需长足发展。据专家 推测，若按照目前焚烧处理量，要满足规划要求，测算按照900吨级每天处理量的垃圾焚 烧厂，在未来3年还需150余座工厂要建设。
固废产业的状况
餐厨垃圾处理市场走热： 技术路线不确定是当期餐厨垃圾处理市场发展面临的最大问题之一，我国缺少无害化彻底、资源化利 用程度高的实用技术和工程，较难实现餐厨废弃物无害化消纳、资源再生利用。然而，还是出现了一 大批先驱企业，例如山东十方、普拉克、嘉博文、北京洁绿等。但我国的餐厨废弃物处理事业仍然处 于起步阶段。 “十二五”期间将是我国攻克餐厨废弃物难题的关键时期。 商业模式的选择： 目前对于企业的服务以及商业模式的规划趋势，有2种预测：1是专业化的发展道路。企业或成为专业 的设备提供商，占领固废行业上游地位；或专注于成为专业的投资运营服务提供商，在垃圾焚烧发电 方面，光大国际、杭州锦江集团等都致力于成为后者。2是做综合服务商。具体来说，综合服务商也 有两种发展方向。其一为区域内（属地性）综合服务商，从垃圾收运到处理处置的全服务，如金州环 境参与高安屯循环经济产业园区，建立专业服务园区；其二是致力于在全国各地做综合服务的投资集 团，如北京桑德集团。 新环保能源控股有限公司（首创股份），目前正在关注污泥处置、垃圾处理、环境修复等领域，将来 也是想成为综合服务商。 南海发展进入固废领域后，通过并购扩大产能实现快速增长，深挖本地资源，延长产业链，实现了从 最早的垃圾焚烧发电拓宽到中转运系统、污泥处理与垃圾焚烧项目的嫁接和餐厨垃圾处理与垃圾焚烧 系统的嫁接。也是一个100%的综合服务商。
项目控制方案(control system)
针对该项目的工艺流程特点和控制要求，尤其对可靠性和稳定性的高度要求，所 以控制设备和网络产品都选择西门子品牌，且都采用了冗余配置。 为了保证系统工作的高可靠性和稳定性，对现场级的IO站，控制级的控制器和管 理层的上层网络，以及系统网络都采用了冗余结构；我们的控制网络如图
行业概况
• 随着我国经济的高速发展，城市化水平和 人民生活水平的不断提高，城市垃圾产生 量与日俱增 。大量未经处理的垃圾不仅占 用土地、破坏景观，而且还传播疾病，影 响环境卫生和居民健康，因此垃圾的无害 化、减量化、资源化处理是中国城镇亟需 解决的重大环境问题之一 。
当前城市垃圾处理的几种主要方式
固废产业的状况
综合环境服务业： 2011年4月，环保部首次发文明确鼓励发展提供系统解决方案的综合环境服务业，探索合同环境服务 等新型环境服务模式，并开展了合同环境服务的模式试点。在2012年上半年环保部公布的《环境服务 业“十二五”发展规划》（征求意见稿）中，再次明确提出要大力发展提供系统解决方案的综合环境 服务。目前，参与循环经济园、静脉产业园等综合园区成为固废领域新的商业模式的尝试。参照综合 园区的治理模式，固废产业的发展趋势将从简单处理走向综合处理。固废领域的综合服务成为商业模 式创新的一种趋势。从具体形式上看，既可以是企业对区域范围的相关固废领域服务进行综合；亦可 以指对整个服务链的综合，企业向产业服务链的上下游延伸。 服务标准会越来越严格： 未来5-10年，国家将在固体废物处理上，会出台更多的控制性标准，固废领域的服务标准会越来越严 格，尤其是二次污染气体的排放标准。一些现行服务标准较为宽泛，使得企业进入行业之后能够快速 发展，一旦严格起来，将对企业服务的专业化提出更高的要求。例如，固废气体/二次污染的排放标准 将会越来越严格。今后，在一定程度上会影响将来对技术路线的把控，一些企业的现有优势可能丧失。 即便现在所采取的技术标准、环境标准符合国家要求的，也应留下一部分的改善空间。以垃圾焚烧为 例，技术标准依然不明晰，这给未来的市场带来不确定性。所以说现在的企业决策应该考虑到这一点， 一面将来措手不及。
城市生活垃圾厌氧发酵处理的优势
城市生活垃圾运来后，直接进入密闭的车间，整个工艺流程中贯通着 专门的除臭系统，因此在厂区里基本闻不到异味。
与普通的填埋、焚烧处理垃圾的方式相比，采用 厌氧发酵工艺处理垃圾最大的优点是，垃圾发酵 产生沼气，而沼气作为一种清洁能源燃烧发电， 避免了二次污染。并且，提高了资源再利用率， 节约了能源 。城市生活垃圾处理将真正实现无害化
、资源化和最大程度的减量化。
项目建设和推广
某城市垃圾分类处理厂引进德国STRABAG先进设备和厌氧发酵 工艺技术(这种厌氧、干式、卧式处理工艺是国内第一家），建 设了这样一个生物方式的垃圾处理厂，该项目是国家工信部和住 建部的示范工程，并具有向全国推广的任务。 厦门拓控自动化有限公司作为西门 子电气全球解决方案合作伙伴，以 及环保领域领先的高端自动化集成 商，有幸参与了上述项目的建设并 完成了该项目的关键部分，即城市 生活垃圾厌氧发酵处理系统DCS控 制系统，这将为我国的城市生活垃 圾处理开创另一种可靠的、全新的 工艺技术。
厌氧发酵原理(anaerobic fermentation)
• 厌氧发酵是垃圾中的有机物在特定的厌氧 环境下，多种微生物对有机质进行分解， 最后将其中的碳以甲烷和二氧化碳的形式 释放出来的过程。 其主要反应：
厌氧发酵工艺流程(anaerobic fermentation process)
厌氧发酵工艺主要用来处理有机生活垃圾。在垃圾混合收集 的情况下，厌氧发酵工艺首先需要进行预处理，以分离不可 发酵部分。对于分类收集的垃圾，由于分类的不彻底，往往 也需要分选预处理 。 因此，厌氧发酵工艺一般由分选预处理、厌氧发酵、后处理 (沼气利用、残渣堆肥等)3部分组成，其主要工艺流程如图
固废产业的状况
未来固废行业发展趋势可能主要包含以下几方面： 1）目前我国解决的主要是垃圾的"无害化"问题，下一步需要解决垃圾"资源化"问题； 2）固废企业模式创新体现在两个方面，一是服务范围不断拓宽，从生活垃圾处理拓宽到餐厨垃圾、 电子废弃物、危险废物、土壤修复、污泥等；二是综合管理服务链不断延长，从收运到处理处置逐步 一体化； 3）固废行业服务标准日趋严格，尤其是垃圾处理设施的建设标准和运营标准，这或许将影响未来垃 圾处理技术路线的选择与把控； 4）企业收并购趋势将继续延伸，任何行业发展到一定程度，进行行业洗牌是必然规律，将来固废行 业也必将通过一系列收并购来提高行业集中度，出现一批固废垄断企业； 5）资本市场加速企业分化，更多的优秀企业会选择上市融资、跟资本市场对接，此举必将加速企业 分化； 6）固废环境服务业将会有质的发展，这是固废行业模式创新的重要内容，而合同环境服务目前仅处 于概念阶段； 7）随着固废行业的高速发展，管理和人才的缺失会成为制约行业发展的重要因素。