我國垃圾處理技術的應用與發展研究

摘 要：垃圾處理一直是國際公認的一大難題。我國由于正處在城市化和經濟加速發展的時期，每年垃圾的產量十分巨大，傳統的垃圾處理方式對環境的污染、對公眾的健康危害已經越來越明顯，探討發展新型的垃圾處理技術已經刻不容緩。

關鍵詞：垃圾處理 垃圾發電 應用

隨著這些年中國經濟的飛速發展和城市化進程的加速，至2008年中國城市生活垃圾總量已經達到1.55億噸，“垃圾圍城”已經是每個地方政府都遇到和感到頭痛的難題——垃圾越積越多，污染問題越來越嚴重。全國600多座城市當中的三分之一以上已被垃圾包圍，全國城市垃圾堆存累計侵占土地5億平方米，相當于75萬畝土地。假如每人每天產生1公斤的垃圾，全球每天新增的垃圾數量就高達600多萬噸，一年產生的垃圾數量更是驚人。長期以來，全球每日數百、上千萬噸的生活垃圾僅以填埋的方式被處理，土地被一座座人工堆積的垃圾山所蠶食，空氣、地下水和土壤被嚴重污染……這就是我們人類所面臨的嚴酷現實。

一、目前我們國家垃圾處理方式的比較應用比較研究：

目前對于城市生活垃圾有三種技術較可靠的處理方式，即衛生填埋、焚燒發電和堆肥。下面就這三種不同的垃圾處理方式的利弊進行簡要的分析。

1、衛生填埋：垃圾填埋的最大優勢在于處理成本相對較低，但要占據很大的土地資源，據北京市市政市容管理委員會有關人士曾透露，北京日產垃圾1.84萬噸，垃圾填埋令北京市每年約需占用500畝土地，幾乎要消耗掉兩個小村莊。垃圾填埋場易產生惡臭、排放甲烷、氨、硫化物等污染物，以及垃圾滲濾液等環境問題。尤其是垃圾滲濾液，作為一種劇毒物質，造成的地表水或地下水污染非常嚴重，土地至少50年不能再使用。垃圾堆放還是有機物、重金屬和病原微生物三位一體的污染源，包含許多致癌、致畸物，并成為蚊、蠅和嚙齒類動物繁殖的溫床，危害人類健康。但由于缺乏資金和技術手段，國內對于垃圾的傳統處理方法就是露天集中堆放或簡易填埋。建設部2006年的調查表明，由于這種露天集中堆放或簡易填埋的垃圾處理方式，全國600多座城市當中的三分之一以上已被垃圾包圍，全國城市垃圾堆存累計侵占土地5億平方米，相當于75萬畝土地，而且，這一數字還在不斷增大。目前所采用的是填埋場的場底輔設聚乙烯隔膜防滲，垃圾壓實后再覆膜掩蓋的處理方式，并有收集處理滲濾液、填埋氣、防治土壤污染的一整套措施。但實際上這些塑料膜材料仍存在未來填埋垃圾出現滲漏、污染地下水等隱患，并且這種填埋場的建造成本和運營費用也相當高，讓普通中小城市望塵莫及。

2、堆肥技術：堆肥技術的投資適中，選址較易但需避開居民密集區，有輕微氣味影響，重金屬污染是最大隱患。但是，由于堆肥質量差、缺乏應用市場，運營商壓力很大。

3、焚燒發電：垃圾焚燒發電技術是發達國家廣泛采用的城市生活垃圾處理方式，最符合“無害化、減量化、資源化”三原則。垃圾焚燒發電的資源回收利用效益相當可觀，按發熱值比較，我國目前城鄉年產2.5億噸垃圾相當于5000萬噸標準煤。焚燒發電占地小而選址容易，可靠近市區，垃圾減容減量十分明顯，僅有10%的殘渣需要處理，在防止地表水、地下水和土壤污染方面較前兩者有優勢，在大氣污染方面有控制技術。建設垃圾焚燒發電廠可節約大量土地資源，這對于面臨垃圾圍城、填埋場選址困難的城市尤其是沿海地區和大城市尤具吸引力。另一方面，焚燒可大大減少垃圾中的有害物質，煙氣經過處理達標排放，減少對地下水和填埋場周邊環境的大氣污染，焚燒產生的蒸汽則可用于發電、供熱，實現資源的回收利用。但是，垃圾焚燒發電技術的主要缺點是投資較大。若綜合考慮到經濟成本與環境成本，垃圾焚燒發電成為未來我國城市生活垃圾處理方式的首選具備其必然性。

二、垃圾發電技術在我們國家廣泛應用的主要障礙——二惡英的達標排放：

二惡英(Dioxin)，又稱二氧雜芑(qǐ)，是一種無色無味、毒性嚴重的脂溶性物質，二惡英實際上是二惡英類（Dioxins）一個簡稱，它指的并不是一種單一物質，而是結構和性質都很相似的包含眾多同類物或異構體的兩大類有機化合物。二惡英包括210種化合物，這類物質非常穩定，熔點較高，極難溶于水，可以溶于大部分有機溶劑，是無色無味的脂溶性物質，所以非常容易在生物體內積累。二惡英有明顯的免疫毒性，可引起動物胸腺萎縮、細胞免疫與體液免疫功能降低等。二惡英還能引起皮膚損害，在暴露的實驗動物和人群可觀察到皮膚過渡角化、色素沉著以及氯痤瘡等的發生。二惡英染毒動物可出現肝臟腫大、實質細胞增生與肥大、嚴重時發生變性和壞死，對動物有極強的致癌性。

從美國和日本等發達國家對空氣中二惡英來源進行的調查結果來看，垃圾焚燒設施的二惡英排放量占有較大比重。近年來我國固體廢物和醫療廢物的產生量和處理量都在不斷增加。各地紛紛建立或籌建集中焚燒設施。2001年國家環保總局組織開展了全國47個重點城市的生活垃圾處理處置設施污染物排放狀況的抽樣調查，接受調查的329個垃圾處理設施處理規模為179348噸/日，大約占全國1.18億噸城市生活垃圾清運量的55%，僅有3.3%的垃圾在20座焚燒爐中得到焚燒處理。所抽取的垃圾焚燒廠煙氣二惡英超標率為57.1％，有的落后垃圾焚燒設施二惡英超標99倍以上。超標的垃圾焚燒爐大都為爐型比較落后的小型焚燒爐。但是考慮到我國的垃圾焚燒率非常低，所以由于垃圾焚燒造成的二惡英污染總量在現階段不是很嚴重。根據估算，我國因垃圾焚燒而排入空氣的二惡英類約為72g TEQ/a，遠遠低于美日kg級的排放水平。當然，垃圾焚燒處理在我國方興未艾，發展勢頭迅猛，應該引起足夠的重視，將可能帶來的二次污染控制在可接受的水平。

2009年，中國城市建設研究院和中國市政工程中南設計研究院的三位專家根據最新研究出來的二惡英排放因子和政府統計數據，估算出2007年全國生活垃圾焚燒廠的二惡英總排放量為608.36克TEQ。這一結果顯示，三年間中國垃圾焚燒廠二惡英排放增長已近一倍。

三、垃圾發電過程中控制二惡英排放量的途徑：

由于相關處理技術的發展，垃圾焚燒產生的二噁英等有毒物質，完全可以控制在安全排放的范圍內。現代垃圾焚燒發電廠對二噁英的控制是采用成熟的“3T”（turbulence、temperature、time）技術，其一是二噁英的產生溫度在360℃-820℃之間，若保持焚燒爐內溫度大于850度，并控制煙氣在爐內停留2秒以上，即可使二噁英得到完全分解，其二是煙氣通過最先進的方式處理，采用半干式反應塔系統+活性炭噴射+布袋除塵器，用活性炭吸附二噁英，用布袋截留灰塵，減少二噁英排放載體，從而將單位二噁英排放控制在0.1納克以內，對人類健康影響可基本忽略。