國外垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀及對北京的啟示

柳曉斌 北京市市政市容管理委員會渣土處

1 前言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的垃圾廢物也日益增多。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界每年丟棄25億～40億噸垃圾。2004年，中國的城市垃圾產(chǎn)量首次超越美國，躍居世界第一位。目前，全國城市生活垃圾每年產(chǎn)生量約為3億噸，侵占土地面積多達(dá)500平方公里，全國約有2/3的城市處于垃圾包圍之中，有1/4的城市已無適當(dāng)場所堆放垃圾。而根據(jù)科技部統(tǒng)計，我國城市生活垃圾人均年排放量達(dá)440千克，并且仍在以年均10%的速度增長。

近年來，我國政府高度重視城市生活垃圾處理和處置問題。2011年，國務(wù)院下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作的意見》中提出，到2015年，全國城市生活垃圾無害化處理率達(dá)到80%以上，直轄市、省會城市和計劃單列市生活垃圾全部實現(xiàn)無害化處理。

目前，我國生活垃圾的處理方式主要以混合收集、填埋處理為主。而國外發(fā)達(dá)國家早已推廣垃圾分類收集處理，并有效地減少垃圾填埋過程中的滲濾液以及有害氣體，實現(xiàn)了垃圾處理的減量化、資源化和無害化。本文論述了國外城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀，分析了各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，從而為北京的生活垃圾處理提供參考。

表1 發(fā)達(dá)國家垃圾處理傳統(tǒng)方法比例

2 國外垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀

國外普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，垃圾是一種放錯了位置的“資源”。國際能源署（IEA）特別將垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉醋鳛槠浒l(fā)展目標(biāo)之一。在近一個世紀(jì)的垃圾處理技術(shù)發(fā)展歷程中，國外已基本形成了以填埋、焚燒和堆肥三種傳統(tǒng)工藝（見表1）為主的技術(shù)模式。同時，隨著厭氧消化技術(shù)和生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展，國外也涌現(xiàn)了厭氧發(fā)酵、垃圾氣化等新興技術(shù)模式。

2.1 填埋法

英國最早于1930年，美國于1940年開始采用生活垃圾填埋技術(shù)。填埋處理方法是將垃圾傾倒在選定的場所，填埋到一定厚度，并用機(jī)器碾實后在上面覆蓋一層泥土。填埋法是最早應(yīng)用的一種傳統(tǒng)方法，填埋法技術(shù)比較成熟，處理量大，費(fèi)用低，是當(dāng)今主要的處理方式之一。從無控制的填埋，發(fā)展到衛(wèi)生填埋，包括濾瀝循環(huán)填埋、壓縮垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。采用填埋處理法，首先要防止從廢物中擠壓出的液體濾瀝及雨水徑流對地下水的污染。其次，填埋場應(yīng)設(shè)置排氣口，使厭氧微生物分解過程中釋放出的甲烷等氣體能及時逸出，避免發(fā)生爆炸。但是，填埋法需要占用大量的土地資源，未來垃圾處理方法中，填埋法的應(yīng)用將會越來越少。

2.2 堆肥法

對堆肥技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究始于20世紀(jì)20年代的荷蘭。堆肥化處理是指在人工控制條件下讓垃圾中的有機(jī)物在微生物作用下降解轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)，使其成為可施于農(nóng)田的土壤改良劑。堆肥技術(shù)比較簡單，適合于易腐有機(jī)質(zhì)含量較高的垃圾處理，可對垃圾中的部分組分進(jìn)行資源利用，且處理相同質(zhì)量垃圾的投資比單純的焚燒處理大大降低。堆肥必須是將新鮮的垃圾首先進(jìn)行分類后再將易腐有機(jī)組分進(jìn)行發(fā)酵。目前，國外垃圾堆肥廠數(shù)量總體呈下降趨勢，但垃圾堆肥技術(shù)的發(fā)展并沒有停頓，應(yīng)用最廣的是機(jī)械生物技術(shù)（MBT)。河北省高碑店市的垃圾處理即采用德國先進(jìn)的MBT主體技術(shù)，對垃圾進(jìn)行機(jī)械分揀、生物處理和后處理，產(chǎn)生生物穩(wěn)定的堆肥產(chǎn)物，設(shè)計每年可處理城市生活垃圾4萬余噸。

2.3 焚燒法

焚燒法是一種高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，即以一定空氣與垃圾在焚燒爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，垃圾中的有害有毒物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞。焚燒法減容效果明顯，無害化程度很高，處理周期短，占地面積小，目前在發(fā)達(dá)國家已被廣泛采用。焚燒處理技術(shù)的特點(diǎn)是處理量大，減容性好，無害化徹底，焚燒過程產(chǎn)生的熱量用來發(fā)電可以實現(xiàn)垃圾的能源化。

目前，世界各地應(yīng)用的垃圾焚燒爐達(dá)200多種，但應(yīng)用廣泛、具有代表性的主要有四大類，即：流化床焚燒爐技術(shù)、回轉(zhuǎn)窯焚燒爐技術(shù)、爐排型焚燒爐技術(shù)、垃圾熱解氣化焚燒爐技術(shù)。目前處理生活垃圾應(yīng)用最廣的為機(jī)械爐排爐，其次為流化床爐，回轉(zhuǎn)窯焚燒和熱解氣化焚燒所占比例較小，主要用于處理醫(yī)院垃圾和化工廢料。

2.4 垃圾氣化處理

垃圾氣化是將垃圾中有機(jī)成分（主要是碳）在還原氣氛下與氣化劑反應(yīng)生成燃?xì)猓–O，CH4，H2等）的過程。一般是通過部分燃燒反應(yīng)放熱提供其它制氣反應(yīng)的吸熱。氣化反應(yīng)的產(chǎn)物為燃?xì)夂突曳郑淠繕?biāo)產(chǎn)物為單一的氣態(tài)燃?xì)狻＠硐肭闆r下，燃?xì)庵邪藲饣现械乃心芰浚鴮嶋H的能量轉(zhuǎn)化率為60%～90%。熱解氣化過程是在貧氧或缺氧氣氛下進(jìn)行，從原理上減少了二噁英的生成，同時大部分的重金屬在熱解氣化過程中溶入灰渣，減少了排放量。目前，我國還沒有商業(yè)模式的垃圾直接氣化爐，而德國、瑞士等國已有成型的垃圾氣化技術(shù)，典型的代表有Texaco、Noeu-KRC等公司。

2.5 厭氧消化（發(fā)酵）

厭氧消化（發(fā)酵）技術(shù)是國外一種很有前景的處理垃圾的方法，近年來得到了許多國家政府的大力支持。嚴(yán)格地講，垃圾填埋產(chǎn)生的填埋氣也是利用厭氧消化技術(shù)生產(chǎn)填埋氣，只是填埋氣中甲烷含量較普通沼氣較低。將通過分選的有機(jī)垃圾（比如過期食品、餐廚垃圾等）和其他有機(jī)廢棄物（比如畜禽糞便、有機(jī)廢水、能源作物等）混合發(fā)酵是國外的主流技術(shù)。因為混合物料發(fā)酵優(yōu)于單一物料發(fā)酵。

相對于填埋法，垃圾在發(fā)酵罐中混合發(fā)酵產(chǎn)氣量高、甲烷含量高且甲烷排放量少，便于沼氣集中高效利用。許多國家針對垃圾厭氧消化產(chǎn)沼氣制定了專門的補(bǔ)貼政策，鼓勵利用垃圾和其他有機(jī)廢棄物混合發(fā)酵。我國的沼氣工程雖然發(fā)展勢頭很猛，國家扶持力度也很大，但都是針對農(nóng)業(yè)廢棄物，針對城市有機(jī)垃圾的沼氣工程幾乎沒有。

2.6 其他技術(shù)

在垃圾處理技術(shù)發(fā)展過程中，國外也出現(xiàn)了一些前沿技術(shù)。比如利用餐廚垃圾進(jìn)行生物制氫；蚯蚓處理技術(shù)是通過蚯蚓和微生物的協(xié)同作用使餐廚垃圾中的有機(jī)物進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化，最終生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)肥料；提取生物降解塑料技術(shù)最早由日本九州工業(yè)大學(xué)的Shirai等在1999年提出，主要是利用微生物對餐廚垃圾進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)乳酸，從而合成聚乳酸這種可降解塑料。發(fā)酵廢棄物通過處理后可作為飼料和肥料出售。

根據(jù)國外的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀，筆者將各種垃圾處理技術(shù)進(jìn)行比較并總結(jié)了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。見表2。

表2 生活垃圾處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)

3 國外垃圾處理對北京市的啟示

借鑒國外的垃圾處理現(xiàn)狀和技術(shù)，筆者提出了針對北京城市生活垃圾處理的幾點(diǎn)意見，供城市管理者參考。

3.1 建立完善的垃圾分類收集體系

科學(xué)的垃圾分類，是垃圾減量化、無害化、資源化處理的基礎(chǔ)。各國都把垃圾分類收集作為垃圾處理的前提和基礎(chǔ)。北京在推廣垃圾分類收集過程中，首先要使市民了解何為可回收垃圾，何為不可回收垃圾。

其次，政府應(yīng)進(jìn)一步完善分類處理設(shè)施，建設(shè)方便的垃圾分類收集運(yùn)輸裝置。帶壓縮站的集裝箱壓縮收運(yùn)系統(tǒng)將是今后生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)重要的發(fā)展方向。此外，真空管道垃圾收集系統(tǒng)是目前世界上最先進(jìn)的垃圾收集系統(tǒng)，現(xiàn)已推廣至30多個國家與地區(qū)。北京在新建居住區(qū)可以嘗試引入真空管道垃圾系統(tǒng)。垃圾收集在實現(xiàn)機(jī)械化的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實現(xiàn)了自動化，垃圾流密封、隱蔽，和人流完全隔離，有效避免了垃圾收集過程中的視覺、嗅覺污染，是生活垃圾收集的發(fā)展方向。

3.2 建立健全垃圾管理政策法規(guī)，加強(qiáng)政府監(jiān)管作用

在這一點(diǎn)上，日本和德國的做法值得我們學(xué)習(xí)。通過法規(guī)和經(jīng)濟(jì)政策，日本和德國盡量避免垃圾的產(chǎn)生量，盡可能回收和再利用。北京在向“世界城市”邁進(jìn)的過程中，需要完善垃圾處理的各種法令、法規(guī)，為垃圾處理的長期規(guī)劃提供法律依據(jù)和保障。

另外，對于生活垃圾的管理要做到“政企分開”，政府部門應(yīng)轉(zhuǎn)變職能，主要進(jìn)行政策制定和監(jiān)督管理工作，垃圾的清運(yùn)處理工作逐漸從政府部門剝離，推向市場，由相關(guān)企業(yè)承包處理，垃圾產(chǎn)生者向處理公司支付一定的處理費(fèi)用，而政府無需再提供大量垃圾清運(yùn)、處置的財政補(bǔ)貼，垃圾處理公司實行市場化運(yùn)作，自負(fù)盈虧。

3.3 建立和推行合理的垃圾收費(fèi)管理制度

各國都實行了垃圾收費(fèi)制度，這能大大調(diào)動居民垃圾減量、分類收集的積極性。北京在制定垃圾收費(fèi)制度時，首先應(yīng)制定科學(xué)合理的垃圾收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。既能夠補(bǔ)償垃圾收集、運(yùn)輸和處理成本，也能合理盈利。其次，加大對垃圾收費(fèi)的宣傳力度，動員居民積極參與。第三，制定和細(xì)化收費(fèi)制度的配套政策措施，對于收費(fèi)體系、費(fèi)率結(jié)構(gòu)、低收入戶的費(fèi)用減免、單位垃圾容器體積以及費(fèi)率等方面都應(yīng)周密規(guī)劃。同時，對非法垃圾處置及其他違規(guī)行為制定有效的懲罰制度。

3.4 建立符合市場經(jīng)濟(jì)的垃圾處理運(yùn)行機(jī)制

北京垃圾處理屬于公用事業(yè)，由政府財政支付其運(yùn)行費(fèi)用。由于不產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，無法調(diào)動垃圾處理行業(yè)的積極性，使得垃圾處理行業(yè)技術(shù)含量普遍偏低。所以，北京市可借鑒法國和新加坡的做法，加強(qiáng)政府在城市垃圾處理方面的主導(dǎo)作用。首先，要實行政企分開，建立政府和企業(yè)雙贏的機(jī)制。其次，讓垃圾處理企業(yè)以市場機(jī)制運(yùn)行，強(qiáng)化對市場的監(jiān)管，讓市場機(jī)制直接貫穿垃圾處理的全過程。第三，調(diào)動私營企業(yè)和公眾的積極性。效仿法國和新加坡號召國民開展的“回收再利用”運(yùn)動，我國一方面要發(fā)揮私營企業(yè)的活力，通過對其進(jìn)行認(rèn)證，鼓勵他們進(jìn)行垃圾回收業(yè)務(wù)，由國家頒發(fā)給私營承包商執(zhí)照來處理一些有經(jīng)濟(jì)價值的廢品。另一方面，要發(fā)揮社區(qū)公眾的參與熱情，加強(qiáng)對各類垃圾回收方法在各地區(qū)適用性和經(jīng)濟(jì)性的研究，建立示范工程，發(fā)揮其示范作用。

3.5 加大資金投入力度

我國對于城市生活垃圾處理的資金投入僅占國民生產(chǎn)總值的1%～2%，而發(fā)達(dá)國家已達(dá)到2%～3%，日本的這一比例達(dá)3.7%，看似很小的差距，但是具體到國民生產(chǎn)總值的總量上卻相差甚遠(yuǎn)。我國對于垃圾處理的資金不足是造成垃圾處理效率不高的另一原因。北京在今后的垃圾處理上，需要加大投資力度，建立一批政府為主導(dǎo)的垃圾處理示范工程。同時提高生活垃圾處理項目的政府補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，對垃圾處理技術(shù)方面的創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行獎勵；加快對已有不達(dá)標(biāo)生活垃圾處理設(shè)施的技術(shù)改造。

3.6 研究多元化處理方法，開發(fā)適合國情的高效垃圾處理設(shè)備

北京市目前已經(jīng)擁有一批運(yùn)行良好的垃圾處理項目。但處理模式單一，基本上還是停留在堆肥、填埋和焚燒這三種傳統(tǒng)的處理方法上。而國外已有成功運(yùn)行的垃圾直接氣化項目和垃圾混合發(fā)酵項目，在這些領(lǐng)域我國基本上還是空白。目前我國技術(shù)含量較高的垃圾處理設(shè)備幾乎全部依賴進(jìn)口，因此開發(fā)適合國情的高效率的各種垃圾處理設(shè)備是實現(xiàn)垃圾資源化的關(guān)鍵之一。同時，應(yīng)借助北京“科研中心”的優(yōu)勢地位，開展關(guān)于垃圾處理和資源化利用的前沿課題研究，縮小與國外發(fā)達(dá)國家的差距，提升我國的科研能力。

4 結(jié)束語

以上探討了國外垃圾處理的技術(shù)現(xiàn)狀和對北京治理城市生活垃圾的啟示。當(dāng)然，從源頭減少垃圾產(chǎn)量是解決城市垃圾問題的最佳方法。城市垃圾處理是關(guān)系民生，關(guān)系我國城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，需要政府、市場和群眾各方面共同擔(dān)負(fù)起相應(yīng)的責(zé)任。