城市垃圾處理方法及趨勢★

許強 曹文平 王云蘇

（徐州工程學院環境工程學院，江蘇徐州 221111）

城市垃圾處理方法及趨勢★

許強 曹文平 王云蘇

（徐州工程學院環境工程學院，江蘇徐州 221111）

介紹了目前我國城市垃圾處理方法的原理及各自的優缺點，綜合比較后，針對我國基本國情，以及科學技術的發展，提出焚燒將在我國以后垃圾處理中占主導地位，而困擾焚燒技術發展的瓶頸主要包括后續煙氣處理和燃燒熱值不高問題。

城市垃圾，處理方法，垃圾填埋，焚燒

0 引言

隨著城市化進程的加快、人們生活水平提高，城市垃圾的產量逐年增加，成為困擾全世界的問題，被稱為地球“毒瘤”之一。據統計，2006年全世界產生的生活垃圾就達到5.95億t。而目前我國城市垃圾堆存量已高達70億t，占地約5億m2（折合75萬畝耕地），直接造成我國每年約300億元的經濟損失［1］。如今全國600多座城市中，70%已被垃圾包圍，在“垃圾包圍城市”的緊張形勢下，尋求有效的城市垃圾處理方法對實現城市可持續發展具有十分重要的意義。

1 城市垃圾造成的危害

1.1 對大氣的危害

垃圾中有機物分解散發大量熱量的同時，伴有大量氨氣、硫化氫、甲烷等有害氣體的產生，不僅給人帶來惡臭的感覺而且污染空氣，如果任其聚集還會引發火災和爆炸的危害。

1.2 對水環境的危害

1）將垃圾直接倒入江、河、湖、泊等水體中，對水體造成直接污染。2）固體垃圾在堆積過程中，經雨淋作用或廢物的生化降解產生的滲瀝液，含有高濃度懸浮固態物和各種有機與無機成分，如果這種滲瀝液進入地下水或潛蓄水層，將導致嚴重的水源污染而且很難得到治理［2］。

1.3 對土壤的危害

1）固體廢物及其濾出或濾涸液中所含的有害成分經土壤的吸收和其他利用，在土壤中堆積，影響微生物的活動，改變土壤的性質與結構，破壞土壤的腐蝕能力，導致土壤中生長的植物受到不同程度的影響。

2）大量的垃圾在堆積時，占用土地甚至是農田，致使可耕地面積日漸減少。有關資料顯示，每堆集1萬t工業廢渣，需占用土地0.067 hm2。

3）隨著社會的發展，垃圾中含有的化學品越來越多，這些化學品經填埋后可在土壤中存在數十年甚至上百年，加之垃圾中含有的其他毒素和重金屬對土壤的毒害作用，從而使這部分耕地失去了使用價值。

1.4 對社會的危害

1）各城市垃圾在堆放所產生的氣體或液體，對垃圾場附近的居民等產生不良影響。經市環保局調查，填埋場周圍12 km2范圍內的地下水污染狀況嚴重，已無法飲用。2）垃圾堆放場滋生的蚊蟲、老鼠等害蟲，向人類傳染疾病，中國很多垃圾場周邊出現了很多的高發病［3］，如各種惡性腫瘤、白血病等。3）白色垃圾隨風飄揚，造成視覺污染;同時塑料袋被動物誤食會導致動物死亡。4）因為工業垃圾未妥善處理，使垃圾引發的社會沖突越來越多。影響社會穩定，如鉻渣問題。5）城市垃圾可能會涉及地區或國家之間的經濟、政治或外交上的糾紛。

2 城市垃圾處理方法原理及優缺點

2.1 堆肥處理

現代堆肥技術一般采用好氧堆肥。好氧堆肥是有機物在有氧的條件下，利用好氧微生物所分泌的外酶將有機固體垃圾分解為溶解性有機質，并釋放大量能量，除了一小部分用于微生物自身利用，其余均以熱量的方式放出，使堆層溫度升高，殺滅城市垃圾中的寄生蟲、致病菌，達到垃圾無害化。垃圾進入堆肥的熟化階段，較難分解的有機高分子物質也被好氧菌分解成為簡單的碳水化合物，可作為有機肥料為農作物提供充足的養分和豐富的有機物質，改良土壤，不僅使農作物增產同時還可以改善其品質，而且成本低。但是仍存在以下問題:1）處理效率不高，對垃圾進行堆肥前必須進行分選、破碎、保溫、調節pH;腐熟后進行降溫處理等;2）堆肥過程中殘余的重金屬離子會被土壤吸收，傳給植物，最終影響到人體［4］。另外，目前垃圾堆肥技術并沒有得到有效地推廣的原因，可能受到了垃圾成分、垃圾含水率的影響以及堆肥技術的工程化設備、技術等多方面限制。

2.2 衛生填埋處理

衛生填埋是利用工程手段，利用山間溝谷、廢礦坑、洼地，按照環境衛生工程標準將垃圾分層鋪蓋堆填、壓實，并按照操作程序要求進行覆土，達到無害化處理要求［5］，是目前全世界范圍內應用最為成熟、最為廣泛的技術。主要優點是處理量大，方便易行，投資少。但衛生填埋占地面積大，所產生的滲瀝液嚴重破壞農田，易產生二次污染（污染地下水）;被填埋的垃圾經厭氧發酵產生的大量甲烷氣體，濃度達到一定程度后很容易引起爆炸;垃圾填埋場周圍會產生很大異味，嚴重影響大氣環境。此外，受填埋場容量限制，舊的填埋場封閉后，新的填埋場選址非常困難，很多城市已面臨沒有填埋場的危險。而且原生垃圾填埋的自然穩定化需要一個長時間的過程（20年～30年）。

2.3 焚燒處理

垃圾焚燒是一種高溫熱處理的工藝，垃圾在800℃～1 000℃的焚燒爐內通過燃燒，使其中的化學活性成分被充分氧化，留下的無機成分成為熔渣被排出。經焚燒處理，垃圾資源化和減量化高，一般減少體積90%，減重80%;高溫消滅垃圾中的病原體，無害化程度高;經過高溫焚燒后的垃圾殘渣性能穩定，能最大限度地減少二次污染;而且垃圾焚燒產生的熱能能夠被回收進行供熱取暖和發電。不足之處在于設備工藝和技術復雜，一次性投資大，對垃圾低位熱值有一定要求。

3 我國城市垃圾處理趨勢

現階段我國仍以垃圾填埋為主要垃圾處理方法，占垃圾處理量的70%，而焚燒只有10%，但由于垃圾填埋場選址要求復雜、嚴格，我國城市周邊符合填埋的場地嚴重缺乏，衛生填埋已遠遠滿足不了對增長迅速、數量巨大的垃圾處理需求，焚燒勢必將發展成為我國今后垃圾處理的主要方法。近些年來，為了解決垃圾填埋場緊缺問題，通過自主研發和技術引進方法使垃圾焚燒發電項目在我國陸續開工和投產，如北京高安屯焚燒發電廠、上海江橋生活垃圾焚燒廠、重慶同興垃圾焚燒發電廠。

與衛生填埋和堆肥相比較，焚燒具有以下顯著優勢:1）工程占地面積小，這對土地資源十分緊張的發達城市尤為重要［5］;2）能在最短時間內最大程度減少垃圾庫容，而且運行穩定、衛生、可靠、保證率高;3）焚燒過程中產生的煙氣處理技術和設備也日趨完善，能最大限度減少煙氣污染;4）焚燒可以回收垃圾中的能源，變廢為寶，實現垃圾的資源化利用;5）實現垃圾處理的可持續性。全封閉工業化的生產模式，可以基本上不受自然環境的影響，以確保焚燒廠全天候運行，且使用年限可達20年以上;若考慮到焚燒殘渣利用制建材，使用年限可進一步增加，具有良好的可持續性;6）實現垃圾快速穩定化。垃圾穩定化程度高，焚燒后的垃圾基本為無機物，以實現穩定化［6］。

4 存在的問題及解決措施

4.1 可燃組分較低

根據有關材料，城市垃圾的可燃成分為40%以上、低位熱值為4 000 kJ/kg以上、含水量在45%以下時，才能夠自然焚燒，當低位熱值在6 000 kJ/kg以上時，才可以實現穩定燃燒，才能有效利用能源［7］。由于我國國情，我國城市垃圾中可燃組分（紙、樹枝等）比例低、含水量高，導致其燃燒過程困難，所以垃圾在焚燒過程中往往要加入適量的助燃材料。解決方法:推行垃圾分類收集;對垃圾進行失水預處理;焚燒前進行分選等方法最大限度的提高垃圾低位熱值。

4.2 二次污染

垃圾焚燒后產生的煙氣含有大量有害物質，主要有:粉塵、酸性氣體、氨氮化物、有機物（包括二英）及重金屬污染物。煙氣處理不徹底，排放后很容易產生二次污染。對粉塵顆粒的處理可采用袋式除塵器;對于酸性氣體的去除宜采用半干濕法;對氨氮化物，可采用選擇性非催化還原法（SNCR）和選擇性催化還原法（SCR）［8］;對二英類物質和重金屬污染物處理，主要用活性炭吸附最為有效。

為使煙氣排放達到標準，綜合考慮我國目前垃圾焚燒煙氣處理技術及各城市經濟水平，我國煙氣處理宜采用“半干濕反應塔+袋式除塵器”為基礎的成本低廉的工藝流程。對二英類物質和重金屬排放量的控制，現已證明在袋式除塵器前的煙道上設置活性炭噴入裝置是一種有效的二英去除技術，可活性炭價格相對比較昂貴，工業化生產受一定限制，隨著我國社會經濟的發展，相信以后情況會有所好轉。

5 結語

1）城市垃圾對社會造成了較大的影響，對垃圾進行有效處理是勢在必行的。目前常用的垃圾處理方法各自存在自己的優點與缺陷，但是隨著社會、經濟和技術的不斷發展，焚燒技術必將取代垃圾填埋技術。2）垃圾管理應遵循3R原則，即Reduce（減量）、Reuse（再利用）、Recycle（再循環）。首先采取的措施是在源頭減量。其次，利用垃圾焚燒技術在實現垃圾最大限度、最少時間減量的同時，仍需要對其相關的技術領域進行不斷的深入研究，使垃圾焚燒后產生的二次污染減少到最大限度。

［1］李紅梅，陳立權，陳貴.淺談城市垃圾的危害及污染控制［J］.中國高新技術企業，2008（16）：150.

［2］沈曉峰，朱建林.寧波市居民生活垃圾適宜分類方法研究［J］.環境保護與循環經濟，2011，31（2）：37-41.

［3］李鐵峰.城市垃圾的危害與處置［J］.石河子科技，2010（3）：5-6.

［4］郭偉.城市垃圾處理方法的研究［J］.科技信息，2010（8）：10335-10336.

［5］張東翔，李東.國內外城市垃圾處理方法對重慶市的借鑒［J］.重慶大學學報（自然科學版），2000，23（4）：53-57.

［6］王超，王科社.城市垃圾處理方法的研究［J］.環境污染與防治，2004，26（4）：320.

［7］李國建，趙愛華，張益.城市垃圾處理工程［M］.北京：科學出版社，2011：203.

［8］林昌梅.生活垃圾焚燒發電廠煙氣處理工藝的分析探討［J］.福建建筑，2010（10）：92-93.

Disposalm ethods and tendency ofmunicipalwaste

XU Qiang CAO W en-ping WANG Yun-su

（School of Environmental Engineering of Xuzhou Institute of Technology，Xuzhou 221111，China）

The principal，advantage and disadvantage of disposalmethods formunicipal waste were induction.After comprehensive assessment based on fundamental realities of China and development tendency of science and technologies.Burning technologieswould become themain disposalmethod instead of landfill.Burning technologies of bottle-neck includes the following exhaust gas treatmentwas difficultand calorific value was low.

municipal waste，disposalmethods，waste landfill，waste burning

X321

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2012.22.018

1009-6825（2012）22-0229-02

2012-04-23★：徐州工程學院大學生實踐創新項目資助

許強（1990-），男，在讀本科生