3種生活垃圾處置方式的特點解析及評價方法研究展望

王德芳 高賢彪 項娟 李妍 段志潔

摘 要：本文對填埋、焚燒和好氧堆肥3種垃圾收集處置方式的特點及其應用情況進行定性解析，并根據定性比較存在的缺陷，提出對生活垃圾處置方式進行定量評價的必要性，并對其評價方法的研究進行了展望，旨在為生活垃圾處理方式的合理選擇及其評價指標體系的建立提供參考。

關鍵詞：生活垃圾； 處置方式； 特點解析； 評價

中圖分類號：R124.3 文獻標志碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.10.018

Abstract：In this paper， the characteristics and application of landfill， incineration and composting were analyzed qualitatively. According to the defects of qualitative comparison， the necessity of quantitatively evaluating in the domestic waste disposal methods was proposed， and the evaluation method was prospected， aiming to provide reference for the reasonable selection of disposal method and the establishment of evaluation index system.

Key words：domestic waste； disposal mode； features analysis； evaluation

垃圾問題已經成為人類文明發展的一個“世界難題”，如何提高生活垃圾安全化、無害化、資源化處理效率成為了垃圾處置行業的重要發展方向，首要問題是找到一種適宜推廣的、便捷高效的系統性處理方法[1]。目前，混合收集處理是我國大部分城市所采用的垃圾處理方式，即各種生活垃圾混雜在一起收集后再集中處理，傳統無害化處理方式主要有填埋和焚燒，根據《2015年中國統計年鑒》中數據顯示，2014年全國共有818座無害化處理場，604家是衛生填埋場，188家垃圾焚燒場，2014年生活垃圾產生量為1.78億t，生活垃圾無害化處理1.64億t，無害化處理率為92.1%，其中1.07億t為衛生填埋，0.53億t為焚燒，其余顯示通過其他方式處理[2]。除上述兩種傳統處理方式外，好氧堆肥是在通氣條件好，氧氣充足的條件下，好氧菌對廢物進行吸收、氧化以及分解的過程，可以實現易腐有機廢物再利用，產生價值，逐漸成為政府倡導的資源節約型生活垃圾無害化處理方式。

本文根據已有的相關研究資料，對填埋、焚燒和好氧堆肥3種生活垃圾處置方式進行比較，旨在為生活垃圾高效處置方式的評價方法提供參考。

1 3種生活垃圾處置方式的特點及應用概況解析

綜合減量化、無害化和資源化指標，對填埋、焚燒和堆肥3種生活垃圾處置方式的特點進行總結[3-4]，詳見表1。從減量化指標看，堆肥優于衛生填埋和焚燒；從無害化和資源化指標上看，3種處置方式各有利弊。

我國幅員廣闊，不同區域經濟社會發展水平差別很大，垃圾處理方式的選擇受到多方面因素的制約，首先要考慮土地資源的稀缺程度和城市人口發展趨勢，其次還要綜合考慮城市已有的生活垃圾處置場的布局和規劃、當地環境管理和監管水平等因素。焚燒、填埋和堆肥3種處置方式孰優孰劣，沒有絕對標準，需要根據具體情況進行判定并合理選擇。

1.1 衛生填埋處理

垃圾填埋場最大的優點就是操作簡單，可以處理所有種類的垃圾，技術也相對成熟，可以實現較低成本的啟動和運行。垃圾填埋處理最突出的特點是需要投入大量的土地，如目前亞洲最大的垃圾填埋場——上海老港垃圾填埋場，占地約1 467 hm2，但其處理能力有限，服務期滿后仍需建設新的填埋場，進一步占用土地資源[5]。另外，當前我國的垃圾填埋場普遍存在嚴重的二次污染，例如垃圾滲出液、臭味、填埋氣等問題也是困擾垃圾填埋場運行的環境問題。

我國《垃圾填埋場設計規范》明確要求新建的垃圾填埋場要建設填埋氣收集系統，實現填埋氣的利用，其主要方式是利用垃圾填埋氣發電。新建的高水平垃圾填埋場基本上從設計階段就解決了垃圾滲濾液污染地下水和土壤、垃圾堆放臭氣影響場地周邊空氣質量、寄生蟲等對動植物的危害、垃圾填埋氣（主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氫和氮氣，成分和天然氣類似，其中甲烷含量一般達50%以上）安全隱患以及溫室氣體效應等問題，避免了二次污染，同時也加大了項目建設的投資和運行成本。相關數據表明，在填埋氣被集中收集用于發電后，可增加垃圾填埋場20%的庫容量[6]。此外，填埋氣發電無需向政府收取垃圾處理費，國家對垃圾填埋氣上網電價的補貼政策為2005年脫硫燃煤機組標桿上網電價加補貼電價0.25元·（kW·h）-1，補貼時間為自投產之日起15年內。

目前，根據我國經濟社會發展階段及現實情況，衛生填埋具有技術成熟、處理費用低等優點，適用于我國大部分地區[7]，這也是導致衛生填埋依然是我國大部分城市生活垃圾主流處理方式的主要原因。

1.2 焚燒處理

垃圾焚燒處理是除衛生填埋外應用最多的生活垃圾無害化處置方式。相比于垃圾填埋，垃圾焚燒發電首先的優勢就在于減少了占地，對土地資源的索取小，而且減量化和無害化程度都很高，從根本上避免了對地下水和土壤的污染。但污染主要轉化為大氣污染，其范圍變得更廣，處理不當可能產生二噁英——被世界衛生組織稱做“最毒的致癌物質”，因此，在國家對環保管控越來越嚴格的情況下，對焚燒尾氣的關注度日趨增加[8]，該處理方式對焚燒條件要求亦日趨嚴格，其投資和運行成本巨大 。從資源循環利用的角度，配合發電設備將焚燒的能量用來發電，一般垃圾低位熱值達到5×103 kJ·kg-1（1 200 kcal·kg-1）以上時才可以進行焚燒處理，熱值越高，垃圾焚燒的發電效率越高，可以帶來一定的經濟效益，實現垃圾的能源化，但是依然不能完全實現盈利。目前，我國對于垃圾焚燒發電廠的上網電價執行全國統一垃圾發電標桿電價每千瓦時0.65元（含稅），每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280 kW·h；此外，在稅收方面享受增值稅即征即退和免征收營業稅的優惠政策。但垃圾焚燒發電要求每天的垃圾處理量達到一定規模才能夠穩定供應機組，加上投資額較大（平均2億元以上），因此在省會城市可行，在中小城市則不易推廣[9]。

1.3 堆肥處理

堆肥適合于易腐熟、有機質含量高的生活垃圾，可對生活垃圾中可降解的部分進行資源利用，將生活垃圾中的生物質經無害化處理后返回到生態系統中去，有助于改善土壤，是一種符合循環經濟的處理理念。堆肥工藝簡單，等量生活垃圾的處置成本遠遠小于焚燒和填埋，適合在農村地區推廣。根據我國垃圾具體特點，生活垃圾中的易腐有機物含量較高，采用堆肥技術可以達到比較好的處理效果。但堆肥技術不適合不可生物降解部分的有機物和無機物，對這部分的減量化、無害化、資源化程度低[10]；此外，生活垃圾中可能含有有害物質，例如重金屬，對堆肥產品的質量影響嚴重，進入生態系統后會危害人體健康。因此，堆肥方式必須是建立在垃圾分類收集和運輸的前提之下，再將易腐有機物進行發酵，才能在實現有機肥料生產的同時防止重金屬對農作物和土壤的滲入，真正實現無害化和資源化處理。另外，還要指出的是生活垃圾堆肥產品由于其肥效、成本及可能存在重金屬等問題，農戶對其信任度低，較難打開市場，故還需進一步提高其質量監管和政府支持力度。

習近平總書記2016年底在“研究‘十三五規劃綱要確定的165項重大工程項目進展和解決好人民群眾普遍關心的突出問題等”工作會上，強調“要普遍推行垃圾分類制度，努力提高垃圾分類制度覆蓋范圍”。2016年6月國家發展改革委會同住房和城鄉建設部根據《中共中央國務院關于加快推進生態文明建設的意見》和《生態文明體制改革總體方案》的要求，組織起草了《垃圾強制分類制度方案（征求意見稿）》，方案中除了提出強制垃圾分類的對象（公共機構和相關企業）、分類的方法（有害垃圾、易腐垃圾和可回收垃圾）、居民生活垃圾分類的鼓勵方向，也指出了要建立與之匹配的收運體系的重要性，避免出現現階段垃圾分類投放后重新混合收運的尷尬局面。由此可見，在生活垃圾分類勢在必行的情況下，堆肥工藝在易腐有機物的無害化和資源化利用中具有一定的優勢，但還需解決其市場和監管問題。

2 生活垃圾處置方式的評價方法研究展望

以天津市為例，截止目前，天津市共建成生活垃圾無害化處理設施12個，包括焚燒發電廠6個（雙港生活焚燒發電廠、青光垃圾焚燒發電廠、濱海新區第一垃圾焚燒發電廠、大港焚燒廠、天津貫莊垃圾焚燒廠）、衛生填埋場6個（大韓莊垃圾填埋場、雙口垃圾填埋場、武清填埋場、薊縣生活垃圾填埋場、漢沽生活垃圾填埋場、大港生活垃圾填埋場）、綜合處理場2個、糞便和餐飲垃圾處理場各1個。據統計，2014年天津市清運生活垃圾216萬t，其中109萬t是采用衛生填埋的方式，107萬t是采用焚燒的方式。據統計，2014年，天津市填埋處理生活垃圾109萬t，約占總量的50%；焚燒處理107萬t，占總量的49%，填埋比重略高于焚燒。市環衛設施布局規劃提出，到2020年全市垃圾處理處置比例為焚燒50%、衛生填埋20%，完成既定目標任務艱巨[11]。

非定量分析僅可了解3種生活垃圾處理方式的特點，但無法站在全生命周期的角度形成一套科學、系統的生活垃圾不同處置方式的評價方法，對其應用進行系統性的產業指導，尤其對于能夠直接堆肥的生活垃圾部分，沒有確切的數據體現利用當前農業廢棄物和家庭生活垃圾堆肥帶來的環境績效和產生的正面影響。隨著我國垃圾分類相關政策的出臺，生活垃圾分類處理勢在必行，如何對分類后的生活垃圾進行合理的分類處置非常重要，由于研究數據缺失導致無法通過量化數據反映不同處置方式的環境績效，故在未來的工作中開展實地調研顯得尤為重要。可根據實地調研數據繪制生活垃圾高效處置方式的系統邊界圖，確定輸入、輸出和過程，全方位探討對環境量化的貢獻值，包括輸入（基礎建設、能源、資源）的減少、輸出（可回收物、有機肥料、溫室氣體、滲濾液、惡臭氣體）的變化、以及過程控制（無害化、安全化）部分，引入第三方評價，以權威、獨立、科學的方式協助確立生活垃圾的資源化水平評價方法，以量化的結果向社會、政府、公眾反映當前農村生活垃圾處理方式的利弊，為未來在我國推廣高效處置方式提供技術和科學數據的支撐。

通過定期由第三方機構主導的數據收集、數據分析、直觀對比來引導農村生活垃圾高效處置方式的規范化發展，以權威、科學的研究方法和分析數據向消費者、社會、政府等相關利益方展示本系統的相關信息。通過建立一套科學、有效的環境績效評價指標體系，不僅有利于因地制宜選擇適當有效的垃圾處理方式，為政府部門提供決策依據，同時還可改善生態環境，實現資源的綜合利用和環境的低碳綠色發展。

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