城市生活垃圾處理常見技術(shù)分析

李鋼

城市生活垃圾處理常見技術(shù)分析

李鋼

（江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份公司，江蘇 南京 210019）

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活水平的提高及城市化進(jìn)程加快，城市生活垃圾的處理問(wèn)題逐漸凸顯。分析了城市生活垃圾“成分復(fù)雜”“產(chǎn)生量有波動(dòng)”等特點(diǎn)，梳理了目前城市生活垃圾處理所采用的堆肥、填埋焚燒等幾種常見技術(shù)的特點(diǎn)、在中國(guó)的應(yīng)用概況。分析了各技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，針對(duì)目前生活垃圾處理需關(guān)注的部分問(wèn)題，提出了建議。

生活垃圾；處理技術(shù)；固體廢物；廢紙

城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或者為城市日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物，以及法律、行政法規(guī)規(guī)定為城市生活垃圾的固體廢物。其成分主要包括廚余廢物、廢紙、廢塑料、廢紡織品、廢金屬、廢玻璃、陶瓷碎片、磚瓦渣土、糞便等。中國(guó)已于2004年超過(guò)美國(guó)，成為全球最大的生活垃圾產(chǎn)生國(guó)家，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的進(jìn)一步提高，城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，城市生活垃圾產(chǎn)生量將越來(lái)越大，如果得不到有效的處理和處置，極易引發(fā)環(huán)境問(wèn)題。

1 城市生活垃圾的特點(diǎn)

1.1 成分復(fù)雜

城市生活垃圾的成分很復(fù)雜，其物理組成受到多種因素的影響。在自然環(huán)境、氣候條件、城市發(fā)展規(guī)模、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、居民的食品結(jié)構(gòu)和生活習(xí)慣、家用的能源結(jié)構(gòu)等方面的多重影響下，不同地區(qū)的城市生活垃圾成分呈現(xiàn)出或大或小的差異。如中國(guó)某南部沿海城市的生活垃圾組分為灰土類6.4%、金屬類5%、紙類木竹11%、塑料類14%、紡織類3.6%、廚余類60%[1]；某中部城市生活垃圾組分為灰土類8.08%、金屬類0.09%、紙類木竹19.7%、塑料類25.32%、紡織類10.58%、廚余類18.64%。

受到上述因素影響，城市生活垃圾成分也呈現(xiàn)出一定的規(guī)律。一般來(lái)說(shuō)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家與不發(fā)達(dá)國(guó)家相比有機(jī)物多、無(wú)機(jī)物少；南方城市與北方城市相比有機(jī)物多、無(wú)機(jī)物少；夏季產(chǎn)生的生活垃圾含水率要高于冬季的生活垃圾；隨著燃?xì)庠诿裼媚茉粗械钠占?，生活垃圾中的無(wú)機(jī)爐灰比例逐漸降低等。

1.2 產(chǎn)生量有波動(dòng)

城市生活垃圾的產(chǎn)生量從一天之間到一年四季均呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性。以北京市為例，第一季度產(chǎn)生量最多，第二季度開始減少，第三季度出現(xiàn)最低點(diǎn)，第四季度逐漸增加；各城市的生活垃圾收集時(shí)間、收集方式、居民的生活習(xí)慣對(duì)一天之中的生活垃圾產(chǎn)生規(guī)律也有一定影響[2]。

2 中國(guó)城市生活垃圾處理的主要工藝

2.1 堆肥

堆肥法是利用自然界的微生物新陳代謝作用，在適宜的碳氮比、含水率等條件下，微生物以固體廢物中分子量大、能位高的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)源，經(jīng)過(guò)生化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為分子量小、能位低的簡(jiǎn)單物質(zhì)穩(wěn)定下來(lái)，同時(shí)消除其環(huán)境污染，殺滅垃圾中的病菌，具有無(wú)害化和資源化特征，是處理有機(jī)垃圾最有效、最適宜的技術(shù)手段之一。

堆肥主要分為好氧堆肥和厭氧堆肥。好氧堆肥優(yōu)點(diǎn)是工藝相對(duì)成熟和先進(jìn)、機(jī)械化效率高，有機(jī)質(zhì)可以得到完全降解，無(wú)害化效果明顯；缺點(diǎn)是能耗大、費(fèi)用高。厭氧堆肥優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低；缺點(diǎn)是堆肥時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境污染較大，降解不充分。

堆肥技術(shù)在中國(guó)應(yīng)用較早，最初是傳統(tǒng)的草與人糞漚肥，從20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用于城市生活垃圾的處理。最初仍建立在農(nóng)村傳統(tǒng)堆肥的基礎(chǔ)上，并未形成專用于堆肥的成套機(jī)械工藝技術(shù)。20世紀(jì)七八十年代，國(guó)家對(duì)垃圾堆肥工藝技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)給予了大力支持，國(guó)家從20世紀(jì)90年代開始推廣堆肥處理生活垃圾。

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，堆肥的工藝技術(shù)已比較成熟。但由于生活垃圾中含有不可降解成分，增加了分選成本，且堆肥產(chǎn)品與有機(jī)肥相比肥效較低，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；生活垃圾產(chǎn)生的連續(xù)性和堆肥產(chǎn)品銷售的季節(jié)性存在矛盾，也增加了堆肥處理成本。由于上述原因，堆肥在中國(guó)應(yīng)用比例并不高[3]。

2.2 填埋

填埋技術(shù)在生活垃圾處理上應(yīng)用較早，也是應(yīng)用最廣泛的技術(shù)。最初的生活垃圾填埋未考慮廢水及廢氣污染的防治，造成了比較嚴(yán)重的環(huán)境污染。美國(guó)于20世紀(jì)30年代提出“衛(wèi)生填埋”的概念，對(duì)垃圾成分、場(chǎng)地選擇及設(shè)計(jì)、衛(wèi)生填埋作業(yè)及污染物控制標(biāo)準(zhǔn)均有嚴(yán)格的規(guī)定。

衛(wèi)生填埋的處理方法具有技術(shù)可靠、操作管理簡(jiǎn)單、不需要進(jìn)行后續(xù)處置、處理量大、對(duì)垃圾成分沒有嚴(yán)格要求、投資運(yùn)營(yíng)成本較低等優(yōu)點(diǎn)。

中國(guó)生活垃圾填埋設(shè)施最初僅為簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)或垃圾堆放場(chǎng)，僅依靠天然材料阻隔滲濾液，20世紀(jì)90年代初建成了第一座衛(wèi)生填埋場(chǎng)，20世紀(jì)90年代末建成了第一個(gè)采用HDPE膜工藝防滲的生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，21世紀(jì)初建成了第一個(gè)雙層HDPE膜防滲工藝的衛(wèi)生填埋場(chǎng)[4]。雖然衛(wèi)生填埋在中國(guó)起步較晚，但隨著防滲技術(shù)及填埋場(chǎng)廢水廢氣處理技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)生填埋已逐漸成為中國(guó)處理城市生活垃圾的主要方式之一。

2.3 焚燒

焚燒法處理城市生活垃圾的歷史可追溯到19世紀(jì)中期的英國(guó)[5]，至今已有100多年。目前應(yīng)用的各種型號(hào)的焚燒爐已達(dá)數(shù)百種，應(yīng)用于城市生活垃圾最具代表性的焚燒表現(xiàn)在以下幾方面。

2.3.1 層燃型焚燒爐

如滾動(dòng)爐排、水平往復(fù)爐排、順推傾斜往復(fù)爐排和逆推傾斜往復(fù)爐排等焚燒爐。由于爐排能夠?qū)t內(nèi)垃圾進(jìn)行充分?jǐn)噭?dòng)，該種焚燒爐對(duì)于進(jìn)入爐膛的垃圾預(yù)處理要求較低，垃圾層間攪拌充分均勻，可阻止垃圾表面固化，不影響爐內(nèi)垃圾內(nèi)部的傳熱和氣體流動(dòng)，縮短燃燒時(shí)間，保證足夠的燃燒強(qiáng)度[6]；干燥、燃燒和燃燼等一系列過(guò)程都在爐排上完成，處理效率高，燃燒穩(wěn)定，鍋爐蒸發(fā)量變動(dòng)小。

2.3.2 流化床焚燒爐

如沸騰床及循環(huán)換流化床焚燒爐。爐膛內(nèi)的物料實(shí)施內(nèi)部循環(huán)，增加垃圾在爐膛中停留時(shí)間，傾斜布置的布風(fēng)板有利于垃圾中不燃物及時(shí)排出。

由于經(jīng)濟(jì)水平限制，焚燒法處理城市生活垃圾在中國(guó)起步較晚，20世紀(jì)80年代中國(guó)建成第一座現(xiàn)代化焚燒廠[7]。但生活垃圾焚燒處理方法憑借其技術(shù)可靠、操作安全、占地面積較小、焚燒熱能可以再次利用、減量化顯著等優(yōu)點(diǎn)，已成為國(guó)內(nèi)生活垃圾處理的重要發(fā)展方向。

3 目前生活垃圾處理需關(guān)注的問(wèn)題及建議

填埋是中國(guó)城市生活垃圾處理的重要方式，該方法有占地面積大，產(chǎn)生的滲濾液若處理或防滲不當(dāng)，會(huì)對(duì)土壤及地下水等造成污染等缺點(diǎn)[8]。需要盡快從立法、完善垃圾分類終端處理設(shè)施、垃圾分類運(yùn)輸、分類收集、分類投放等方面盡快推進(jìn)城市垃圾分類收集、綜合處理，提高垃圾回收利用率，緩解生活垃圾填埋場(chǎng)的庫(kù)容壓力；在做好防滲工程的基礎(chǔ)上，保證滲濾液處理投資，提高滲濾液處理水平，降低滲濾液泄漏對(duì)土壤和地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)。

焚燒所產(chǎn)生的廢氣如果處理不當(dāng)，將對(duì)大氣環(huán)境產(chǎn)生污染，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。需對(duì)焚燒煙氣中的煙塵、氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、氟化氫、重金屬、二噁英類等污染物采取有針對(duì)性、有效的處理措施，研究開發(fā)操作簡(jiǎn)單、使用方便、準(zhǔn)確可靠的污染監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備，有效地對(duì)垃圾焚燒排放污染物進(jìn)行監(jiān)控，保證垃圾焚燒處理設(shè)施安全、高效地運(yùn)行，焚燒煙氣達(dá)標(biāo)排放。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市生活垃圾的大量增加而引起的環(huán)境污染等問(wèn)題逐漸引起社會(huì)各界的關(guān)注。近年來(lái)，中國(guó)的生活垃圾處理和污染防治工作取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，目前主要處理技術(shù)為填埋、焚燒和堆肥。

在中國(guó)城市生活垃圾處理工藝技術(shù)和運(yùn)營(yíng)管理水平不斷提高的同時(shí)，還需要同步提高生活垃圾分類、回收的能力與水平，減輕生活垃圾填埋設(shè)施的處理壓力；采取焚燒的方式處理生活垃圾有助于生活垃圾的減量化，需從“末端處理措施”方面保證焚燒煙氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，從“監(jiān)測(cè)監(jiān)控”方面保證垃圾焚燒設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行，避免對(duì)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生不利影響。

［1］李晶，華珞，王學(xué)江.國(guó)內(nèi)外城市生活垃圾處理的分析與比較［J］.首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，25（3）：73-80.

［2］聶永豐，金宜英，劉富強(qiáng).固體廢物處理工程技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2012：39.

［3］張英民，尚曉博，李開明，等.城市生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀與管理對(duì)策［J］.生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2011，20（2）：389-396.

［4］劉景岳，劉晶昊，徐文龍.我國(guó)垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)的發(fā)展歷程與展望［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，15（4）：58-61.

［5］逢辰生.世界各國(guó)城市垃圾管理狀況（一）［J］.節(jié)能與環(huán)保，2002（12）：44-46.

［6］邢培生.城市生活垃圾的焚燒處理［J］.工業(yè)鍋爐，2003（4）：10-14．

［7］蘇萍，王國(guó)華，劉聿拯，等.城市生活垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀［J］.能源研究與信息，2002，18（3）：143-149.

［8］毛群英.城市垃圾填埋技術(shù)及發(fā)展動(dòng)向［J］.山西建筑，2008，34（6）：353-354.

X799

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.058

2095－6835（2019）24－0131－02

李鋼（1985—），男，工程師，碩士，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評(píng)價(jià)、環(huán)境規(guī)劃與管理。

〔編輯：張思楠〕