城市生活垃圾處理方法概述

王旻烜 張佳 何皓 張家仁

摘要：城市生活垃圾的處置一直是環保問題的關注點，城市生活垃圾會對環境帶來非常大的傷害，而且會影響到城市居民的生活與健康。針對城市生活垃圾處理方法有：焚燒法、填埋法、堆肥法。我國城市生活垃圾大部分混合收集，廚余垃圾量占比較大。本文概述了三種垃圾處理方法的優缺點，同時也簡述了受到廣泛關注的垃圾熱解氣化技術。

關鍵詞：城市生活垃圾;垃圾處理;熱解氣化;生物質廢物

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.028

Abstract：Disposal of municipal solid waste has always been a key issue for environmental protection.Urban solid waste is very harmful to the environment and will affect the life and health of urban residents.For municipal solid waste treatment methods： incineration，landfill，and compost.Most of the domestic garbage in China is collected in a mixed way， and the amount of kitchen waste accounts for a relatively large amount.This article outlines the advantages and disadvantages of the three waste treatment methods，and also briefly describes the widely used waste pyrolysis and gasification technology.

Keywords：Municipal solid waste;Garbage treatment;Pyrolysis and gasification technology;Biomass waste

我國城市生活垃圾隨著持續不斷的城市發展和人民生活水平的提升，產生量每年都在遞增，其引起的環境污染問題越來越嚴重。城市生活垃圾[1]主要包含居民生活垃圾、商業垃圾和公共場所、學校、工廠等在日常中產生的垃圾，以及為城市生活提供服務的過程中產生的固體廢物。根據2017年中國統計年鑒的統計[2]，2017年全國生活垃圾清運量2.15209×108t，無害化處理能力6.8×105t/d，無害化處理量2.10342×108t，其中衛生填埋1.20376×108t，焚燒8.4633×107t，其他5.332×106t，衛生填埋占比最大，達到57%左右。生活垃圾無害化處理率為97.7%。城市生活垃圾對環境的危害非常大，大氣環境、地下水源、土壤和農作物等方面都會帶來污染，而且會影響到城市居民的生活與健康，并且有些危害造成后很難消除。為了更好地實現可持續發展，環境保護力度持續加大，城市生活垃圾處理就越發迫在眉睫，同時對于垃圾無害化處理和資源化技術要求也更高。

1 城市生活垃圾處理方法

在城市生活垃圾處理方面，不同國家針對其城市生活垃圾的特性[3-6]，采用的垃圾處理方法會與其國情相對應。我們國家城市生活垃圾大部分混合收集，廚余垃圾量較多（60%），有機垃圾含量60%，高熱值垃圾量約30%，熱值普遍較低，同時我國垃圾的含水率較高為55%～65%。其高含水率、灰分和低燃燒熱值給城市生活垃圾處理帶來一定難度。城市生活垃圾處理方法主要有三個：焚燒、填埋、堆肥。

1.1 焚燒法

焚燒法是將城市生活垃圾中的可燃成分與空氣中的氧氣進行燃燒反應，使其變成無機物，焚燒處理可減容80%～90%[7]。發達國家處理城市生活垃圾普遍選取焚燒法，相對來說此方法效果比較好。焚燒法可以將城市生活垃圾減量化、無害化、資源化，使得土地占用率大大降低。垃圾單位處理成本較高，焚燒爐等設備復雜，運行費和建廠費用高;焚燒過程中會產生致癌物二噁英污染物，該物質毒性巨高，由于自身結構難以降解。此外垃圾焚燒要求垃圾具有一定的熱值[8]。

1.2 填埋法

根據中國統計年鑒可知，我國填埋處理的比例最大（57%左右）。填埋法是厭氧條件下，土里的垃圾經過微生物分解，產生CH4和CO2等沒有危害的物質，是垃圾的最末端處理。填埋法雖大大節約了建廠和運行的成本，但是填埋法大大占用了土地資源;同時處理中帶來的滲濾液、沼氣和腐臭會對周邊水體、土壤、大氣帶來環境危害，一定程度上會影響周邊居民正常生活和人身健康。隨著越來越多國家對環境問題的關注和重視，歐洲國家已嚴禁對原始垃圾的直接填埋[9]。

1.3 堆肥法

堆肥法是微生物將垃圾中易腐蝕的有機質分解并轉化成有機肥。堆肥法的優勢在于將生活垃圾無害化、資源化，轉化后的有機肥也可作為土壤改良劑。但針對我國城市生活垃圾處理時[10]，由于垃圾成分復雜、分選難度大，導致堆肥效果差和肥料質量不高，未分類垃圾中的重金屬成分等還會產生二次污染等問題。堆肥工藝按需氧程度分為好氧堆肥和厭氧堆肥，好氧堆肥[10]是有氧條件下，垃圾中有機物經好氧細菌吸收、氧化和分解的過程。其因溫度高和速度較快等優勢多被現代化堆肥場所采用。

將發達國家生活垃圾特性比較（表1），同時分析其處理技術現狀，會發現：美國占比最多的是垃圾中有機物和紙類，在50%以上[5-6]，處理方法中填埋占56%、回收占30%，其他是焚燒法[3]。日本受較小的國土面積和較多的人口數量所限，大部分垃圾（70%以上）采用了焚燒法，剩下多為填埋、堆肥和回收。中國和發展中國家（印度、泰國、巴西等），廚余垃圾是生活垃圾中占比最多。經濟不斷發展下，較多國家如新加坡、瑞士等都主要用焚燒法處理垃圾，此比例已接近或超過其他的方法。

2 垃圾熱解氣化技術

該技術是用高溫裂解方式，干燥、熱解、熔融或燃燒城市生活垃圾，生成氣體燃料（CH4、CO、H2等）、液體燃料（如焦油）和固體（生物炭等）的過程[11]。其優點非常多，受發生環境（絕氧、極低氧）影響，將大大降低SOx、NOx 和HCl 等污染氣體，大幅度降低排放廢氣，尤其是能有效降低二噁英前驅體的生成量，避免對環境造成二次污染。有害重金屬熔化后被固定在炭黑中，從而有效防止重金屬類溶出，熔融后的底渣也能轉換成有價值的物料，可作基建的填充材料[12]。該技術能處理不適于焚燒和填埋的難處理物，同時可回收利用生物質能和各種類型的垃圾（如城市生活垃圾），將其變成多種有用的物質，主要是可燃性的氣體、液體和以游離碳為主的殘渣，可以直接用作化工合成原料和優良的輔助燃料[13-14]。這使得熱解氣化生活垃圾獲得燃料油、可燃氣成為一種新的垃圾資源化方式，該技術在物質回收和防止環境污染方面遠優于焚燒過程，受到世界各國研究者的廣泛重視。而我國大城市的生活垃圾中廚余和餐飲等有機廢物比例大，其生物質廢物含量高這一特點就很適合利用熱解氣化技術將其廢物變寶，轉變成其他有用的物質。近年來，我國環保企業也已布局熱解氣化技術[15]，主要集中在西南地區，建成了一些中試及示范工程，其中廣西、云南兩省數量最多。

3 結束語

城市生活垃圾處理一直是環境保護的關鍵問題，綜上發現，任何單一處理方法都不能完全科學有效的處理垃圾，綜合處理方法才是根本之路。其中，熱解氣化技術是垃圾處理方法中的一個熱點，但我國熱解氣化多以小型化為主，同時也缺乏相關國家政策和標準，與國外的熱解氣化技術仍有差距。目前國外城市尤其是發達國家的生活垃圾處理得相對很好，首先因為其垃圾處理技術優于國內，其次國外大都嚴格遵循垃圾分類規定。參考國外經驗，針對我國城市生活垃圾的處理除了優化和提升處理方法，也得廣泛宣傳垃圾分類制度，從而使得城市生活垃圾無害化、資源化。

參考文獻

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收稿日期：2019-12-12

作者簡介：王旻烜（1990-），女，漢族，碩士研究生學歷，工程師，研究方向為生物燃料及新能源。