城市生活垃圾處理技術現狀及未來發展趨勢

郭 浩

（遼寧省大連生態環境監測中心，遼寧 大連 116023）

隨著經濟的持續增長和人民生活水平的提高，城市化進程也在不斷加快，伴隨而來的便是日益惡化的環境問題，特別是生活垃圾的處理問題。目前，我國的城市生活垃圾產生量仍在以每年8%～10%的速度增長［1］，而無害化處理能力卻明顯不足，處理率僅為63.5%［2］，大量的生活垃圾運到城郊裸露堆放，侵占土地面積多達5×108m2［3］。截至2012年，全國657個設市城市生活垃圾清運量1.7億t，有各類生活垃圾處理設施701座，處理能力為44.6萬t／a，在701座城市生活垃圾處理設施中，填埋場有540座，處理能力為31.0萬t／a，實際處理量為1.05億t／a；城市生活垃圾焚燒廠有138座，處理能力為12.3萬t／a，實際處理量為3584萬t／a；城市生活垃圾堆肥廠 （含綜合處理廠）有23座，處理能力為1.27萬t／a，實際處理量為393萬t／a［4］。

1 我國城市生活垃圾處理技術現狀

目前，我國的生活垃圾處理技術主要有填埋、堆肥、焚燒和堆放簡易處理4種，所占比例分別為61.4%、2.3%、21.1%和15.2%。見圖1。

圖1 生活垃圾處理方法占比示意圖

1.1 填埋技術

我國的填埋技術大致分為兩種：衛生填埋和非衛生填埋。衛生填埋是既有完善的環保措施，又能滿足環保標準的填埋技術；非衛生填埋是有一些環保措施，但不完善，或者是沒有達到環保標準的填埋技術。這兩種填埋方法都存在著一定的環境安全隱患，如垃圾滲濾液對土壤和地下水的威脅［5］。一些地方的垃圾滲濾液的COD高達十幾萬［6］，滲入地下水中后致使地下水中的硝酸鹽、氨氮、細菌總數等項目均超標，有的項目甚至超標數百倍［7］。

1.2 堆肥技術

堆肥技術是在有控制的條件下，利用自然界的微生物來降解垃圾中有機質，使其變為穩定的腐殖質，可作為農業生產等行業的有機肥料或土壤改良劑。雖然我國具有傳統堆肥技術的悠久歷史，但由于我國垃圾未進行有效的分類，使堆肥產品質量不高，處理率嚴重跟不上垃圾產生率等原因，目前利用堆肥法處理垃圾所占比例呈逐漸下降趨勢。堆肥技術也存在著環境問題，堆肥期間產生的氨氣、硫化氫、甲烷等氣體會污染周邊的環境空氣，嚴重的還會引發火災、爆炸等災害性事故［8］。

1.3 焚燒技術

焚燒技術是在大約800～1000℃的高溫條件下，將生活垃圾中的可燃組分經過燃燒，釋放出能量，產生高溫氣體和少量性質穩定的固體殘渣。高溫氣體可用作發電或者熱能回收利用，性質穩定的殘渣可直接進行衛生填埋。由于焚燒技術處理量大、速度快、占地小而且能夠實現減量化、無害化、資源化的目標［9］。目前已經被東南一些沿海城市廣泛采用［10］，并且所占比例呈上升趨勢。但是在我國，利用焚燒技術處理垃圾還存在一些限制，比如垃圾焚燒的最低熱值應在3360kJ／kg以上［11］，如果熱值過低，需要添加燃料輔助燃燒，造成運行成本提高。我國的垃圾分類回收并不理想，很多生活垃圾混合收集，成份也比較復雜，熱值也較低。再者焚燒技術投資和設備的運行及維護相對昂貴，一些經濟不發達的地區難以承受，這也是焚燒技術在沿海一些經濟發達的城市應用比較多的原因。三是焚燒垃圾產生的二惡英，因其結構穩定、半衰期長，僅需暴露一次就可長期留存體內，長期接觸可造成體內蓄積，對人體健康具有極大危害［12］。

1.4 堆放簡易處理

由于垃圾的產生量大而處理能力不足，一些地方和城市的生活垃圾不能及時有效處理，其中一部分堆放到城鄉結合部，占用了大量的土地資源。目前全國大約有200座城市處在垃圾的包圍之中［13］。垃圾中的有害成份析出后又滲入到土壤中或地下水中，對環境構成了極大的危害［14］。

2 城市生活垃圾處理技術未來發展趨勢

我國城市生活垃圾處理技術的發展受到垃圾自身成分、處理技術、公眾意識等諸多因素的制約，處理能力也和城市的經濟發達程度有關系，因此要想實現 “三化”目標，就必須針對不同城市發展相對應的處理技術，使垃圾從 “城市的負擔”轉變為“城市的二次資源”。

2.1 提高處理技術水平

發展高維填埋技術［15］，并將生物工程應用于填埋場的建設，通過控制填埋場內部的一些參數來調節填埋場內部的生物反應速度，加速降解過程和垃圾的穩定化，可大幅度降低滲濾液濃度，提高填埋場的使用壽命，從而縮小填埋空間，節約土地資源，降低環境污染風險。通過對垃圾進行破碎、通風等前處理，提高垃圾的熱值，再通過熱物理傳熱技術改進焚燒發電系統，提高垃圾焚燒產電的能力。也可以使用水泥窯爐和垃圾焚燒爐聯合技術處理城市生活垃圾，該技術不需要二次添加燃料，控制煙氣溫度在850℃以上，停留時間超過2s，防止二惡英的生成［16］。我國是一個農業大國，農業生產中的肥料需求量很大。在廣泛使用化肥的今天，土壤的肥力越來越差，發展高效的堆肥技術，如發酵倉系統［17］、反應器系統［18］等勢在必行。生產高質量的有機肥料不僅可以改良土壤狀況，提高產值，同時也將城市生活垃圾中的有機物質重新資源化利用起來，返還給自然界。

2.2 單一化處理轉向多元化處理

任何一種垃圾處理技術都有各自的優勢，但由于我國城市生活垃圾成分復雜，含水率高，有機物含量大，可回收物含量少，熱值低等特性，采用單一的處理技術很難達到最佳的效果。因此堆肥、焚燒、填埋多種技術相結合的多元化處理方式將成為必然趨勢。但無論采用何種技術處理城市生活垃圾，最終都會有一定的數量殘渣不能再處理或再利用，或是在當時的技術條件下無法再處理或再利用，必需對其作填埋處置，所以填埋技術仍將與城市生活垃圾的處理長期共存。

2.3 提高垃圾處理能力和公眾的分類回收意識

加大資金投資力度，建設有綜合處理能力的垃圾處理廠，減少或杜絕生活垃圾因處理能力和技術的不足而堆放到城市邊緣地帶造成土地資源的浪費。而綜合處理就是從垃圾產生源頭開始進行分類收集、回收利用和最終處理的全過程，從而使垃圾減量化、資源化和無害化，形成以回收利用為主的綜合性垃圾處理系統。垃圾中含有一些半成品和物質原料，通過分類回收可重新生產出一些生活用品，其生產成本較從礦石原料中冶煉低的多，還減少了許多工序，不僅節約自然資源與經濟開支，而且間接的處理和利用了垃圾資源，其經濟效益非常客觀，對城市發展有著巨大的促進作用［19］。此外，政府應加強宣傳力度，使公眾認識到垃圾分類回收利用的好處，增強全社會的資源意識、節約意識和環保意識。同時還應當制定相關法律，并在政策上予以扶持，只有這樣才能在提高廣大群眾環保素質的同時，推進社會循環經濟的發展，使得城市的整體素質更上一層樓。

3 結語

單一的生活垃圾處理技術已經不能滿足當前城市發展的需要，隨著城市化進程的加快和國家對環境保護的力度加大，因地制宜的尋找最優化的垃圾處理方式將成為必然。此外，公眾提高自身的環保意識，對垃圾進行分類，并借鑒國外的成功經驗，真正實現垃圾的無害化、減量化和資源化，讓城市走上和諧、可持續發展的道路。