共建清潔美麗世界之生活垃圾處理處置篇

劉陽，李娟，王丹，劉力奇，羅彬，倪哲，劉天璐，齊長青，劉超，張凱

（1.湖南北控威保特環境科技股份有限公司，長沙 410000；2.北京高能時代環境技術股份有限公司，北京 100095；3.北控城市資源集團有限公司，北京 100124）

1 我國生活垃圾處理處置行業發展現狀

“十三五”時期是我國生活垃圾處理行業發展的重要節點，2019 年城鎮生活垃圾無害化處理率增速首次低于了城鎮化率增速，城市生活垃圾焚燒處理量首次超過了填埋處理量。

近年來，我國生活垃圾處理政策的出臺速度和數量都大幅提升，從近年來國家和地方對垃圾分類的整體部署、目標、落實措施等可以看出國家實施生活垃圾分類制度的決心。政策的覆蓋面越來越廣，深度也在逐漸加強。中西部和農村地區成為未來補短板的重點；農業、電力、建材、汽車等行業出臺垃圾處理相關標準數量的明顯增加，說明行業熱度在增加，垃圾處理與其他相關行業的相互影響在加深。

1.1 垃圾分類

《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》要求，2020 年46 個重點城市基本建成生活垃圾分類處理系統，其他地級城市實現公共機構生活垃圾分類全覆蓋。2019 年7 月1 日，《上海市生活垃圾管理條例》率先實施。在先行先試的46 個重點城市中，生活垃圾分類居民小區覆蓋率達到86.6%，基本建成了生活垃圾分類投放、分類收集、分類運輸和分類處理系統。全國生活垃圾分類收運能力約50 萬t/d。

住房和城鄉建設部將北京市大興區等41 個縣（市、區）列為2020 年農村生活垃圾分類和資源化利用示范縣。農村生活垃圾主流的分類模式是“城鄉一體化集中處理模式”和“就地與集中相結合，差異化分類處理模式”。就城鄉差異而言，農村和城市的垃圾處理在固定資產方向的投入相差較大，農村垃圾分類管理的資金缺口較大。農村垃圾分類尚未建立收費制度，主要依靠政府補貼，而且市場化運行利潤低。所以，社會資本投入的積極性較低，加上技術力量和人才隊伍薄弱，制約了農村生活垃圾分類和處理工作的推進。

信息化等現代技術在垃圾分類過程中得到廣泛應用。垃圾分類信息化是指在生活垃圾收運系統中，基于物聯網技術，從生活垃圾源頭產生到收集運輸直至處置的全過程利用射頻識別（RFID）技術、全球定位系統（GPS）技術、地理信息系統（GIS）技術及圖像傳輸技術等信息化技術。目前，信息化技術已經廣泛應用于垃圾的投放環節、收運環節、處置環節及管理考核層面。

1.2 環衛一體化

智慧環衛在垃圾分類領域的應用主要集中在智能回收、環衛車輛管理和垃圾處理設施管理方面。在智能回收方面，市場上有各種智能回收垃圾箱，可實現身份識別、稱量、積分、滿溢提示等功能；在環衛車輛管理方面，可通過傳感器實現作業路線規劃、電子圍欄、油耗管理、工況監測、工作報表和車輛維保檔案管理等功能；在垃圾處理方面，智慧系統可通過多種智能傳感器采集數據、分析工況，減少人員工作量。

1.3 生活垃圾焚燒

截至2019 年年底，全國投運的城鎮生活垃圾焚燒廠約480 座，在建的生活垃圾焚燒廠約290 座，新建和擴建的生活垃圾焚燒廠占比分別約為70%和30%。

垃圾焚燒發電項目主要集中在東部地區。我國東部、中部、西部、東北地區的生活垃圾焚燒處理量分別占全國生活垃圾焚燒處理總量的65%、16%、16%和3%。江蘇省、廣東省、山東省、浙江省的生活垃圾焚燒年處理量分別為1329 萬t、1242 萬t、1116 萬t 和981 萬t，這4 省份的生活垃圾焚燒處理量總和占全國生活垃圾焚燒處理總量的46%。

生活垃圾日清運量超過300t 的地區，要加快發展以焚燒為主的垃圾處理方式，適度超前建設與生活垃圾清運量相適應的焚燒處理設施，到2023 年基本實現原生生活垃圾“零填埋”。目前生活垃圾焚燒處理率已接近50%，若要實現近零填埋，行業仍有很大的發展空間，垃圾分類的推行也將為主要項目提供更為優質的資源條件。

隨著遠期垃圾焚燒項目的減少，存量項目的改擴建將逐漸增多，行業準入壁壘也將逐步提高，長遠來看，生活垃圾焚燒行業將進入并購整合期。龍頭企業在運營能力和項目經驗等方面的競爭優勢逐步凸顯。2016—2020 年，垃圾焚燒項目的中標企業逐步向國企傾斜，2016 年，全國垃圾焚燒項目的國企中標率為63%；2020 年上半年，全國生活垃圾焚燒項目的國企中標率提升至84%。基本奠定了行業的競爭格局，但受制于地域分布等情況，行業集中度總體偏低。

目前生活垃圾焚燒廠力求打造成集生態和諧、教育宣傳于一體的城市公共服務平臺。常州生活垃圾焚燒發電廠是我國首座無圍墻運營的“鄰利型”垃圾發電廠；雄安新區垃圾綜合處理設施作為目前國內外首個大規模、全工藝、半地下的垃圾綜合處理設施正在施工建設中。

在技術和裝備方面，生活垃圾焚燒爐選型基本以爐排爐為主，發電機組參數由中溫中壓向次高壓發展，并逐步向超高壓邁進，再熱型機組陸續出現，發電效率進一步提升，例如，光大蘇州四期垃圾焚燒項目、河北三河垃圾焚燒項目的熱效率均可達26%。

以垃圾焚燒發電為核心的城市生活垃圾靜脈產業園在全國多地興建，協同處置污泥、餐廚固態殘渣，解決了終端處置的難題，盡可能提升了資源利用率，如岳陽生活垃圾焚燒項目、天津靜海生活垃圾焚燒發電項目等。

在常規的“選擇性非催化還原法（SNCR）+爐內干法脫酸+半干法脫酸+干法脫酸+活性炭噴射+袋式除塵”煙氣凈化工藝技術上增加濕法脫酸技術和選擇性催化還原法（SCR）可實現煙氣的超低排放，如杭州九峰生活垃圾焚燒項目、寧波瀛洲生活垃圾焚燒項目等。目前越來越多的新項目安裝了煙氣“消白”設備。飛灰的處理技術除常規的螯合穩定化技術外，高溫熔融技術也在研發應用中。垃圾滲濾液主要采用“厭氧/好氧硝化+超/納濾+反滲透”和“A/O膜生物反應器+納濾”等技術。

1.4 衛生填埋

2000 年，廣州市興豐生活垃圾衛生填埋場開始建設，該生活垃圾衛生填埋場是根據國際標準和規范建設的采用雙層防滲系統及反滲透工藝處理滲濾液的生活垃圾填埋場，是我國生活垃圾衛生填埋場步入規范化建設的起點。截至2019 年年底，全國共建成生活垃圾衛生填埋場1885 座，總衛生填埋處理能力為54.33 萬t/d。農村生活垃圾的處理以衛生填埋為主。

“十三五”時期以來，城鎮垃圾衛生填埋場的數量、處理能力和處理量仍在增加，但增速減緩。城市衛生填埋能力基本穩定且填埋量出現拐點，處理對象從原生垃圾為主向焚燒殘渣為主轉變。

1.5 其他處理技術

在垃圾分類的推動下，針對小規模生活垃圾的處理技術有多元化發展的趨勢。例如，熱解、氣化、等離子、水泥窯協同等處理技術。雖然這些工藝技術在成熟性和穩定性方面尚存在問題，但反映出生活垃圾處理技術在不斷探索，也取得了一些創新成果。

生活垃圾熱解屬于垃圾熱處理技術，以小規模垃圾就地減量為目的，使用該類技術的項目較少，單臺處理能力大多在10t/d 以下，項目主要落地在中部、西部和西南部地區的農村或偏遠山村。項目存在農村生活垃圾規模小、成分和熱值變化較大、熱解設備和系統建設水平偏低、工藝成熟性差、設備故障較高、廢水和煙氣難以穩定達標等問題。

根據統計，2019 年全國僅有3 個水泥窯協同處置生活垃圾項目，全部為單一來源采購，處置費用在120—225 元/t。水泥窯協同處置生活垃圾在尾氣凈化、水泥品質等方面存在問題，這種處置方式與垃圾焚燒相比并沒有突出優勢。

廚余垃圾處理是隨著生活垃圾分類的推行而衍生出來的。市場上通過對傳統堆肥和厭氧發酵的設備和系統進行改造來處理廚余垃圾，產物為肥料，但肥料的含鹽量和出路是制約該技術發展的主要因素。熱水解、壓榨脫水等生物化學和物理化學處理技術，因能夠實現減量的目標，規模小且工藝靈活，在控制運行成本和二次污染風險的前提下，可成為廚余垃圾集中處理的有效補充技術。

1.6 有機固體廢物處理（餐廚垃圾與廚余垃圾）

“十二五”和“十三五”期間，國家對餐廚垃圾的處理投資分別約為110 億元和184 億元；2014—2016 年，國家發展和改革委員會分5 批公布了開展餐廚垃圾處理的100 個試點項目。截至2019 年年底，全國已建成和在推進的餐廚垃圾處理項目（包括試點項目和非試點項目）約為413 項，合計處理能力超過5.0 萬t/d，約占城市餐廚垃圾產生總量的60%，主要集中在餐廚垃圾集中收運量在100t/d 及以上的城市。2019 年全國廚余垃圾清運量約為9000 萬t，隨著城鎮化、農業現代化和旅游業的發展，廚余垃圾呈逐年上升趨勢。全國已建、在建廚余垃圾處理廠約104 座，處理能力共為1.91 萬t/d，相對于清運量，處理能力存在巨大的缺口。

2019 年發布的《城市生活垃圾分類標志》（GB/T 19095—2019）調整了對餐廚垃圾和廚余垃圾的定義，餐廚垃圾指企業和公共機構在食品加工、飲食服務、單位供餐等活動中產生的食物殘渣、食品加工廢料和廢棄食用油脂等，而將家庭廚余垃圾、農貿市場和農產品批發市場產生的垃圾稱為廚余垃圾。隨著垃圾分類的實施，分出的廚余垃圾約占生活垃圾的35%。在“十三五”期間，廚余垃圾基本形成以厭氧消化技術為主、好氧制肥技術為輔、生物轉化技術為補充的廚余垃圾處理技術路線，前兩者主要為集中處理模式，后者主要為分散處理模式。厭氧消化技術約占70%，就地處理（分布分散）技術約占20%，其他處理（好氧制肥和生物轉化）技術約占10%。

1.7 農村生活垃圾

2019 年，全國共有行政村51.5 萬個、自然村為251.3 萬個，村莊戶籍人口為7.76 億人，村莊環境衛生投入約343.1 億元，垃圾處理投入為173.1 億元，人均環衛投入和垃圾處理投入分別約為44.22 元和22.3 元，兩項投入均較低。因此，加大對農村生活垃圾處理的投入，將是未來生活垃圾處理工作的重點。

《農村生活垃圾處理導則》（GB/T 37066—2018）要求農村生活垃圾采用因地制宜、源頭減量、資源回收、就地利用、集中處理的方式進行處理，有條件的農村宜建設再生資源回收體系；條件成熟的地區宜建立跨村域、鎮域、縣域的“收集—轉運—處理”環衛作業鏈。《2020 年農村生活垃圾分類和資源化利用示范縣名單》發布后，形成灰土、易腐垃圾就地處理為主，可回收物和有害垃圾專業化集中收運處理，其他垃圾城鄉一體化處理的示范模式。

浙江省農村垃圾分類和處理走在全國前列。到2020 年年底，浙江省農村生活垃圾總量基本實現“零增長”，生活垃圾基本實現“零填埋”，全省農村生活垃圾分類覆蓋面在85%以上、生活垃圾回收利用率達45%以上、資源化利用率在90%以上、無害化處理率達100%。

2 發展展望

2.1 政策和管理趨勢

“十四五”期間應當明確垃圾減量化和資源化是政策和管理的重點，明確垃圾分類是生活垃圾綜合管理的基礎，推動垃圾分類進入法制化時代。

2020 年9 月1 日起施行的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》以法律的形式明確了垃圾分類制度，明確提出“國家推行生活垃圾分類制度”，并要求“縣級以上地方人民政府應當加快建立分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理的生活垃圾管理系統，實現生活垃圾分類制度有效覆蓋”。這要求垃圾分類制度在全國范圍內全面實施，縣級以上地方人民政府將成為垃圾分類管理的主體。政府在管理資金、管理人員、管理手段和管理水平方面都需要增加投入。

2019 年5 月生態環境部印發了《“無廢城市”建設指標體系（試行）》，為正確評價“無廢城市”發展建設的現狀提供了量化指標。體系中明確提出生活垃圾領域的相關指標要求，而且在37 項固體廢棄物指標中與生活垃圾分類、源頭減量、資源化利用及處置等相關的主要指標共有10 項。城市生活垃圾的分類減量等工作在很大程度上構筑起了“無廢城市”建設的主要框架，成為推動“無廢城市”建設的有效切入點。

垃圾分類制度和原生垃圾“零填埋”將導致填埋對象發生巨大變化，垃圾滲濾液和填埋氣的產生量將明顯減少，這將降低填埋場的環境風險，提高服務年限。由于填埋對象發生較大的變化，垃圾類型也更加復雜，對填埋場的基礎設施和運營管理都會提出更高的要求，要求運營單位更加專業，政府也應加強監管。

2.2 行業技術發展展望

2.2.1 垃圾分類之人工智能（AI）無人督導技術

利用AI 技術可以實現對投放點數據的自動化采集、運營在線監管以及遠程無人/少人督導。例如，AI 技術可以對投放者進行人臉識別、投放行為識別、投放質量識別等，利用遠程監控，可將投放點運營環境、人員作業情況、投放者投放情況統一納入監管之中，既能減少人工成本，又能實現精準監管。

2.2.2 垃圾分類之商務智能（BI）數據模型分析技術

基于BI 決策工具的數據分析中心是一種對于管理者來說極其有力的管理工具。通過配置規劃分析，可以建立各類針對垃圾分類的管理模型，如精準宣教管理模型、基礎設施配置優化模型、終端處置能力規劃分析模型、產業布局發展規劃分析模型等，這些模型基于對海量的垃圾分類各個環節的數據進行統計和分析，形成了智能化的模型，可為管理決策提供強有力的數據支撐。

“十三五”期間，以我國東部發達地區為代表的智慧環衛系統的建設和應用基本實現了數據傳輸、可視化和無紙化辦公，隨著國家將加大第五代移動通信技術（5G）基礎建設力度，智慧環衛將在垃圾收集和處理領域有更多應用。隨著物聯網和云計算等技術的發展，建立在當前智能回收基礎上的前端垃圾分類投放環節，將逐步具備對人們行為督導、提醒等功能；以設備或集成裝備為主導的垃圾處理設備將實現更高程度的無人值守和無人駕駛；垃圾填埋場的信息化應用也將隨著無人機、虛擬現實（VR）和機器學習等技術的發展而得到全面應用。政府作為監管主體，借助智慧環衛系統的數據積累可以提高整體部署的精準性和管理水平，同時可為預測管理和規劃管理提供支撐。

隨著垃圾分類的實施，對焚燒爐膛溫度控制優化提出了新要求，同時垃圾量下降對企業經濟效益也產生了影響。目前各地普遍對濕垃圾的處理能力不足，技術也存在短板。我國城市生活垃圾中約有35%的餐廚垃圾和廚余垃圾，全國每年清運廚余垃圾約3000 萬t，折合每天約為25 萬t。隨著垃圾分類工作的持續推進，將倒逼垃圾終端利用與處置進行升級，提高終端資源化和能源化的深度和價值。

2.2.3 生活垃圾焚燒能力提升

對于既有焚燒設施，需要加快推進設施升級改造，按照高質量發展要求優化焚燒處理技術，完善污染物處理配套設施，逐步提高設施運行的環保水平，如補齊焚燒飛灰處置設施短板。對于擬建焚燒處理設施的區域，從規劃布局、跨區域共享、處理對象協同、充分利用原有處理設施的角度做好選址工作，建設與垃圾清運量增長相適應的焚燒處理設施；生活垃圾日清運量超過300t 的地區或通過跨區域協同可達到建設焚燒處理規模的區域，將加快建設焚燒處理設施。

2.2.4 廚余垃圾處理

在垃圾分類的引領下，科學評估廚余垃圾處理模式和技術路線，采用集中與分散相結合的方式，提高廚余垃圾處理能力、推廣多元化的廚余垃圾資源化利用技術，有條件的地區應積極推動既有設施向集成化、智能化、自動化、低運行成本的方向改進，并著力解決沼渣、沼液等的資源化應用問題。

2.2.5 垃圾填埋場高效利用和規范運維

《“十三五”全國城鎮生活垃圾無害化處理設施建設規劃》中明確提出，衛生填埋剩余庫容宜滿足該地區10 年以上的垃圾焚燒殘渣及生活垃圾填埋處理要求；不鼓勵建設庫容小于50 萬m3的填埋設施。垃圾分類制度的實施將最大限度降低進入填埋場的原生垃圾量，由于填埋場對選址要求高，新建難度越來越大，加上我國城鎮化建設過程中生活垃圾產生量將持續增加，其他固體廢物也需要依托衛生填埋場進行處理處置。因此，衛生填埋場庫容將成為稀缺資源和“垃圾焚燒后時代”衡量垃圾處理系統穩定性的重要指標。在不再規劃和新建原生垃圾填埋設施的指導原則下，現有生活垃圾填埋場剩余庫容轉為“兜底”保障填埋設施，同樣需要加強統籌管理。例如，完善垃圾滲濾液處理設施的處理效果和處理能力，加強生活垃圾填埋場中飛灰填埋區防水、防滲漏保障等。

隨著填埋場的填埋對象由生活垃圾向多種垃圾（分類后的非原生垃圾、焚燒飛灰、工業垃圾、部分危險廢物等）轉變，需要識別填埋場運維過程中環境污染控制因素，提高現有填埋設施運營管理水平，包括填埋場的作業方式、處理工藝、管理方式，原有的滲濾液導排系統、處理系統、填埋氣的收集和綜合利用系統等也將同步升級。

對于庫容已滿的填埋場，合理評價現有填埋場現狀，開展封場治理、生態修復是當務之急。

2.2.6 協同處理提高資源利用效率

隨著垃圾焚燒處理能力的不斷提升、垃圾分類政策的推行，已建成和將投產的生活垃圾焚燒處理設施可能會由于產能過剩而閑置，因此部分一般工業固體廢物將可能與生活垃圾協同處理。對于尚未出臺垃圾分類法規的地區和廚余垃圾資源化產品缺乏消納途徑的地區，廚余垃圾也將可能納入現有焚燒設施統籌處理。通過政策推動廚余、餐廚和園林垃圾等多源協同生活垃圾處理，逐步提高全量消納的水平。在其他成分與生活垃圾協同處理過程中，應充分梳理不同技術的應用邊界與適用性，探索技術路線間的協作與互補，并完善全鏈條、多源數據、多維度的綜合績效測評。

2.2.7 礦化垃圾開采

我國垃圾累計填埋量達到30 億t。隨著全國城鄉一體化建設持續推進，土地區位功能將發生變化，老舊填埋場的地理位置相對城市中心距離越來越近，土地價值發生明顯變化，其治理及綜合開發的需求將日益旺盛。隨著垃圾分類工作的深入展開，在大城市已建成的垃圾焚燒設施處理能力閑置，以及城市土地開發需求的推動下，對礦化垃圾開采及焚燒處理的熱情將逐漸釋放。