李湘洲
(长春理工大学,吉林长春130022)
国外城市垃圾回收利用与管理的新动向
李湘洲
(长春理工大学,吉林长春130022)
介绍发达国家美、日、德、瑞士、澳大利亚、新加坡等城市生活垃圾回收利用、管理与政策方面的最新发展动向。
垃圾;分类;回收;焚烧
目前,国外对生活垃圾的处理方法很多,包括:堆肥、填埋、焚烧、流化床制燃气、垃圾燃料、垃圾养殖蚯蚓法、垃圾制建筑材料、垃圾制石油、纤维糖化技术、废纤维饲料化技术、垃圾炼钢、垃圾产沼气技术等。其中最常见的处理方式是堆肥、填埋、焚烧。不同国家所选择的方式因垃圾成分不同而异,而且也不是一成不变的。
近30年来,国外垃圾焚烧技术之所以飞速发展,其主要原因有:(1)人们的物质文化生活水平有较大提高,垃圾产量猛增,填埋已难以满足需要。(2)燃烧构成发生了重大变化,人们由烧煤、柴改为烧气和石油,并且大量使用电能。(3)出现了超级市场,人们购买到的食品大都经过加工处理,大大减少了厨房废品。(4)各种物品大都改善或增加了包装,垃圾的成分发生了很大变化,垃圾热值有了显著提高。(5)能源紧张,特别是石油危机以后,加速了垃圾产能的开发。(6)垃圾焚烧技术有了进步和完善。(7)焚烧可使垃圾体积减少95%,质量减轻75%~80%。堆肥在国外使用较少,因为与填埋法相比,其投资费用较高。此外,堆肥产品的运费和销路以及产品可能引起土壤重金属污染等问题,都使堆肥法在国外发展较慢[1]。
就城市垃圾的控制、管理而言,国外大多通过法律、经济等手段控制其产生量,而对已产生的生活垃圾,则分类收集、回收利用、分类处理,概括起来有以下措施。
(1)法律控制:a.征收垃圾税,尤其对塑料制品和一次性器具等加重征税的国家越来越多;b.罚款;c.禁用;d.惩处。(2)回收利用。(3)收费制约。(4)绿色交换。
国外生活垃圾的处理技术除了传统的填埋法、焚烧法和堆肥法外,还有以下方法。
(1)内核燃烧法。利用垃圾自身热量焚烧垃圾,采用大量高加料,在垃圾点燃后,在料层底部形成若干热核,热核逐步扩大后使整个料层着火燃烧并燃尽。可以不利用其他辅助燃料来处理低热值、高水分的生活垃圾,这是垃圾焚烧的新方法。
(2)高技术垃圾分选处理法。利用不同垃圾的物理性质,采用人工粗选、重选、磁选以及气流分选等方法进行分类,再进行回收利用。此法最大限度地做到物尽其用,将污染降低到最低限度,是目前最先进的垃圾处理方法之一。由于一次性投入过大,除少数发达国家外,多数国家难以推广使用。
(3)垃圾无害化处理筛选回收法。对生活垃圾实行无害化处理,然后再进行资源回收,在化学试剂(包括催化剂)的作用下,利用微生物的降解力,通过10~15 d的高温处理后,达到有机降解和无害化的目的。最后筛选分离为四部分,用作固体燃料、建筑材料、化工原料和金属原料。是垃圾资源化处理的新方法。
(4)利用动物和微生物处理垃圾。此法目前尚处于实验阶段,但其前景可观。养殖蚯蚓是处理垃圾的一种好方法。一条蚯蚓每天吞食的垃圾量相当于其体重的2~3倍,经蚯蚓吞食处理后的排泄物是优质的有机物;蟑螂可使分解后的有机物垃圾不必再经过腐蚀发臭的污染阶段。如果能有计划、有目的地发挥蟑螂的分解作用,人们将能系统地处理有机物垃圾,并扩大有机质肥源。
美国是世界上经济最发达的国家,也是产生垃圾最多的国家之一。据最新资料,自1960年以来,美国的城市垃圾总量几乎增加了两倍,2005年达到了2.45亿t,平均每人每天产生2.5kg的垃圾。
为了减少城市垃圾,美国长期采取标本兼治的方针。首先致力于改善产品结构,从源头减少垃圾的产生量。如要求生产厂家简化产品包装,制定相关法律,使工厂在生产产品时就考虑垃圾处理和废物利用问题。通过采取一系列措施,美国的城市垃圾从1960年不足1亿t,持续上升到2005年的2亿t之后,开始出现下降趋势,人均每天产生垃圾从最高时的2.5kg,减少到今天的1.8kg左右[2]。
在控制垃圾增加量的同时,美国城市垃圾的处理方式也在不断改进。废纸、玻璃、塑料和金属等可再加工利用的垃圾,先被分类,然后被加工成新产品出售。食品垃圾和庭院草地垃圾则在分类后通过微生物技术制造成堆肥。据统计,城市垃圾回收利用率1960年只有6.4%,1990年增加到16.2%,至今大约30%的城市垃圾已被回收利用,发展速度很快。
对那些无法回收利用的垃圾,则主要采取填埋和焚烧的处理方法。目前被填埋的垃圾占总垃圾量的55%,被焚烧的占17%。美国目前大约有110多个垃圾焚烧场,平均每天的焚烧能力在10万t左右。由于垃圾焚烧和空气污染有密切关系,所以这项工作由美国环保署的空气和辐射办公室严格监管。
就堆肥而言,目前美国庭院垃圾堆肥设施总数有3 000多家,堆肥厂的主要收入来源是向倾倒垃圾者收费。堆肥厂无论由地方政府或私人拥有,垃圾送至堆肥厂时均需交费,标准为50~80美元/t[3]。
美国的垃圾资源回收再利用是通过开展街头的分类收集活动来实现的。由环卫部门,从住户摆放在街头的垃圾桶内收集有用物质。一般每个住户都有一只自己的垃圾桶,里面放废塑料、纸张、易拉罐等,在每周指定时间,要求住户将垃圾桶放在人行道上供环卫人员收集。有些地区则要求居民把垃圾分类放到不同颜色的容器内。有的社区也允许居民将所有有用的垃圾放在一个容器里,然后再由市区进行分栋。
执行这一活动有两个原则:一要方便居民,二要使分类收集的物质易于再生处理。这样做的结果是环卫部门通过定期的分拣,来减少垃圾的总量。在农村,由于垃圾分类收集的成本太高,因此要求居民把垃圾送到处理场去就地分拣,对居民十分不便,参与这种活动的人数相对较少,致使一些有用物质不得不被填埋。
日本是世界上人均垃圾生产量最少的国家,每年每人只有410kg;同时,也是世界上垃圾分类回收做得最好的国家。从1980年开始,日本逐步建立起一套近乎苛刻的垃圾分类制度。每年12月份,日本的每一家住户都会收到一张来年的特殊“年历”,每月的日期都用黄、绿等不同颜色来标注,每一种颜色代表哪一天可以扔哪种垃圾,比如,厨房垃圾,每周三和周五才能扔。如果不严格照规程分类操作,按规定时间扔到指定地点,将面临巨额罚款[4]。
日本的垃圾分类标准严格而细致,包括资源垃圾、可燃垃圾、不可燃垃圾、危险垃圾、金属垃圾等等。分类工作与相关教育和社会管理配套制度密切相关。日本进行了10年全民教育,年年讲,月月讲,通过学校环境教育,由小学生来教育大人,这才有了今天的局面。一个社区新入住的居民,第一天就收到有关垃圾分类的说明和扔垃圾时间表,上面还有中、日、韩、英四种文字说明的彩色漫画图示。
在投放垃圾时加以分类,无疑会大大减轻环卫人员的负担,加快垃圾处理的速度。日本垃圾分为三类:一是可燃性垃圾,包括厨房垃圾、纸屑、破旧服装类等;二是不可燃性垃圾,有陶瓷器、金属、玻璃、塑料、橡胶、皮革;三是大件垃圾,家具、家用电器、自行车等。要求不同类别垃圾在不同时间放到不同的垃圾收集场所。
垃圾减量是从源头上减少和缓解垃圾的形成。日本在这方面主要发动群众,搞“3R”运动。第一个R是减少过分的包装,提倡自带购物袋;第二个R是不用的东西拿出去再利用(如不穿不用的东西拿到市场上出售);第三个R是把废旧物资作为再生资源(如报纸、杂志及纸制品)。
日本垃圾处理的过程大致如下:居民把分好的垃圾投放到指定地点,由垃圾车运往垃圾收集站,经过人工分选,压缩后再送往大型转运站。大型转运站实际上也是一个资源回收中心,在这里通过机械与人工分选的方式,垃圾数量进一步减少。下一步,在大型综合处理厂,分选预处理后的垃圾进入最后的处理阶段,直接焚烧发电,或者制成RDF(垃圾燃料棒)焚烧发电,最终的残渣被送去填埋。
可燃垃圾在经过破碎、分选、干燥、成形等工序之后,变成了直径2.5 cm、长约3~7 cm的燃料棒,热值相当于标煤,这样的燃料棒可以成为发电厂的燃料。与普通的垃圾焚烧不同,RDF的生产实际上是个物理过程。由于温度控制较低、操作相对简单,所以管理比较容易,可靠性高,对环境影响小,因而受到人们的欢迎。它可以作为发电厂的助燃剂,或与其他可燃垃圾一起作为燃料用于发电,发出的电又可以回供工厂[5]。
德国为垃圾处理规定了一个严格的程序:避免—收集—分检—利用—焚烧—堆放。过去,垃圾业的任务是收集和处理垃圾,而现在的首要任务是设法避免垃圾。如科隆市设立了垃圾咨询处,传播如何避免垃圾的知识和方法。德国企业已增强环保意识,不再一味追求繁复的装璜,推出了很多简装商品招揽顾客。
产品责任制原则是德国法律的一个特色。根据这一原则,谁生产了产品,谁就要对这一产品从生产过程直到产品使用结束成为垃圾负责。这一原则不仅解决了废弃物后续处置费用,而且起到鼓励生产者减少原材料的使用量以及用可回收利用材料制造产品的作用。石油工业被要求免费回收废油,并且以无害生态环境的方式对废油加以处理。与此相关的另一个规定是污染者付费原则。公民必须支付以无害生态环境的方式(即费用更高的方式)处理废油所引发的费用。
通过立法进行管理是德国垃圾管理体系中关键的一环。如《废弃物处理法》、《循环经济法》等都是德国政府为适应不同时期垃圾的性质和时代要求而制定的垃圾法。
完善而且提前建立的相关法规推进了德国废物处理业的发展。例如,根据2001年的废物储存法和1993年的生活垃圾处理技术法规,自2005年6月1日起,只有在废物焚化场处理过的生活垃圾才可以排放到垃圾填埋场。这样,使垃圾填埋场的数量大大减少。德国的目标是,争取到2020年,对废物中的有用物质和能源进行全部回收。
从20世纪90年代至今,德国投资了200亿欧元用于焚化场、排放物过滤器、分类场、肥料厂、生物质能厂等方面。现在,德国不仅建立了最复杂、技术含量最高的废物处理系统,同时废物业已成为一个很重要的经济产业。雇员人数高达24万人,营业额高达370亿欧元,其中机器设备的出口额达66%,主要出口国为欧洲邻国、美国和中国。
技术和管理水平的提高,改善了德国的环境状况。20世纪90年代生活垃圾的利用率不到15%,而现在回收率几乎达到了60%,其中玻璃、纸张、包装材料、金属和生物垃圾的回收率已经达到90%。同时空气质量也有了很大改善,工业二氧化碳排放从1999—2003年下降了40%,尘埃排放从1990年的43.1万t下降到2001年的10万t[6]。
经过几十年的努力,瑞士这个面积只有4.1万km2,人口仅700多万的国家,在人均年收入超过4.57万美元,居全球百万人口以上国家第一位的同时,在废弃物循环利用方面也处于世界领先地位。
2001年,瑞士政府颁布《填埋禁入法》,规定城市生活垃圾禁止直接进入填埋场,由末端转向源头处理,形成倒金字塔的管理模式,即必须经源头减量,分类收集、处理、利用后,最终的惰性物质才能填埋处理。
2005年以来,瑞士垃圾产量每年在增长,但送入焚烧厂的垃圾量在减少,可回收利用垃圾量不断增加。其城市垃圾总回收率已达40%以上。以回收利用废塑料瓶为例,目前瑞士全国设有1.5万个回收中心,国民每年人均送往回收中心的塑料瓶100多个。全国废弃塑料瓶回收率已超过80%,而欧洲其他国家的回收率只有20%~40%。瑞士之所以能有如此高的回收率,原因是政府规定相关企业只有在对自己的塑料瓶回收率达到75%以上,才能继续生产或使用塑料瓶作为包装[7]。
旧电池回收和再利用技术复杂,耗资巨大。目前世界上仅有两家大型旧电池回收处理公司,其中就有一家落户瑞士。瑞士有法律规定,居民不得随意丢弃旧电池,更不能遗弃汽车蓄电瓶,电池也不能与其他垃圾混合处理,居民必须将废电池投入专门回收箱,由物业集中处理。目前瑞士的废旧电池回收率已达65%以上,政府期望达到80%以上。
瑞士还有许多致力于再生资源回收利用的民间“回收协会”,并形成一个网络来加强各个回收组织之间的联系,传播有关再生资源分类、回收、处理加工等的最新信息。该协会以其独立性和专业性成为循环经济中的重要组织,起到密切联系官方机构、零售商和普通居民的作用。
澳大利亚年人均产生的垃圾量仅次于美国,居世界第二位。为解决垃圾问题,1992年,澳大利亚联邦政府与各州政府确定了垃圾减量计划,即到2010年,在1992年的基础上减少垃圾50%。政府的政策、管理和宣传在实现目标计划方面起了积极的作用。
一是制定垃圾逐年减少的规划目标,逐年提高废物利用的比例。新州计划在未来12年,使城市废物回收利用率由现在的25%提高到66%;商业及工业由现在的23%提高到63%;建造业及折除业由现在的60%提高到75%。二是积极发挥行业协会的作用,通过各种废物回收利用专业委员会,与城市居民、工商企业进行良好的沟通,制定有关政策,积极引导鼓励人们减少废弃物,提倡利用再生资源。三是注重宣传,加强全民对环保和再生资源回收利用的认识,政府印发小册子,配备教员讲解,评选先进典型,使全民意识有了很大提高。
在澳大利亚,居民及企业废弃物的处理,都必须由个人或企业交纳一定的费用,不管是可利用或不可利用的,包括报废汽车都得自己送到处理场并交费。不管是谁,如果随意丢弃废物,属违法行为,一经发现将会受到重罚,甚至被起诉。所以人们都自觉遵守规定。
澳大利亚的再生资源利用比较充分。由私人投资的澳大利亚最大的废品回收利用企业VISY公司,拥有8000名员工,100座工厂。每年可回收加工85万t纸、50万t玻璃、2万t塑料和0.5万t金属,年销售规模达30亿澳元,已形成一整套回收、加工、产成品循环利用体系[8]。
新州的一家政府所有的垃圾处理厂,占地20.4 hm2,实行工厂化操作。巨大的封闭车间,只有少量工人在车间内进行机械分选。分选出纸、塑料和玻璃,然后分别运往加工企业。分选后不能利用的废物运往填埋场。设备是引进美国的,这样的企业全州共有4个。他们还把生活垃圾收集起来,进行分类粉碎,将绿色垃圾(指没有油漆过的旧木要、树枝、树叶)与厨房产生的有机物垃圾处理后混合,作为蚯蚓的食物,蚯蚓的粪便是很好的农业有机肥料。
新加坡是一个面积只有680 km2的国家,人口密度大,资源匮乏。政府十分重视垃圾废料的再循环利用、节能和环保,以促进经济的可持续发展。从20世纪90年代初起,新加坡政府就开始了促进减少垃圾和废物利用工作,力图减少焚化和填埋的垃圾数量。到2001年,新加坡废物循环量已达处理总量的44%。
近年来,新加坡政府又先后出台了2012年绿色计划、国家再循环计划、无垃圾行动等政策。绿色计划的目标是,政府、公可机构及民众三方合作,订立保持健康生活环境的10年规划。来自上述3个社会领域的115名成员成立了新加坡绿色计划协调委员会和6个行动计划委员会,提出了废物处理、清洁空气、自然保护等24个项目的155个行动计划,并定期检查、评估、监督及落实。
实马高垃圾处理场位于新加坡本岛以南8 km,面积约350 hm2,是世界第一个人工海滨垃圾填埋场。建造实马高垃圾处理场的投资约4亿美元,包括11个大小不同的区域。其规划填埋土方总量达6 300万m3,预计使用30年。1999年4月,随着新加坡政府关闭本岛最后一个垃圾填埋场,实马高垃圾处理场正式开启使用。主要填埋来自新加坡本岛4个焚化场的灰烬,日填埋垃圾量2 000 t左右[9]。无论是规划设计、施工建设还是投入运营,实马高垃圾处理场对自然环境和生态物种的保护都非常重视。
[1] 周维颖.城市垃圾处置和管理的国外借鉴[J].城市,1999(3):57-58.
[2] 李天信.美国2亿t垃圾三成回收[N],经济日报,2000-09-25.
[3] 松 兹.美国的垃圾处理[J].知识就是力量,2003(3):18-19.
[4] 董金狮.垃圾处理:看看发达国家怎么做[N].经济参考报,2010-03-30.
[5] 孙秀艳.垃圾处理:向日本学什么?[N].人民日报,2010.4.8.
[6] 易懿敏.城市垃圾车开向哪里?[J].百科知识,2006.8(下):29-30.
[7] 赵剑英.瑞士:人均首富得益于循环经济[N].经济日报,2005.-08-29
[8] 澳大利亚的废料回收[J].资源再生2008(10):35-36.
[9] 李 满.新加坡:环境保护和循环经济政策收效明显[N].经济日报,2005-08-29.
The trends of urban garbage recycling and management in foreign countries
LI Xiangzhou
(Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China)
This paper introduced the latest trends of urban garbage recycling,management and policies in developed countries,such as America,Japan,Germany,Switzerland,Australia and Singapore.
garbage;sorting;recycling;incineration
X799.3
A
1674-0912(2010)09-0041-04
2010-07-23)
李湘洲(1940-),男,大专学历,副教授,专业方向:机械制造。