王江辉 姜新建 武亚磊
河南建筑材料研究设计院有限责任公司(450002)
城市生活垃圾处置现状综述
王江辉 姜新建 武亚磊
河南建筑材料研究设计院有限责任公司(450002)
近年来,我国城市生活垃圾产生量不断增长,而城市生活垃圾处理能力发展相对滞后。这里客观地评价了卫生填埋、焚烧、堆肥这三种传统处理方法的优缺点,介绍了汽化熔融焚烧技术、微生物垃圾处理技术、资源化垃圾建材技术等处理方法,提出了三点改进措施,即加强城市生活垃圾分类、构建垃圾处理收费体系、建立完善的城市生活垃圾处理制度。
城市生活垃圾;卫生填埋;焚烧堆肥;处理
随着我国社会经济的快速发展和城市化进程的加快,城市生产生活过程中产生的垃圾废物也日益增多,使垃圾处理日趋困难,由此而来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注。
城市生活垃圾是特指在城市范围中产生的生活垃圾,并不包括农村和其他环境中的生活垃圾。城市生活垃圾一般可分为四大类[1],如表1所示。
目前在我国乃至世界范围内广泛使用的城市生活垃圾处理方式有填埋、焚烧、堆肥三种方法。
2.1 填埋法
填埋法主要有技术成熟、运行管理简单、处理量大、灵活性强、适用范围广、投资及运行费用相对较低等优点,是目前我国城市垃圾集中处置的主要方式。但是填埋会造成很多环境问题:垃圾中的有机组分、填埋场厌氧环境中产生的甲烷,增加了大气污染,并易引起甲烷爆炸事故;填埋场的垃圾受雨水淋滤、地下水侵蚀,大量污染物会进入地下水或地表水系,造成水体污染;填埋产生大量渗滤液的成分复杂、有害物质浓度高;填埋占地面积大,土地征拨费用高,因此选址日益困难。垃圾填埋带来的环境问题及其潜在危害已引起世界各国的日益关注[2]。
2.2 焚烧法
焚烧法的优点主要有:垃圾焚烧处理后,彻底消灭了垃圾中的病原体,燃烧过程中产生的有毒有害气体和烟尘经处理达标后排放,无害化程度高;经过焚烧,垃圾中的可燃成分被高温分解后一般可减容80%~90%,可节约大量填埋场占地;垃圾被作为能源来利用,垃圾焚烧所产生的高温烟气,其热能被转变为蒸汽,用来供热及发电;还可回收铁磁性金属等资源,可以充分实现垃圾处理的资源化;垃圾焚烧厂占地面积小,尾气经净化处理后污染较小,可以靠近市区建厂。焚烧处理可全天候操作,不易受天气影响。
焚烧法还有很多限制因素:焚烧法投资大,占用资金周期长;我国生活垃圾水分和灰分含量高,热值低,需要较多的辅助燃料;焚烧垃圾尾气包含大量颗粒物、SO3、SO2、NOx、HCl、HF、重金属、二噁英等多种污染物,存在二次污染的问题,受到早期尾气净化技术的限制;由于城市生活垃圾中厨房垃圾较多,含盐量较高,对尾气中氯化物贡献较大,HCl会腐蚀焚烧炉,也增加了尾气处理的难度和污染控制成本[3]。
2.3 堆肥法
堆肥法是一种非常环保的垃圾处理方法,投资较低,技术简单,可消除有害病菌的传播。但是目前堆肥法在我国的发展前景并不理想,由于处理成本过高,大部分垃圾堆肥场处于停运状态,只有北京、广西、上海、四川等地几座城市的堆肥厂在运行。究其原因,主要有:堆肥法对垃圾分类要求高、有氧分解过程中产生的臭味会污染环境,但目前,我国生活垃圾为混合收集,杂质含量高,为保证肥料产品质量而采用复杂的分离过程导致产品成本高,没有政府的补贴,是很难运行下去的;一般堆肥厂的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂,并不能当真正的肥料,其销路取决于堆肥厂所在地区土地条件的适宜性、生活垃圾堆肥量大,养分含量低,长期使用易造成土壤板结。生活垃圾不可能全靠堆肥技术处理,必须与其他处理技术相结合。这些因素都严重制约着垃圾堆肥技术在我国城市生活垃圾处理中的进一步发展。
表1 城市生活垃圾分类
3.1 汽化熔融焚烧技术
汽化熔融焚烧技术是一种新型的垃圾焚烧技术,它的技术原理是将生活垃圾中的有机成分汽化和无机成分熔融相结合,完全燃烧垃圾中可燃成分的同时熔融焚烧后的无机灰渣,并回收灰渣中的有价金属、熔融渣等有用物质,所以在更高效地回收生活垃圾中的资源、能源的同时,满足更严格的生活垃圾焚烧污染排放标准,使二噁英、呋喃类、重金属等剧毒二次污染物排放值降至最低,接近零排放化。熔融后的熔渣是一种优良的建筑材料,不仅提高了资源利用率,而且减轻了填埋处置场的负担。
3.2 微生物垃圾处理技术
微生物垃圾处理技术是指在一定控制条件下,利用微生物使有机物生化降解,形成一种稳定的化合物的过程。微生物处理技术的优劣取决于微生物自身的结构和所处环境的代谢状况等。目前,有很多学者通过分析所处环境下微生物的特性,采用多种方式改变工艺中微生物的数量、质量等,开发出了多种微生物垃圾处理技术,如强化微生物处理技术、基因诱变技术等。采用微生物技术对垃圾进行处理,能够最大程度地降低垃圾处理给环境带来的污染,有着广阔的发展前景。
3.3 资源化垃圾建材技术
目前,利用生活垃圾制作建筑材料在我国尚未工业化,但国际上使用垃圾生产建材已有成熟的工艺。俄罗斯的专利技术已获得了国际尤里卡金奖和多项其他奖励,目前已开始工业化生产,并向其他国家转让了技术。这种建筑材料可用于城市建筑和工业建筑,也可用于铁路轨道建设等,其工艺特点是:垃圾不需要分拣,生产过程中不产生有害废气、废水和沉淀物,可以循环使用,整个生产过程为清洁生产。从技术和经济的角度看,垃圾建材具有很强的市场竞争力;从环境的角度看,其效果优于填埋法、焚烧法和堆肥法。因此,垃圾建材具有广阔的应用前景。
4.1 加强城市生活垃圾分类
我国目前的垃圾回收体系主要考虑垃圾的经济价值,如废旧报纸、塑料瓶、金属等,但生活垃圾中更多地是厨房垃圾、玻璃垃圾、塑料垃圾等物品,对于这些目前尚没有经济价值的生活垃圾进行有效的分类是提高城市生活垃圾处理效率的有效措施。如在城市居民区设置不同的垃圾箱,可循环垃圾、可降解垃圾、不可循环垃圾、有毒害垃圾。通过网络、电视、报纸等媒体,提高垃圾分类意识,使全民参与生活垃圾分类。
4.2 构建垃圾处理收费体系
通过经济杠杆来解决垃圾处理问题是目前提高城市生活垃圾处理效率、保护城市生态环境的有效措施。城市生活垃圾处理过程中需要耗费大量的人力、物力和财力,对城市生活垃圾进行收费处理不仅可以弥补生活垃圾处理过程中的耗费,更能够通过合理的城市生活垃圾收费体系促进城市居民的环保意识和垃圾分类意识的提高。
4.3 建立完善的城市生活垃圾处理制度
有效的城市生活垃圾处理制度和法律法规能够规范城市生活垃圾处理过程中人们的规范行为,提高城市环境保护和城市生活垃圾处理的效率。在城市生活垃圾收集处理的过程中,对于生活垃圾排放的地点、场所进行严格规定,对于垃圾的分类排放通过完善的制度进行约束,对于违规、违法排放城市生活垃圾的人或单位进行处罚和监督,可以提高垃圾处理的效率。
[1]张英民,尚晓博,李开明,等.城市生活垃圾处理技术现状与管理对策[J].生态环境学报,2011,20(2):389-396.
[2]CJJ/T 102-2004,城市生活垃圾分类方法及其评价标准[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[3]王俊.新型干法水泥窑焚烧生活垃圾的技术研究[D].西安:西安建筑科技大学,2006:12.