城市固体废物现状及处置技术比较分析

刘敬武

（江苏润天环境科技有限公司，江苏 宿迁 223800）

城市固体废物又称城市生活垃圾，是指城市居民日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物[1]。根据城市固废来源不同，其可以分为普通垃圾、建筑垃圾、危险垃圾以及其他垃圾等。依据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，“大、中城市人民政府环境保护行政主管部门应当定期发布固体废物的种类、产生量、处置状况等信息”。生态环境部发布的《大中城市固体废物污染环境防治信息发布导则》要求，每年6月5日前发布辖区内大中城市固体废物污染环境防治信息。本文以2018年12月生态环境部发布的《2018年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》公布的数据为研究对象，探讨了城市固废处置技术、管理机构职能体系等。

1 固体废物产生及处置现状

1.1 一般工业固废产生量及处理情况

2017年，全国202个大、中城市中，产生的一般工业固废量达到13.1亿t。从地域分布看，全国大中城市一般工业固废排放量位居前三的省份分别为内蒙古、江苏、山东。鄂尔多斯、攀枝花、包头、呼伦贝尔、昆明、渭南、苏州、榆林、太原、百色十个城市工业固废产生总量为3.6亿t，占全部产生量的27.5%。全国大中城市产生的一般工业固废综合利用量为7.7亿t，占利用处置总量的42.5%；处置量、储存量分别为3.1亿t、7.3亿t，处置、储存分别占利用处置总量的17.1%、40.3%。可见，一般工业固废的主要处理途径依然是综合利用。

1.2 工业危险废物产生量及处理情况

2017年，全国202个大、中城市中，产生的工业危险废物量为4010.1万t。从地域分布看，山东、江苏、湖南是位居工业危险废物排放量前三位的省份。烟台、吉林、攀枝花、克拉玛依、上海、苏州、岳阳、临沂、宁波和赤峰十个城市的工业危险废物总产量为1304万t，占全部信息发布城市总量的32.5%。全国大中城市产生的工业危险废物中的综合利用量为2078.9万t，占利用处置总量的48.6%；处置量、储存量分别为1740.9万t、457.3万t，处置、储存分别占利用处置总量的40.7%、10.7%。可见，工业危险固废的处理途径主要是有效利用和处置。

1.3 医疗废物产生量及处理情况

2017年，全国202个大、中城市中，产生的医疗废物量为78.1万t。从地域分布看，浙江、广东、江苏位居医疗废物排放量的前列。上海、北京、杭州、广州、重庆、成都、郑州、武汉、太原和深圳十个城市的医疗危险废物总产量为24.8万t，占全部信息发布城市总量的31.7%。全国大中城市产生的医疗危险废物中的处置量为77.9万t，处置率为99.74%。可见，医疗危险固废均得到了及时妥善的处置。

1.4 城市生活垃圾产生量及处理情况

2017年，全国202个大、中城市中，产生的城市生活垃圾为20194.4万t。从地域分布看，广东、浙江、江苏位居城市生活垃圾排放量的前列。北京、上海、广州、深圳、成都、西安、杭州、武汉、东莞和佛山十个城市的城市生活垃圾总产量为5685.8万t，占全部信息发布城市总量的28.2%。全国大中城市产生的城市生活垃圾综合处置量为20084.3万t，处置率为99.5%。

综上，从地域分布来看，在已经发布的202个大、中城市固废污染物中，一般工业固废、工业危险废物、医疗废物以及城市生活垃圾，大部分均来自经济发达的东、南部沿海省份。从处理结果来看，综合利用和有效处置占据大部分城市固废的处理。

2 城市固废处置技术选用原则

随着工业化、城市化进程的加快，我国城市固废的产生量上呈现不断增加趋势，且城市固废种类多样，增加了后期的处理难度。但无论选择何种技术，其总体处置应坚持减量化、无害化和资源化原则。

2.1 减量化

利用先进的生产技术和工艺，从源头上减少城市固废数量和容积量等排放量，这也是从源头降低固废过快增长趋势。人们要大力倡导清洁生产工艺，改进生产工艺，注重生产环节的资源综合利用，减少后期的固废处置压力。

2.2 无害化

城市固废，尤其是危险固废中含有大量的细菌、有毒有害物质，是城市生产生活中潜在的安全隐患。所谓无害化，就是将无法直接回收利用的城市固废，利用化学、生物以及物理等技术，对其进行无害化处理，防止其对周围环境的破坏性影响。

2.3 资源化

城市固废中拥有大量可再生资源，尤其是一般工业固废、生活垃圾等可以作为建材原料、路基辅料以及发电原料等，变废为宝。为此，还需要从源头做好城市固废的分类收集、处理，提升资源利用效率，最大程度地发挥其经济效益和社会效益。

3 城市固体废物主要处理方式

3.1 填埋法

3.1.1 原理

城市固废填埋法主要分为卫生填埋法和普通填埋法。目前，传统的普通填埋法基本不再采用。卫生填埋法又分为好氧法、半好氧法和厌氧法三类。其中，好氧法、半好氧法填埋方式最先由日本提出，该方法利用城市固废垃圾中的快速分解有机物特性，极大缩短固废稳定化周期，改善垃圾填埋后的渗出液水质。厌氧法在欧美等发达国家应用广泛，厌氧填埋法建设成本较低，回收时所产生的沼气能够被再次利用，且填埋场结构简单，易于管理。

3.1.2 现状

城市固废垃圾多采用卫生填埋方式处理，但因其占地面积大，在东部沿海及经济发达地区的城市应用受到限制。另外，城市固废填埋场的设计、建设、运营管理水平较低，填埋场综合利用效率较低，边坡防渗措施处理效果不理想等，填埋场的废气排放处无组织排放状态，渗滤液、填埋气易增加周边环境大气环境二次污染，该技术的实际应用推广难度较大。

3.1.3 进展

鉴于城市固废垃圾填埋场因渗滤液、填埋气而导致的二次环境污染问题，目前，填埋处理方式逐渐由简单的堆、填、覆盖向包容、屏蔽隔离的工程储存方向发展[2]。

3.2 堆肥法

3.2.1 原理

城市固废堆肥处理，是指在人为控制一定水分、碳氢比及通风等条件下，利用微生物发酵作用，使固废中的有机物转变成肥料的处理过程。堆肥处理固废后的产物，即为堆肥，可以实现二次利用。根据固废发酵过程中微生物对氧的需求关系，堆肥处理又分为厌氧堆肥和好氧堆肥处理。其中好氧堆肥处理城市固废，要求堆体温度在50～65℃，将固废中的有机物料与填充料混合，利用高温杀灭堆体重的病菌，达到固废稳定化效果。厌氧堆肥处理，则是在无氧条件下，利用厌氧微生物实现固废中的有机物分解转化。与好氧堆肥相比，厌氧堆肥技术处理效率低，工艺难以控制。

3.2.2 现状

在欧美等发达国家，城市固废堆肥处理已经达到了工业化应用水平。但是，城市固废中含有大量石块、金属、玻璃以及塑料等，其无法通过微生物分解，需要先行进行分拣，再进行处理。因此，目前堆肥处理城市固废肥效低、成本高，推广应用市场较小。

3.2.3 进展

城市固废堆肥处理技术的应用，需要先做好固废的分类，再利用易腐发酵有机成分，防止重金属渗透，使获得的有机肥产品符合无害化、资源化的国家标准。

3.3 焚烧法

3.3.1 原理

城市固废焚烧法，是热能利用资源化形式，利用高温热化学处理技术将固废的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。固废焚烧法的实质是C、H、S以及其他含氧元素的化学反应。

3.3.2 现状

城市固废焚烧具有占地面积小，燃烧热能回收利用，且对周围环境影响较小等特点，在我国的城市固废处理中，其普及速度较快，尤其是在沿海、经济发达城市，以及城市土地资源少和人口密集的大、中城市中应用较为普遍。但是，焚烧法处理城市固废也存在诸多问题：焚烧产生的飞灰、灰渣等会造成环境二次污染，投资成本高，维护费用大，运行操作难度大等。这都成为其推广的主要制约因素。

3.3.3 进展

利用热力学平衡分析，通过探究固废燃烧组分对燃烧元素产物的形态影响，人们研究了固废垃圾焚烧过程控制；利用固废化学链式置换燃烧机理，分析燃烧机理及其热能回收利用等。

3.4 固废处理方式比较

从城市固废的处理方式来看，主要有填埋、堆肥、焚烧、资源回收利用以及各种处理方式的综合利用[3]。其中，卫生填埋法占全部城市固废收运量的81.8%、焚烧技术则主要是沿海大中城市优先选用的处理方式，约占收运量的14.5%，堆肥方式处理城市固废，约占收运量的3.7%[4]。城市固废处理方式比较如表1所示[5]。

表1 城市固废处理方式比较

3.5 综合处理技术

填埋、堆肥、焚烧处理在城市固废处理中应用较为广泛，但三者共同的不足便是容易产生二次环境污染，需要加大工艺、设备研发力度[6]。当前，城市固废综合处理技术作为填埋、堆肥、焚烧等有机结合起来、综合为一体的处理技术工艺，如卫生填埋+填埋气体发电、焚烧+卫生填埋等。其优势主要表现在：应用综合处理技术处置城市固废，效率高，回收利用效果好，有效避免或减少单一处理工艺的缺点和不足；提升有机肥质量，市场前景广阔；降低焚烧尾气处理难度；填埋场寿命延长，减少渗滤液及废气排放量；金属、玻璃、塑料等回收利用，实现了经济效益和社会效益的最大化。

4 结语

结合全国各地的城市固废处理现状，分析各种处理技术的应用、研究后，笔者发现，在我国城市生活垃圾中，有机物成分高，而综合生物处理技术（如综合堆肥技术）具有成本低、运行费用低、易操作管理等特点，具有良好的推广应用前景。根据城市垃圾组分的研究，人们要大力推动水热催化气化技术、热裂解技术和生物反应器技术等，注重探索适合我国城市固废处理应用的新技术、新工艺。同时，要积极提升固废资源化利用率，如利用废旧报纸发酵制乙醇、有机固废生物法制氢、焚烧获取热能等，实现城市可持续发展。