城市生活垃圾处理常见技术分析

李钢

城市生活垃圾处理常见技术分析

李钢

（江苏环保产业技术研究院股份公司，江苏 南京 210019）

随着中国经济发展、人民生活水平的提高及城市化进程加快，城市生活垃圾的处理问题逐渐凸显。分析了城市生活垃圾“成分复杂”“产生量有波动”等特点，梳理了目前城市生活垃圾处理所采用的堆肥、填埋焚烧等几种常见技术的特点、在中国的应用概况。分析了各技术的优缺点，针对目前生活垃圾处理需关注的部分问题，提出了建议。

生活垃圾；处理技术；固体废物；废纸

城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物，以及法律、行政法规规定为城市生活垃圾的固体废物。其成分主要包括厨余废物、废纸、废塑料、废纺织品、废金属、废玻璃、陶瓷碎片、砖瓦渣土、粪便等。中国已于2004年超过美国，成为全球最大的生活垃圾产生国家，随着中国经济发展和人民生活水平的进一步提高，城市化进程进一步加快，城市生活垃圾产生量将越来越大，如果得不到有效的处理和处置，极易引发环境问题。

1 城市生活垃圾的特点

1.1 成分复杂

城市生活垃圾的成分很复杂，其物理组成受到多种因素的影响。在自然环境、气候条件、城市发展规模、经济发展水平、居民的食品结构和生活习惯、家用的能源结构等方面的多重影响下，不同地区的城市生活垃圾成分呈现出或大或小的差异。如中国某南部沿海城市的生活垃圾组分为灰土类6.4%、金属类5%、纸类木竹11%、塑料类14%、纺织类3.6%、厨余类60%[1]；某中部城市生活垃圾组分为灰土类8.08%、金属类0.09%、纸类木竹19.7%、塑料类25.32%、纺织类10.58%、厨余类18.64%。

受到上述因素影响，城市生活垃圾成分也呈现出一定的规律。一般来说，工业发达国家与不发达国家相比有机物多、无机物少；南方城市与北方城市相比有机物多、无机物少；夏季产生的生活垃圾含水率要高于冬季的生活垃圾；随着燃气在民用能源中的普及，生活垃圾中的无机炉灰比例逐渐降低等。

1.2 产生量有波动

城市生活垃圾的产生量从一天之间到一年四季均呈现一定的波动性。以北京市为例，第一季度产生量最多，第二季度开始减少，第三季度出现最低点，第四季度逐渐增加；各城市的生活垃圾收集时间、收集方式、居民的生活习惯对一天之中的生活垃圾产生规律也有一定影响[2]。

2 中国城市生活垃圾处理的主要工艺

2.1 堆肥

堆肥法是利用自然界的微生物新陈代谢作用，在适宜的碳氮比、含水率等条件下，微生物以固体废物中分子量大、能位高的有机物作为营养源，经过生化反应转化为分子量小、能位低的简单物质稳定下来，同时消除其环境污染，杀灭垃圾中的病菌，具有无害化和资源化特征，是处理有机垃圾最有效、最适宜的技术手段之一。

堆肥主要分为好氧堆肥和厌氧堆肥。好氧堆肥优点是工艺相对成熟和先进、机械化效率高，有机质可以得到完全降解，无害化效果明显；缺点是能耗大、费用高。厌氧堆肥优点是工艺简单，费用较低；缺点是堆肥时间较长，对环境污染较大，降解不充分。

堆肥技术在中国应用较早，最初是传统的草与人粪沤肥，从20世纪50年代开始应用于城市生活垃圾的处理。最初仍建立在农村传统堆肥的基础上，并未形成专用于堆肥的成套机械工艺技术。20世纪七八十年代，国家对垃圾堆肥工艺技术及设备的研发给予了大力支持，国家从20世纪90年代开始推广堆肥处理生活垃圾。

经过多年发展，堆肥的工艺技术已比较成熟。但由于生活垃圾中含有不可降解成分，增加了分选成本，且堆肥产品与有机肥相比肥效较低，缺乏市场竞争力；生活垃圾产生的连续性和堆肥产品销售的季节性存在矛盾，也增加了堆肥处理成本。由于上述原因，堆肥在中国应用比例并不高[3]。

2.2 填埋

填埋技术在生活垃圾处理上应用较早，也是应用最广泛的技术。最初的生活垃圾填埋未考虑废水及废气污染的防治，造成了比较严重的环境污染。美国于20世纪30年代提出“卫生填埋”的概念，对垃圾成分、场地选择及设计、卫生填埋作业及污染物控制标准均有严格的规定。

卫生填埋的处理方法具有技术可靠、操作管理简单、不需要进行后续处置、处理量大、对垃圾成分没有严格要求、投资运营成本较低等优点。

中国生活垃圾填埋设施最初仅为简易填埋场或垃圾堆放场，仅依靠天然材料阻隔渗滤液，20世纪90年代初建成了第一座卫生填埋场，20世纪90年代末建成了第一个采用HDPE膜工艺防渗的生活垃圾卫生填埋场，21世纪初建成了第一个双层HDPE膜防渗工艺的卫生填埋场[4]。虽然卫生填埋在中国起步较晚，但随着防渗技术及填埋场废水废气处理技术的不断发展，卫生填埋已逐渐成为中国处理城市生活垃圾的主要方式之一。

2.3 焚烧

焚烧法处理城市生活垃圾的历史可追溯到19世纪中期的英国[5]，至今已有100多年。目前应用的各种型号的焚烧炉已达数百种，应用于城市生活垃圾最具代表性的焚烧表现在以下几方面。

2.3.1 层燃型焚烧炉

如滚动炉排、水平往复炉排、顺推倾斜往复炉排和逆推倾斜往复炉排等焚烧炉。由于炉排能够对炉内垃圾进行充分搅动，该种焚烧炉对于进入炉膛的垃圾预处理要求较低，垃圾层间搅拌充分均匀，可阻止垃圾表面固化，不影响炉内垃圾内部的传热和气体流动，缩短燃烧时间，保证足够的燃烧强度[6]；干燥、燃烧和燃烬等一系列过程都在炉排上完成，处理效率高，燃烧稳定，锅炉蒸发量变动小。

2.3.2 流化床焚烧炉

如沸腾床及循环换流化床焚烧炉。炉膛内的物料实施内部循环，增加垃圾在炉膛中停留时间，倾斜布置的布风板有利于垃圾中不燃物及时排出。

由于经济水平限制，焚烧法处理城市生活垃圾在中国起步较晚，20世纪80年代中国建成第一座现代化焚烧厂[7]。但生活垃圾焚烧处理方法凭借其技术可靠、操作安全、占地面积较小、焚烧热能可以再次利用、减量化显著等优点，已成为国内生活垃圾处理的重要发展方向。

3 目前生活垃圾处理需关注的问题及建议

填埋是中国城市生活垃圾处理的重要方式，该方法有占地面积大，产生的渗滤液若处理或防渗不当，会对土壤及地下水等造成污染等缺点[8]。需要尽快从立法、完善垃圾分类终端处理设施、垃圾分类运输、分类收集、分类投放等方面尽快推进城市垃圾分类收集、综合处理，提高垃圾回收利用率，缓解生活垃圾填埋场的库容压力；在做好防渗工程的基础上，保证渗滤液处理投资，提高渗滤液处理水平，降低渗滤液泄漏对土壤和地下水的污染风险。

焚烧所产生的废气如果处理不当，将对大气环境产生污染，对人体健康产生危害。需对焚烧烟气中的烟尘、氮氧化物、二氧化硫、氯化氢、氟化氢、重金属、二噁英类等污染物采取有针对性、有效的处理措施，研究开发操作简单、使用方便、准确可靠的污染监测仪器设备，有效地对垃圾焚烧排放污染物进行监控，保证垃圾焚烧处理设施安全、高效地运行，焚烧烟气达标排放。

4 结语

随着中国社会经济的快速发展和城市化进程的加快，城市生活垃圾的大量增加而引起的环境污染等问题逐渐引起社会各界的关注。近年来，中国的生活垃圾处理和污染防治工作取得了长足的发展，目前主要处理技术为填埋、焚烧和堆肥。

在中国城市生活垃圾处理工艺技术和运营管理水平不断提高的同时，还需要同步提高生活垃圾分类、回收的能力与水平，减轻生活垃圾填埋设施的处理压力；采取焚烧的方式处理生活垃圾有助于生活垃圾的减量化，需从“末端处理措施”方面保证焚烧烟气稳定达标排放，从“监测监控”方面保证垃圾焚烧设施稳定运行，避免对环境和人体健康产生不利影响。

［1］李晶，华珞，王学江.国内外城市生活垃圾处理的分析与比较［J］.首都师范大学学报（自然科学版），2004，25（3）：73-80.

［2］聂永丰，金宜英，刘富强.固体废物处理工程技术手册［M］.北京：化学工业出版社，2012：39.

［3］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.

［4］刘景岳，刘晶昊，徐文龙.我国垃圾卫生填埋技术的发展历程与展望［J］.环境卫生工程，2007，15（4）：58-61.

［5］逢辰生.世界各国城市垃圾管理状况（一）［J］.节能与环保，2002（12）：44-46.

［6］邢培生.城市生活垃圾的焚烧处理［J］.工业锅炉，2003（4）：10-14．

［7］苏萍，王国华，刘聿拯，等.城市生活垃圾焚烧技术发展现状［J］.能源研究与信息，2002，18（3）：143-149.

［8］毛群英.城市垃圾填埋技术及发展动向［J］.山西建筑，2008，34（6）：353-354.

X799

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.058

2095－6835（2019）24－0131－02

李钢（1985—），男，工程师，硕士，主要研究方向为环境影响评价、环境规划与管理。

〔编辑：张思楠〕