城市生活垃圾处理方法概述

王旻烜 张佳 何皓 张家仁

摘要：城市生活垃圾的处置一直是环保问题的关注点，城市生活垃圾会对环境带来非常大的伤害，而且会影响到城市居民的生活与健康。针对城市生活垃圾处理方法有：焚烧法、填埋法、堆肥法。我国城市生活垃圾大部分混合收集，厨余垃圾量占比较大。本文概述了三种垃圾处理方法的优缺点，同时也简述了受到广泛关注的垃圾热解气化技术。

关键词：城市生活垃圾;垃圾处理;热解气化;生物质废物

中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.028

Abstract：Disposal of municipal solid waste has always been a key issue for environmental protection.Urban solid waste is very harmful to the environment and will affect the life and health of urban residents.For municipal solid waste treatment methods： incineration，landfill，and compost.Most of the domestic garbage in China is collected in a mixed way， and the amount of kitchen waste accounts for a relatively large amount.This article outlines the advantages and disadvantages of the three waste treatment methods，and also briefly describes the widely used waste pyrolysis and gasification technology.

Keywords：Municipal solid waste;Garbage treatment;Pyrolysis and gasification technology;Biomass waste

我国城市生活垃圾随着持续不断的城市发展和人民生活水平的提升，产生量每年都在递增，其引起的环境污染问题越来越严重。城市生活垃圾[1]主要包含居民生活垃圾、商业垃圾和公共场所、学校、工厂等在日常中产生的垃圾，以及为城市生活提供服务的过程中产生的固体废物。根据2017年中国统计年鉴的统计[2]，2017年全国生活垃圾清运量2.15209×108t，无害化处理能力6.8×105t/d，无害化处理量2.10342×108t，其中卫生填埋1.20376×108t，焚烧8.4633×107t，其他5.332×106t，卫生填埋占比最大，达到57%左右。生活垃圾无害化处理率为97.7%。城市生活垃圾对环境的危害非常大，大气环境、地下水源、土壤和农作物等方面都会带来污染，而且会影响到城市居民的生活与健康，并且有些危害造成后很难消除。为了更好地实现可持续发展，环境保护力度持续加大，城市生活垃圾处理就越发迫在眉睫，同时对于垃圾无害化处理和资源化技术要求也更高。

1 城市生活垃圾处理方法

在城市生活垃圾处理方面，不同国家针对其城市生活垃圾的特性[3-6]，采用的垃圾处理方法会与其国情相对应。我们国家城市生活垃圾大部分混合收集，厨余垃圾量较多（60%），有机垃圾含量60%，高热值垃圾量约30%，热值普遍较低，同时我国垃圾的含水率较高为55%～65%。其高含水率、灰分和低燃烧热值给城市生活垃圾处理带来一定难度。城市生活垃圾处理方法主要有三个：焚烧、填埋、堆肥。

1.1 焚烧法

焚烧法是将城市生活垃圾中的可燃成分与空气中的氧气进行燃烧反应，使其变成无机物，焚烧处理可减容80%～90%[7]。发达国家处理城市生活垃圾普遍选取焚烧法，相对来说此方法效果比较好。焚烧法可以将城市生活垃圾减量化、无害化、资源化，使得土地占用率大大降低。垃圾单位处理成本较高，焚烧炉等设备复杂，运行费和建厂费用高;焚烧过程中会产生致癌物二噁英污染物，该物质毒性巨高，由于自身结构难以降解。此外垃圾焚烧要求垃圾具有一定的热值[8]。

1.2 填埋法

根据中国统计年鉴可知，我国填埋处理的比例最大（57%左右）。填埋法是厌氧条件下，土里的垃圾经过微生物分解，产生CH4和CO2等没有危害的物质，是垃圾的最末端处理。填埋法虽大大节约了建厂和运行的成本，但是填埋法大大占用了土地资源;同时处理中带来的渗滤液、沼气和腐臭会对周边水体、土壤、大气带来环境危害，一定程度上會影响周边居民正常生活和人身健康。随着越来越多国家对环境问题的关注和重视，欧洲国家已严禁对原始垃圾的直接填埋[9]。

1.3 堆肥法

堆肥法是微生物将垃圾中易腐蚀的有机质分解并转化成有机肥。堆肥法的优势在于将生活垃圾无害化、资源化，转化后的有机肥也可作为土壤改良剂。但针对我国城市生活垃圾处理时[10]，由于垃圾成分复杂、分选难度大，导致堆肥效果差和肥料质量不高，未分类垃圾中的重金属成分等还会产生二次污染等问题。堆肥工艺按需氧程度分为好氧堆肥和厌氧堆肥，好氧堆肥[10]是有氧条件下，垃圾中有机物经好氧细菌吸收、氧化和分解的过程。其因温度高和速度较快等优势多被现代化堆肥场所采用。

将发达国家生活垃圾特性比较（表1），同时分析其处理技术现状，会发现：美国占比最多的是垃圾中有机物和纸类，在50%以上[5-6]，处理方法中填埋占56%、回收占30%，其他是焚烧法[3]。日本受较小的国土面积和较多的人口数量所限，大部分垃圾（70%以上）采用了焚烧法，剩下多为填埋、堆肥和回收。中国和发展中国家（印度、泰国、巴西等），厨余垃圾是生活垃圾中占比最多。经济不断发展下，较多国家如新加坡、瑞士等都主要用焚烧法处理垃圾，此比例已接近或超过其他的方法。

2 垃圾热解气化技术

该技术是用高温裂解方式，干燥、热解、熔融或燃烧城市生活垃圾，生成气体燃料（CH4、CO、H2等）、液体燃料（如焦油）和固体（生物炭等）的过程[11]。其优点非常多，受发生环境（绝氧、极低氧）影响，将大大降低SOx、NOx 和HCl 等污染气体，大幅度降低排放废气，尤其是能有效降低二噁英前驱体的生成量，避免对环境造成二次污染。有害重金属熔化后被固定在炭黑中，从而有效防止重金属类溶出，熔融后的底渣也能转换成有价值的物料，可作基建的填充材料[12]。该技术能处理不适于焚烧和填埋的难处理物，同时可回收利用生物质能和各种类型的垃圾（如城市生活垃圾），将其变成多种有用的物质，主要是可燃性的气体、液体和以游离碳为主的残渣，可以直接用作化工合成原料和优良的辅助燃料[13-14]。这使得热解气化生活垃圾获得燃料油、可燃气成为一种新的垃圾资源化方式，该技术在物质回收和防止环境污染方面远优于焚烧过程，受到世界各国研究者的广泛重视。而我国大城市的生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例大，其生物质废物含量高这一特点就很适合利用热解气化技术将其废物变宝，转变成其他有用的物质。近年来，我国环保企业也已布局热解气化技术[15]，主要集中在西南地区，建成了一些中试及示范工程，其中广西、云南两省数量最多。

3 结束语

城市生活垃圾处理一直是环境保护的关键问题，综上发现，任何单一处理方法都不能完全科学有效的处理垃圾，综合处理方法才是根本之路。其中，热解气化技术是垃圾处理方法中的一个热点，但我国热解气化多以小型化为主，同时也缺乏相关国家政策和标准，与国外的热解气化技术仍有差距。目前国外城市尤其是发达国家的生活垃圾处理得相对很好，首先因为其垃圾处理技术优于国内，其次国外大都严格遵循垃圾分类规定。参考国外经验，针对我国城市生活垃圾的处理除了优化和提升处理方法，也得广泛宣传垃圾分类制度，从而使得城市生活垃圾无害化、资源化。

参考文献

[1]https：//baike.baidu.com/item/城市生活垃圾.

[2]中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴-2017[M].北京：中国统计出版社，2017.

[3]张瑞久，逄辰生.美国城市生活垃圾处理现状与趋势[J].节能与环保，2007（11）：11-13.

[4]宾晓蓓，李倩.国内外城市生活垃圾处理现状与处理技术[J].北方环境，2011，23（10）：42-44.

[5]李志.上海市餐厨垃圾管理现状及对策研究[D].上海：上海交通大学，2009.

[6]董越勇，邹道安，刘银秀，等.我国城市生活垃圾特点及其处理技术浅析——以杭州市为例[J].浙江农业学报，2016，28（6）：1055-1060.

[7]陆明东.国内外生活垃圾处理技术现状与发展趋势[J].大众科技，2013，15（166）：83-85.

[8]张倩，徐海云.生活垃圾焚烧处理技术现状及发展建议[J].环境工程，2012（2）：79-81，89.

[9]张贺.垃圾填埋场渗滤液处理技术研究[D].武汉：华中师范大学，2014.

[10]刘玉德，杨雅瑜，侯亚茹，等.我国城市生活垃圾处理现状及处理方法概述[J].粮油加工，2015（07）：65-67.

[11]安淼.城市生活垃圾熱解处理工艺研究[J].环境与可持续发展，2018（3）：153-155.

[12]杨俊波，李军，苏明舟，等.日本垃圾气化处理技术研讨[J].绿色科技，2016（2）：146-147.

[13]袁浩然，鲁涛，熊祖鸿，等.城市生活垃圾热解气化技术研究进展[J].化工进展，2012（2）：421-427.

[14]张光杰，张啸宇.城市生活垃圾热解一气化一体化处理新工艺[J].计算机与应用化学，2014（4）：503-506.

[15]袁国安.生活垃圾热解气化技术应用现状与展望[J].环境与可持续发展，2019（4）：66-69.

收稿日期：2019-12-12

作者简介：王旻烜（1990-），女，汉族，硕士研究生学历，工程师，研究方向为生物燃料及新能源。