城市生活垃圾生产现状及处置方式的研究进展

马盛伟，朱 磊，李 彬，施沈杰

(1.苏州市吴江区松陵街道建设管理办公室，江苏 苏州 215200；2.苏州大学 轨道交通学院，江苏 苏州 215131)

0 前 言

随着改革和对外开放的深入，我国经济快速地发展，人民也从贫困走向了小康和富裕，但是不可避免地带来了一些负面问题，例如MSW产量的逐年增加。统计数据显示我国城市平均每人每年产生400 kg以上的MSW,并且该数值每年正在以8%～10%的涨幅速度在提升，若保持该增长速度至2030年时，MSW产量可能会突破4亿t[1]。

面对城市生活垃圾造成的一系列问题，党的“十九大”报告中明确提出：需加强垃圾的处置同时要强化对土壤的管控防止其被污染，建设青山绿水美丽国家。1960年至今，美国、日本、德国、波兰等发达国家和地区结合理论和实践，针对城市生活垃圾无害化和减量化处理问题进行了深入和系统的研究，形成了卫生填埋处理、堆肥处理、焚烧处理这三种比较有效对MSW进行减量和低污染或者无害的处置方法[2]。

1 卫生填埋

垃圾填埋运行成本较低、垃圾处理量较大、技术相对简易，被我国各地广泛使用。图1所示为国家统计局统计的十几年内我国生活垃圾的年清运及填埋总量，以2004年和2016年为时间节点，MSW清运量从2004年的1.55亿t增加到2016年的2亿t，相应的填埋总量也在逐渐增加，所占比例从2004年的44.4%至2016年的58.3%，与发达国家之间的差距依然较大。

图1 我MSW年清运及填埋总量

通过全国污染源普查可以发现，大量天然垃圾堆场及早期建设的填埋场结构过于简易并且设计与施工质量较差，场底一般为天然土层而且没有实施防渗防污的有效措施。北京市依然有3 000余处的垃圾天然堆场，这些天然堆场及早期填埋场已成为重大环境隐患，甚至已经对周边生态环境造成了恶劣影响。在2001-2008年的7年间，平均每年有55次的突发性环境污染事件是由垃圾填埋场引起的，人民的生活质量和生态环境不可避免地受到影响，社会经济也直接和间接地被大量损耗[3]。

为改善并解决这些问题，我国在卫生填埋技术方面做了许多努力，近年来建设的填埋场中，高密度聚乙烯膜在垃圾填埋场里被广泛用作防污和防渗材料，由此提高防渗垃圾填埋场地防渗性能，从而防止渗滤液的泄漏。而为了对垃圾填埋场中的甲烷等气体投入市场再次使用，一些垃圾卫生填埋场通过气体收集井和集气柜等一系列的收集系统对这些气体进行了回收[4]。当前，我国垃圾填埋处理的主要研究发展趋势为生态填埋场即生物反应器填埋场的技术。和传统填埋场只起到基本的容纳和低微的处理效果不同，为了提高场内微生物的生物活性，生态填埋场通过调节场内的相对湿度、养分条件，使垃圾填埋场演变成一个可控制并且稳定的类似有机生物反应器的场所，这项研究能够缩减垃圾填埋场的稳定时间以及减少垃圾填埋过程中渗滤液[5-6]。由此可见，生态填埋场在我国有着非常关键的社会意义并且具有一定的经济价值。

2 堆肥处理

生活垃圾中有机质含量高、易腐熟的部分常被用堆肥来处理[7]。好氧堆肥就是通过改变废弃物的碳氮比、含水率等条件来创造一个符合多数微生物生长的环境。在这种条件下，降解的有机物质经过生化反应会逐渐成为腐殖质,且堆肥化是在良好的通风状况、适宜的温度、湿度和pH值等条件下，杂草、污泥、垃圾和人畜粪尿等一些可以生物降解的有机废物通过人为地加速转变成性质相对稳定的腐殖质和小分子物质等的微生物学过程[7-9]。图2为好氧堆肥过程示意图。

图2 为好氧堆肥过程示意图

堆肥的工艺过程简单，并且和焚烧处理与填埋处理相比，其处置成本更低，目前主要应用于农村地区。根据我国居民的消费和饮食习惯，生活垃圾中常带有易腐有机物成分，堆肥对该类垃圾具有良好的处理效果。另一方面，堆肥无法处置不能生物降解的有机物以及无机物，对这部分的处置难以起到减量的作用并且不能够消解垃圾的有害物质[10]。同时，生活垃圾中可能混杂有重金属等有害物质，在制作成堆肥产品后通过生态循环系统对人体健康会造成严峻的后果。

由此可知，在堆肥处理的应用和推广之前，首先需要做的是将垃圾进行准确的分类、收集及运输，进而对易腐的有机物进行发酵。这样，在生产和使用有机肥料的过程中尽可能地避免重金属对农作物和土壤的渗入，真正实现无害化处理。除此之外，由于生活垃圾堆肥产品的肥效和成本等问题，农户难以信任该类产品，现实中产品市场难以真正打开，因此，政府需要对该产业进行必要的质量监管和经济支持。

3 焚烧处理

焚烧是废物的热破坏过程。通过该过程，部分有机废物转化为气体，另一部分通过高温氧化的热分解转化为固体。表1所示为垃圾焚烧技术的优点[11]。

表1 焚烧处理的优势

现代焚烧技术首先起源于国外，1874年英国制造并使用了全球上第一座垃圾焚烧炉[12]。相对来看，我国MSW焚烧技术的研发开始时间比较迟，直到1980年以后，我国第一座垃圾焚烧厂才在广东省深圳市被建立起来。和欧美等发达国家的自主制造不同，在我国焚烧技术发展的早期阶段，焚烧处理设备都是通过进口获得，例如在1988年，深圳市为了兴建垃圾焚烧厂，从日本进口了一款焚烧炉，该焚烧炉属于德国马丁式炉排型[13]。通过数十载的发展，直到2015年为止，大约220座生活垃圾焚烧处理厂于全国建成并投入了运营。并且，当前我国MSW焚烧处理采用的主要炉型多样：旋转窑型焚烧炉和机械炉型排炉以及流化床型焚烧炉等[14]。其中，机械炉排炉有一个缺点：当焚烧的垃圾热值过低时，垃圾不能与空气完全充分接触，因而部分垃圾难以充分燃烧，进而容易产生二噁英等有毒有害物质，从而可能破坏生态系统并影响人体健康。当前，我国大部分MSW热值已经达到可以充分燃烧的标准，因此，垃圾焚烧处理可以在全国范围内进行进一步的应用和推广[15]。

4 总结与展望

对于MSW的处置方式较为多样，然而并不完善。卫生填埋方式中的渗滤液和有害气体的泄露从而污染周边生态环境，由于垃圾分类实施困难导致难以有效收集有机垃圾，从而使堆肥方式的推广受到局限，焚烧处理会得到有毒物质(飞灰)。为了解决上述问题，实现垃圾的无害化、减量化处理，仍需对垃圾的处置方法进行进一步研究。

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