城市垃圾处理技术应用探讨

吕银河

（定边县环卫园林所，陕西 榆林 718699）

在人们生活水平不断提升的过程中，城市生活垃圾的数量在不断增加，如果不进行及时清理，会造成严重的环境污染，不仅污染空气，还会导致严重疾病的发生。因此，为了避免这些现象的发生，相关部门或企业有必要利用卫生填埋场、焚烧技术、堆肥技术、综合废物处理等处理方法及时处置生活垃圾。有关管理部门要廉洁负责、与时俱进、结合实际完善法规、加强公关活动，增强社会大众的生态环保意识。同时，要做好城市垃圾处理工作，就需要政府通过多种途径提供财政支持。

1 城市生活垃圾的主要特点

“城市垃圾”是指城市居民在日常生活和生产中实际产生的垃圾，其来源有生活垃圾、城市卫生垃圾和建筑垃圾等。随着近年来我国城市化和工业化进程的加快，城市规划的扩大等原因导致城市垃圾数量直线增长，对城市环境产生了不利影响[1]。其中生活垃圾主要是指污垢、落叶、商品包装等垃圾，在收集各项调查所得数据并进行分析的基础上，我们发现城市生活垃圾的结构因地区而异，其主要影响因素有：城市燃料结构、居民生活方式、区域经济发展水平等。城市生活垃圾成分的复杂性、产量的波动以及有机物比重的逐年明显上升，对社会发展产生了极为不利的影响。

2 现阶段城市垃圾处理技术介绍

2.1 堆肥处理技术

微生物交换是一种古老的垃圾处理技术，微生物在特定条件下通过生化反应将累计废物转化为肥料。目前我国普遍采用两种堆肥技术，氧气堆肥技术和厌氧堆肥技术，这两种技术较为成熟，处理过程完全是有机加工。其中厌氧堆肥技术虽然处置成本较低，过程相对简单，但废物处置的周期较长，有机物的分解不充分，对环境影响非常严重[2]。目前我国堆肥技术水平不断提升，但由于工艺比较简单，只能对有机质含量相对较高的垃圾进行处理。在使用堆肥技术的过程中，需要做好以下几方面工作：第一，废气处理。堆肥元素中的污染物通常是代谢堆肥过程中一次主动发酵的结果，达诺式堆肥过程是一个连续的好氧堆肥过程，原料在专门设计的酶中发酵，处于一直旋转的状态，物料能够进行比较均匀的混合，加快水分蒸发的速度，从而减少发酵的周期，有效消灭病原微生物，防止异味的产生。第二，污水处理。在堆肥过程中，少量的滤液主要由原材料中所含的电离水的机械排放和有机物的代谢反应形成，其特征是合成有机污染物。堆肥过程中的低湿度混合物有效地防止了积聚，并利用堆肥过程的新陈代谢减少蒸发。第三，堆填区设置。填埋场的建设、垃圾填埋、卸载、平整、堆放等都要满足相关的规定。废物处置采用单层处理，为环境提供有利条件。堆填区底部不宜冲破，四周应设置挡土沟，底部应设置过滤收集设施及过滤设施。在掩埋过程中，应按要求安装储层和排水系统，水平距离约50～80 m，垂直向上游，外表面填充高度0.5 m。第四，关闭堆填区。在重建工程完成后，堆填区必须盖上并封闭，以便利用综合体内的土地，减少雨水渗出。堆填区的最终覆盖范围由以下三部分组成：覆盖下层的泥土（渗透率为10～7 cm/s、粘土厚度0.03 m、基质层0.03 m）、植物根系防止渗水及漏水的功能组织（表层为养分土，压实至0.2 m厚）、用作种植的草本或细根植物。

2.2 垃圾填埋处理技术

目前，垃圾填埋也是一种广泛应用的城市垃圾处理技术。为避免对堆填区周围的环境造成影响，需要在垃圾填埋区底部装设排水管以及在填埋区周围挖壕沟。与堆肥技术相比，采用填埋方法更简单，无须事后处理，可有效降低不同成分废物的处置成本。但是堆填区如果设置或管理不当会造成二次污染，其废物产生的甲烷，对人体健康会产生非常不利的影响。

2.3 燃烧处理技术

2.3.1 分层式焚化炉

与其他焚化炉比较，这类焚化炉内的废物可以完全混合，采用分层式焚化炉燃烧处理垃圾，可有效缩短废物的焚化时间，提高废物处理的质量，为达到预期的处理目标奠定良好的基础。此外，分层式焚化炉的最大优点是对进入焚化炉的废物的预处理要求低，不会影响焚化炉内废物的传热和流动，以及燃烧的稳定性。但分层式焚化炉在运行过程中成本昂贵，对污染物排放的控制水平相对较低。

2.3.2 流化床焚烧炉

作为最新研究成果的沸腾床燃烧炉能有效处理城市固体废物，在污染控制方面具有一定的优势，满足了现阶段社会可持续发展的基本需要。但通过大量研究发现，流化床焚烧炉的导热系数很高，所以对进入焚烧炉的垃圾质量要求较高。

2.4 生物处理技术

随着近年来人们生活水平和生活质量的提高，城市垃圾中有机物的含量不断增加。有机物在土壤生物的作用下，可以被分解形成腐殖质，因此可以利用生物技术，在肥料中加入相应的生物细菌和无机添加剂，最后在颗粒机中形成颗粒并进行废物回收，从而解决垃圾问题。

2.5 厌氧消化处理技术

纸张、塑料、织物、金属和其他生活垃圾都被拣选回收，其余的则随可分解的动植物有机体丢弃。传统的垃圾填埋场和其他处置方法会增加废物处置成本，并导致二次污染。鉴于我国目前缺乏更好的废物处理手段，可利用厌氧消化技术对生活固体废物进行处理，使其无害化，对资源进行合理的利用，有效减少废物量。生活垃圾厌氧发酵主要是指微生物在厌氧条件下对有机物进行分解，同时把C、H、O转化成甲烷以及二氧化碳，也就是对残留物进行转化的过程，它们在这个过程中很容易被动植物吸收和利用。在这个过程中，有机物先溶于含量高、pH值敏感的酸性微生物，发酵后转化为挥发性酸，然后进行分解。

生活垃圾厌氧消化处理主要处理含有食品的生活垃圾残渣和花园垃圾，以前用于处理高强度有机废水的厌氧消化技术只能处理生活垃圾的一小部分，1920年英国农学家阿尔伯特·霍华德发明厌氧堆肥后，以湿法全厌氧消化、厌氧发酵和两级厌氧消化为基础的技术革新不断创新，20世纪80年代初以来，厌氧消化方法已成为日本等国垃圾处理的研究课题。

2.5.1 全湿厌氧消化工艺

厌氧消化与湿法完全混合（简称加湿法）是第一种也是应用最广泛的方法，液化、酸化以及气化在一个反应器中进行，过程非常简单，资本密集度低，易于操作和管理。但在最初的消化过程中没有混合，很容易造成分层，反应器中的物质通过沉淀进行分离，形成不同的物理层，不仅会对搅拌效果产生影响，而且不利于进行发酵。与其他工艺相比，湿法工艺由于湿度高，可促进稀释抑制剂浓度（高达固体含量的15%），在一定程度上提高了系统的抗菌能力。

2.5.2 一级厌氧发酵工艺

湿法工艺得到广泛应用，为提高加工效率，出现了厌氧发酵工艺。厌氧干燥发酵系统中的固体浓度可保持在20%～50%，大大提高了加工性能。在干燥发酵系统中，必须稀释湿度极低、耗水量低的原料，同时，厌氧干燥发酵系统不需要对饲料进行高排序，在原料进入加工系统之前，需要通过滚筒筛去除大颗粒。但从投资角度看，干发酵的成本要比湿发酵高，高酸性、耐腐蚀的发酵反应器对提高固体浓度也是非常必要的设备。

2.5.3 两步厌氧消化工艺

在湿法和干法发酵过程中，通过连续生化反应将有机物从废物转化为沼气，反应的每个阶段都能够实现最佳的反应条件。例如，pH值能够在氧化阶段进行下降，甲烷生产阶段需要接近中性或碱性环境，而厌氧消化过程被设计为需要产生温度和酸碱水平不同的两种生物及营养条件。典型的两阶段过程包括氧化水解反应以及甲烷产生过程，在微生物环境中，水解细菌和产甲烷细菌对厌氧环境的要求是不一样的，只有在甲烷产生阶段才需要厌氧环境，因为水解细菌是厌氧的。

2.6 热解处理技术

对热解技术进行应用，是指通过高温的作用对生活垃圾所进行的干燥、热解、溶解以及燃烧等过程。热解技术可用于分解聚合物化合物，同时把原始的有机聚合物转化成不同的小分子可燃气体（CH4）或者液体燃料（甲醇）。这种方法虽然与焚烧法有非常大的相似性，但它们之间仍有差异。热解技术不属于明火燃烧，不破坏工艺材料的原始形态，加工后产生的气体或燃料更便于储存和运输。处理过程不会对环境造成二次污染，但该技术仅用于处理有机废物。

2.7 气化溶解处理技术

气化溶解处理技术是将生活垃圾在450℃～600 ℃进行溶解，并热解气化，然后在1 300℃或更高温度下二次溶解气化后产生灰分的技术。气化溶解处理技术被用于将废物热解生成可燃气体，废物中所含的金属不会被氧化，可以再次回收，从而有效减少空气净化的成本。同时，通过高温处理，能够有效地降低热解灰的毒性，通过净化后实现利用，有效降低了垃圾处理量，节省了垃圾处理空间。

2.8 综合资源处理技术

城市生活垃圾的综合治理可以实现垃圾的再利用，对垃圾中可使用的有益资源的收集和进行化学生物手段的相应技术处理，使资源得以回收转化成经济效益。这种方法对环境保护、减少垃圾废物产生、建立环保型社会都有一定的推动作用。因此，选择适当的废物处理方法，要视乎废物的种类和物料而定，这项技术可以在保护环境的同时为城市带来更大的经济价值。

3 城市垃圾处理技术的应用措施

3.1 做好对垃圾源头的控制

目前我国的生活垃圾处理主要发生在垃圾堆这个末端，但这种做法不能有效地解决垃圾问题，也没有产生预期的效果。这种做法的问题尤其表现在相对较高的投资额、较高的成本和漫长的建设周期，这些都给城市发展带来了沉重的经济负担。同时，最终的处置不能通过制造新的污染物来彻底消除污染，因此，在废物处理过程中，需要将终端处理转为源头管理，尽量减少源头的废物量，以减少废物量控制产生的垃圾。同时，在实际执行过程中，应尽可能有效地实施废物收集和分类制度，确保资源循环利用。虽然现在很多企业和个人都在处理废物，但出发点往往是经济目标，而不是真正减少废物，有效保护资源，在这种处理中，塑料、玻璃和其他材料的废物利用率不高，大大降低了废物的总体利用率[3]。对此，需要重点开展垃圾废物分类行动，有效实施资源回收，让公众能够积极参与，对不同的垃圾进行合理的分类，确保其更加充分地被回收利用。

3.2 不断优化和改进现有的管理系统和模式

要从根本上有效避免当前市场经济体制下的多重管理问题，进一步提高生活垃圾管理效率，必须不断改革优化特色管理体制，充分明确相关部门和员工职责，明确部门职责，实行地方负责制，加强地方管理，充分保证制度的完整性和有效性。同时，要完善生活垃圾处理政策，实现“政企分开”，政府要梳理其职能，更有效地参与政策的制订和监察工作，使垃圾收集和处理更多与公营部门脱离，更方便有关企业进行合约交易的市场行为。废物生产者须向废物处理公司支付费用，而政府亦无须再为废物收集及处置提供大量财政补贴，废物处理公司本身亦须建立市场化的管理机制。通过引入市场竞争机制不仅能够极大提升废物处理效率，还能提升垃圾处理的盈利能力，从而减轻政府的财政负担。同时，必须更有效地开发和引进新技术、新模式，不断优化和完善管理任务，以获得更大的管理和创新效益。

3.3 进一步完善收费系统

对企业和居民征收一定的垃圾处理税，可以有效弥补公共资金的不足，减轻财政负担，提高环保意识。目前，从实践角度看，我国城市垃圾收费存在一些问题和不足，如收费体系不完善、收费标准相对较低、收集率低等。仅仅进行垃圾处理是不够的，资金不足问题也需得到有效解决。针对这种情况，政府需要进一步建立和完善更加系统和全面的废物管理体系，落实污染者付费原则，并采取更加务实的规章制度来解决不付款和少付款的问题，对相关单位和个人进行处罚，确保垃圾处理费的有序缴纳。同时，要贯彻因地制宜的基本原则，制定更加具体的收费规则，实施更加高效的收费方式，大幅提高垃圾处理费的征收率。

3.4 提高人们的环保意识

只有社会各界共同努力，加大控制力度，才能有效地控制垃圾污染。居民应遵守法律法规，尽量减少产生废物，并在指定区域处理废物。此外，亦须自觉遵守家居废物分类标准，并按类别分类。这样做不单只为都市废物的回收，更是个人道德品质的彰显。即使到了今天，很多人也没有意识到垃圾带来的危害，因此，需要提高市民的环保意识，加强教育和宣传。政府可以利用广播、电视、微信公众号等媒介，向市民宣传环保信息，有效提高市民的环保意识；亦可与城市社区合办公众活动，讲解垃圾危害、普及环保知识；可以经常举办知识竞赛，提高人们对环境的了解，实现废物的有效处置和利用。

4 结语

简而言之，社会各界必须充分认识到废物处理是一项十分复杂和艰巨的工作，与社会和国家发展息息相关。目前的废物处理技术还不完善，存在许多问题和不足，因此，为了有效处理垃圾，就必须减少来源的产生，有关部门需要增加处理和管理垃圾的财政拨款，通过优化法律法规、有效引进新技术、加大开发应用力度，完善废物综合治理体系，为社会的可持续发展提供保障。