固体废弃物资源化应用驱动城市可持续发展

李波

我国是世界人口大国，也是固体废弃物产出大国。根据固体废弃物性质和来源进行分类，通常可以分为三类：一般工业废弃物、危险废弃物（包含医疗废弃物）和城市生活垃圾。固体废弃物来源广泛而复杂，具有产生量大、容易形成“面源性污染”和“点源性污染”的特征，对环境和城市居民的健康构成现实的重大威胁。流行病学研究已经证实了城市固废污染对人类健康的负面效应；同时，未经无害化处理的固体废弃物也会污染水体、土地和大气等人类赖以生存的自然环境和资源。另一方面，城市固体废弃物可以产生价值，例如制作建筑材料、产生沼气或者发电；可以在含有重金属危险废弃物中提炼各种有色金属；废弃的饮料瓶甚至可以重新加工为食品级塑料粒子，重新制作为饮料包装物。因此城市固体废弃物的有效管理和资源化利用可以趋利避害、变废为宝，在消除城市固体废弃物对人类健康和环境威胁的同时，缓解人类面临的资源短缺困境，构建和谐的人与自然之间的关系。

一、城市固体废弃物产生量以及现有处置能力的现状

中华人民共和国生态环境部2020年底发布了全国部分城市固体废弃物污染及防治年报，数据显示了2019年全国196个城市固体废弃物的产生数据。其中一般工业固体废弃物产生量为13.8亿吨；工业危险废弃物（包含医疗废弃物）产生量为4583万吨；城市生活垃圾产生量为2.4亿吨。以下仅以工业危险废弃物和城市生活垃圾为例：

（一）工业危险废弃物

2019年统计数据表明，全国城市工业危险废弃物产生量高达4498.9万吨，其中山东省、江苏省和浙江省的危废产生量在各省市中排名前三，这与当地的化工企业的数量以及化工产品的产出量正相关。数据显示，2019年全国危险废弃物的处置量为2027.8万吨，综合利用量为2491.8万吨，储存量为756.1万吨，占比分别为38.5%、47.2%和14.3%。由此可见，综合利用和处置是工业危险废弃物的主要处理途径，综合利用的处置能力在连年增加，处置能力保持稳定。

（二）城市生活垃圾（MSW）

近年来，城市居民的生活水平在不断提高，社区生活垃圾的产生量呈现出上升趋势，由此引发的城市环境污染开始引起社会公众的广泛关注。中华人民共和国原建设部协同科技部、原环保部于2000年联合发布了《城市生活垃圾处理及污染防治技术与政策》（建发〔2000〕120号文），其中明确定义了“城市生活垃圾”（Municipal solid waste， MSW）的范围，包括了居民生活产生的垃圾和为居民提供服务产生的垃圾，也包括法律行政法规规定的可以视为MSW的其他固体废物。

2019年统计数据表明，全国各城市产生的生活垃圾为23560.2万吨。城市生活垃圾主要由厨余垃圾（湿垃圾）、可回收垃圾、其他垃圾（干垃圾）和有害垃圾构成，垃圾的总体产生量逐年上升，而厨余垃圾的产生比例逐年下降，从2015年的51%下降到2020年的38%。与此同时，其他非饮食类的垃圾比例较快增长，体现了各城市消费升级的长期趋势（资料数据参考《中国生活垃圾处理行业发展前景与投资预测分析报告》）。在全国各省市中，广东省、江苏省和浙江省的城市生活垃圾产生量名列前三位，北京市、广州市和上海市的垃圾产生量在全国各城市中占据前三。生活垃圾的处理设施也得到了長足发展，现有的城市生活垃圾的处理能力已经和产生量达到基本均衡，99.7%的城市生活垃圾得到了妥善处置。

统计数据分析表明，中国经济自2000年以来高速发展，工业化和城市化的比率稳步提高，城市固体废弃物的产生量呈现出持续增长的态势，城市垃圾的处置能力相应快速发展，无害化处理和综合利用已经成为主要途径。但另一方面较大城市固体废弃物的产生量还在不断增长，给这些城市的管理带来潜在的压力。城市管理者需要高度重视与前瞻性的规划相应的处置技术和能力，确保项目实施质量和管理，保护生态环境，也要注意科学地采用先进的处置技术，变废为宝，使城市固体废弃物发挥应有的经济和社会价值。

二、城市固体废弃物处置原则、路径和技术

（一）城市固体废弃物的处置原则

根据相关规定，城市固体废弃物处理“应以保障公共环境卫生和人体健康、防止环境污染为宗旨，遵循‘减量化、资源化、无害化原则”。减量化就是减少垃圾的产生量，工厂要实行绿色清洁的生产方式，从设计、生产到销售的各个环节，尽可能少产生废弃物；无害化就是采取各种物理、化学和生物的技术和方法，使垃圾得到妥善处置，消除垃圾对城市生态环境和市民健康构成的威胁。所谓资源化，就是以城市的固体废弃物为原料进行回收利用，物尽其用、变废为宝，充分利用资源保护生态环境。

环境治理是一项系统性的工程，若遵从系统性原则，则需要因地制宜统筹安排。城市管理者需要全民动员，科学引导、统筹规划，合理布局，需要以政府为主导的全社会参与，引入市场化外资和民间资本以提高治理水平和效率。

（二）城市固体废弃物处置路径和技术

世界上的垃圾处理技术，从发展历程来看，共经历了三代：垃圾填埋、垃圾焚烧、以资源化为导向的综合处置。

1、填埋技术

垃圾填埋技术简单便捷，曾经是全球最早和最广泛使用的垃圾处理方法。我国垃圾填埋技术历史悠久，我国考古学家甚至发掘到了春秋战国时期的垃圾填埋场，发现了很多具有历史价值的日常用品和青铜器碎片。因为生活垃圾成分复杂，有机质在细菌的作用下，混合其他物质会产生化学反应，进而产生沼气、其他有害气体和垃圾渗滤液等物质。其中的污染物质会对环境构成威胁，甚至影响到周边居民的身体健康。20世纪末，填埋处置引起的大气、水体和土壤的严重污染使人们意识到垃圾填埋的弊端，填埋场的后续管理及运行的成本也相当高昂。很多国家制定了严格的垃圾填埋法规，以控制垃圾填埋处置带来的风险。

2、焚烧技术

1896年，德国汉堡建立了人类历史上的第一座垃圾焚烧厂。随着垃圾焚烧技术提高和逐渐成熟，垃圾焚烧逐渐替代垃圾填埋成为处理城市生活垃圾的主要方式。这种方式可以避免很多填埋处置引发的潜在环境污染，同时对垃圾中的热能进行了有效利用，实现了生活垃圾能源化。与此同时，原生的生活垃圾含水量高，成分复杂，焚烧会产生有害的烟气和飞灰，烟气和飞灰处理不好会对环境形成二次污染。现代城市公民的环保意识在不断增强，焚烧项目的选址常常引起邻避效应，引发焚烧项目周边居民的担忧。

3、综合处置与资源利用技术

所谓的综合处置就是利用预处理、堆肥、厌氧发酵和化学处理等技术手段，并根据不同的固废种类将之进行有机结合，形成系统性的固体废弃物无害化处置，最大化地利用可再生资源，使之回到生产环节。综合处置提高了垃圾无害化和资源化的效率，降低了处置成本，当前已经成为我国和其他许多国家的垃圾处置主流方式。

预处理是固体废弃物资源化利用的前提和基础，通常以机械处理为主，主要是简易分离某些特定物质或者使某些物质物理性质发生变化的处理方法。预处理的目的是为固体废弃物后续的资源化做准备，以提高设备效率，降低运行成本，提高经济收益。预处理大体包括压实、破碎和分选三种处理技术，资源化的目的不同，需要采用的预处理技术也必然不同。压实、破碎和分选等预处理技术手段是进行资源化利用的基础性工作。

厌氧发酵工艺是利用厌氧菌分解厨余垃圾中的有机质，同时产生沼气的一种处理工艺，是目前厨余垃圾集中处理项目中最常见的处理工艺。厨余垃圾在正式处理前，需经过严格的预处理过程，将杂质去除。较为常见的预处理工艺可简单概括为破碎、分选、除油三个阶段，预处理工艺的选择由后续采用的处理工艺而定。物料经过厌氧发酵后的消化液经絮凝剂调配后通过离心脱水机处理后将沼渣和沼液分离，沼渣一般运至生活垃圾焚烧厂处置；滤液进入渗沥液处理站或自建的污水处理设施进行处理。厌氧产生的沼气经脱硫处理后，在沼气储柜中进行暂存，后续部分用于沼气发电机进行发电，产生的电能除厂内自用外，剩余部分可进行上网。发电机产生的余热，可转化为蒸汽和热水，热水可用于厂区其他用热，蒸汽可用于餐厨垃圾预处理中的加热提油环节。

把垃圾进行固体燃料化，加工成热值更高、更稳定的垃圾衍生燃料（Refuse Derived Fuel，RDF）在欧洲已经有超过15年长期的广泛商业应用。该技术通过生物或者物理方法对垃圾进行去水干化，将生活垃圾中的可燃物制成环保的、中高热值的燃料，进行能源化利用；同时通过自动化的机械设备，将金属等可回收物分选出来进行资源化利用；并且还将有害的 PVC 塑料等剔除，直接从源头上遏制二噁英等有害气体的生成，具有一定可观的环保特性。

化学处理城市固体废弃物，主要應用于危险废弃物处置。其主要目的在于降低有毒有害物质对环境的污染，对某些有毒有害的成分进行分离或者浓缩。比如，含有重金属、酸碱废液、氰化物、乳化油、危险废弃物，可以采用工业冶金（湿法工艺）、中和、氧化电解、絮凝剂破乳等无害化工艺；对于飞灰、废渣等危险废弃物可以采用固化填埋等技术工艺。

综合处置可以利用现有各种处置技术的优点，取长补短，以达到更优的社会、环境和经济效益。

三、欧绿保践行资源化与能源化并重，以绿色科技打造固废处理的标杆项目

作为全球十大资源再生和环境服务企业之一，源自德国柏林的欧绿保以打造零垃圾的世界为愿景，结合全球领先技术与五十多年的实践经验，并根据中国本地需求进行优化，在广东、上海、江苏、河南、河北、贵州、海南和香港等地打造创新、可靠、专业化的高标准资源化综合利用项目。

（一）第三代生活垃圾处理技术——绿色燃料

欧绿保拥有世界领先的“绿色燃料” 技术，并将该技术针对中国垃圾特性进行了升级与结合，为中国垃圾处理提供了更好的解决方案。经过对垃圾的一系列无害化稳定化分选处理后，产品 RDF/SRF 燃料不再是垃圾，不再具有容易腐烂、散发异味、释放污水等垃圾的特性，而是一种干燥的、物理化学性质稳定、不再具有生物活性、易长期存储、运输、适宜入炉燃烧的绿色燃料。这一技术的应用具有多方位的明显优势：

可以为碳减排作出贡献，与煤炭燃烧相比，减少约 70%的二氧化碳排放。

可以做到小型化卫星分布，避免重复投建大型垃圾焚烧设施，也为解决中国广大而分散的农村小量垃圾处理提供了很好的解决方案。

利用磁选等分选技术，可以有效提高能源利用率，是城市生活垃圾的第三代处理技术。

多级的物理分选可以分离出垃圾中的有害物质，如重金属和聚氯乙烯塑料（PVC），最大程度避免有害物质二噁英生成，从先焚烧后处理变为先处理后焚烧，从源头上控制有害物质产生，有效保护生态环境。

欧绿保已在广东省揭阳市投资建设了第一个绿色燃料的示范项目，该项目为揭阳市日处理1000吨的生活垃圾，促进了揭阳市经济和生态的可持续发展。

（二）一站式的危险废物处理解决方案使工业固体废物变废为宝，与自然和谐共生

危险废物资源化利用重点从市场使用、毒物去除、资源回收，产品合格四个方面考虑：一是确保资源化利用的技术在目标市场的适用性；二是资源化利用安全性比较好，保证有害去除效果；三是资源化利用技术的先进性，确保最大程度的资源化利用；四是资源化产生的产品应符合特定的国家质量标准，以便进入市场实现循环利用。

以欧绿保危废金属资源化项目为例，采用国际成熟先进的湿法工艺回收无机污泥中的锌、镍、铁、铬、铜等金属元素，工艺强调全流程系统性管理，在预处理工艺中要重点投入合格的设备，以除杂质，有机净化和萃取工艺稳定运行，以实现环境的可持续发展。相对于传统的干法，湿法冶炼技术具有能耗低、污染小和低碳环保的特性。

（三）使废旧塑料获得新生，闭环管理塑料材料，实现高价值利用

塑料是现代世界的组成部分，应用于生活中的各种领域，特别是用于包装。然而，废旧塑料对环境的影响已成为全球关注的话题，扔掉这些塑料也是对原材料的一种浪费。在包装生产中使用回收材料，从而减少化石燃料的消耗已成为许多国家致力推动的环境和可持续发展战略。

欧绿保收集废旧塑料，对其进行分选、处理和提炼，通过生产高质量的原材料使废旧塑料获得新的生命。根据进料不同，欧绿保采用不同的加工手段。由高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）制成的塑料包装被加工成特定类型的回收物或颗粒，用于生产新的塑料产品。而通常用于瓶子生产的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）则被加工成片状用于再制造。

欧绿保在香港合资建设了塑新生有限公司，可以处理日常的塑料饮料瓶，避免使用过的PET和HDPE 瓶降级使用，生产成为食品级的可重复利用的塑料粒子，目前是香港规模最大塑料瓶资源化私营工厂。这种废塑料的闭环资源化重复利用，可以减少石油的使用量，为实现中国减碳目标作出贡献。

四、结语

随着工业化、城市化进程加快，我国固体废物的处理技术和设施发展迅速，生态环境改善也取得了初步的成绩。与此同时，一些工业危险废弃物，如含有金属镉的危废污泥、生活垃圾焚烧后的飞灰，其处置技术并不尽如人意，相关企业和部门必须持续研发新的处理技术，努力提高处理效率、处置质量和经济效益。城市管理者和环保参与者要坚持环境效益与经济效益相结合的原则，坚持建立循环经济发展模式，既要实现垃圾的减量化和无害化，也要实现垃圾处置的资源化，减少对环境的碳排放，实现我国经济与环境可持续发展的长远目标。

（作者单位：太原工业学院经济与管理系）