城市生活垃圾處理新思路

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簡介： 城市生活垃圾持續(xù)增加，垃圾處理問題日益嚴(yán)重，結(jié)合示范工程的分析，提出了垃圾處理問題的新思路。
關(guān)鍵字：生活垃圾 焚燒 生物堆肥技術(shù)

New Concept on Urban Domestic Waste Treatment

　　Zhang Yue

　　(Urban Construction Department of Construction Ministry，Beijing 100835)

　　Abstract：Output of urban domestic waste is keeping on the increase，the problem of waste treatment is getting serious day by day.Based on analysis and combined of pilot engineering，the new concept of waste treatment was suggested.

　　Key words：Waste treatment；Pilot engineering；Biological pretreatment technology

　　近年來，城市生活垃圾持續(xù)增加，環(huán)境污染問題突出，垃圾處理的發(fā)展方向和技術(shù)路線日益受到關(guān)注，已經(jīng)成為城市政府面臨的最棘手的問題之一。

　　1 主要問題分析

　　2003年，我國660個城市生活垃圾清運(yùn)量達(dá)1.5億t，每年以約4％的速度增長。按各地上報(bào)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前城市生活垃圾無害化處理率約為51％。但是，根據(jù)對255個城市的388座生活垃圾處理場(廠)的調(diào)查分析，我國城市生活垃圾無害化處理設(shè)施達(dá)標(biāo)率約25％，考慮運(yùn)行管理等因素，實(shí)際的無害化處理率不足20％。垃圾污染環(huán)境、危害群眾(尤其是農(nóng)民)的問題非常突出。

　　近年來，國家實(shí)行積極的財(cái)政政策，城市垃圾處理得到支持，一批國債項(xiàng)目相繼建設(shè)。同時，通過推進(jìn)市場化改革，投資主體多元化格局開始形成，城市生活垃圾處理開始進(jìn)入高速發(fā)展時期。但是，總體講，城市生活垃圾處理發(fā)展方向并不明朗，真正適合國情的技術(shù)路線尚未形成，一些傾向性問題已經(jīng)顯現(xiàn)，并將可能影響全行業(yè)的健康發(fā)展。

　　1.1 填埋處理比例過大

　　難以滿足可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。目前垃圾填埋處理的比例超過85％，問題也最突出。一是消耗大量土地資源，不少城市很難找到新的填埋場；二是產(chǎn)生大量滲瀝液，大部分垃圾場存在滲瀝液污染問題；三是填埋氣體污染大氣，并存在安全隱患，目前能夠?qū)μ盥駳膺M(jìn)行資源化利用的填埋場不足3％；四是大部分可回收資源一埋了之，不能再生利用。調(diào)查還表明，建設(shè)規(guī)范的無害化填埋場，投資并不如想象的節(jié)省。1座日處理垃圾1 000t的填埋場(20 a使用期，服務(wù)人口約100萬人)，需投資2億-3億元，每噸垃圾處理成本(含投資成本)達(dá)60-80元。

　　1.2 焚燒處理發(fā)展迅猛

　　一些項(xiàng)目存在隱患和風(fēng)險。垃圾焚燒發(fā)電是歐美國家和日本采用的主要方式之一。近年來，我國垃圾焚燒技術(shù)得到快速發(fā)展，目前已有約50座生活垃圾焚燒廠投入運(yùn)行，近百個垃圾焚燒項(xiàng)目正在規(guī)劃建設(shè)之中，僅東莞市就計(jì)劃建設(shè)10多座垃圾焚燒廠。垃圾焚燒發(fā)電在垃圾減量化和熱能利用方面有一定優(yōu)勢，但是，在發(fā)展過程中必須冷靜分析一些傾向性的問題。一是投資和運(yùn)行成本高。日處理1 000t垃圾工程投資4億-6億元，平均每噸垃圾處理成本超過1SO元；二是依賴于較高的上網(wǎng)電價。燃煤火力發(fā)電上網(wǎng)電價每千瓦時約0.3元，而垃圾發(fā)電的上網(wǎng)電價一般超過0.5元。為追逐發(fā)電收益，一些企業(yè)過量加煤，實(shí)際演變成“小火電”項(xiàng)目；三是焚燒產(chǎn)生的飛灰未作妥善處置。按照環(huán)保要求，飛灰由于含有超量有毒有害物質(zhì)，應(yīng)按危險廢物處置，處置成本高達(dá)1 S00元／t左右，即每噸垃圾處理成本要增加數(shù)十元到上百元。這一費(fèi)用大部分被忽視。此外，垃圾焚燒產(chǎn)生的二惡英污染問題依然是社會各界關(guān)注的焦點(diǎn)。我國生活垃圾的發(fā)熱量低，約為發(fā)達(dá)國家的1／3，并不適合焚燒。垃圾加煤焚燒是無奈之舉，煤的熱利用效率約為常規(guī)鍋爐燃煤的1／2，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面是否合理有待進(jìn)一步研究。

　　1.3 生物堆肥技術(shù)良莠不齊

　　一批國債項(xiàng)目成“垃圾項(xiàng)目”。利用生活垃圾堆肥在我國有較長時期，但效果不好。突出問題是，垃圾分選效率低、肥料質(zhì)量差、沒有市場銷路。最近查處的四川、安徽一批垃圾處理項(xiàng)目，絕大部分采用機(jī)械分選和生物堆肥技術(shù)，均不能正常運(yùn)行。主要原因，一是某些部門決策失誤，監(jiān)管不力；二是設(shè)計(jì)思路錯誤，技術(shù)不成熟，設(shè)備粗制濫造或盲目引進(jìn)。

　　2 思路的調(diào)整

　　2.1 對生活垃圾特性的再認(rèn)識

　　我國生活垃圾的主要特性不同于發(fā)達(dá)國家。第一，我國生活垃圾含水高，一般為55％-65％，一些南方城市在夏季高達(dá)70％，而西方國家一般為30％—35％。第二，我國生活垃圾中廚余和餐飲等有機(jī)廢物比例大，為45％—55％，西方發(fā)達(dá)國家一般在20％左右。第三，我國生活垃圾依然以混合收集為主，盡管近年來大力推行生活垃圾分類收集，但收效甚微。全國絕大部分城市處理的都是混合原生垃圾。而發(fā)達(dá)國家生活垃圾分類收集率在60％以上，德國等一些歐洲國家超過80％。

　　我國生活垃圾的這些特性，使我們面臨的問題比發(fā)達(dá)國家更加棘手。一是垃圾填埋產(chǎn)生的滲瀝液量大，污染物濃度高；二是生活垃圾發(fā)熱量低，大部分不宜直接焚燒；三是混合垃圾具有“黏稠”性，難以進(jìn)行機(jī)械化分選，資源回收率低，堆肥質(zhì)量差。多年來，我們十分注重借鑒或引進(jìn)國外的技術(shù)和設(shè)備，但是，實(shí)踐表明，國外的技術(shù)和設(shè)備在我國并不完全適用。當(dāng)務(wù)之急，要進(jìn)一步認(rèn)識我國生活垃圾的特性和產(chǎn)生的影響，加強(qiáng)針對性研究和實(shí)踐，開發(fā)適合國情的技術(shù)和設(shè)備。

　　2.2 對技術(shù)路線的反思

　　多年來，我們的技術(shù)研究和資金投入著重在兩方面，一是在引進(jìn)國外技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行必要改造和國產(chǎn)化，使之適用于中國垃圾處理；二是強(qiáng)化末端污染的治理，使之達(dá)到環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　在填埋處理中，為了防止?jié)B瀝液對地下水的污染，我們采用了國際流行的人工防滲措施，就如三峽庫區(qū)那些貧困地區(qū)，也普遍采用了土工布加高密度膜的防滲結(jié)構(gòu)；為凈化滲瀝液，一些地區(qū)引進(jìn)了昂貴的“反滲透”技術(shù)設(shè)備，處理每噸污水的投資近10萬元，運(yùn)行成本達(dá)數(shù)十元。在焚燒處理方面，我們多年研究低發(fā)熱量垃圾的適應(yīng)性問題，但不可能改變?nèi)紵茖W(xué)的一些基本規(guī)律，燃燒的效率低和費(fèi)用高是難以避免的；由于混合生活垃圾成分復(fù)雜，焚燒污染嚴(yán)重，目前采取了國際先進(jìn)的治理技術(shù)，煙氣處理的投資幾乎和焚燒主體相當(dāng)。在生物堆肥方面，一些城市引進(jìn)了美國、德國等機(jī)械設(shè)備，但依然解決不了生活垃圾的分選問題。

　　借鑒國外經(jīng)驗(yàn)和加強(qiáng)污染治理，原則上都是正確的，但面對實(shí)踐中的問題，要反思：一是讓國外的技術(shù)來適應(yīng)中國的垃圾，還是使中國的垃圾去適應(yīng)這些技術(shù)？二是一味強(qiáng)調(diào)污染的末端治理，還是從源頭去控制和減少污染的產(chǎn)生?在調(diào)查研究、科學(xué)試驗(yàn)和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，我們提出了調(diào)整技術(shù)路線的建議：

　　首先，大部分城市生活垃圾適宜生物預(yù)處理，重點(diǎn)削減垃圾中的水分和有機(jī)物，改善垃圾特性，為后續(xù)處理和減少污染物創(chuàng)造條件；第二，強(qiáng)化垃圾的機(jī)械分選，提高?昆合垃圾分揀和分類效率；第三，合理選用分類處置技術(shù)，優(yōu)勢互補(bǔ)；第四，審慎發(fā)展混合垃圾焚燒技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)的綜合評估；第五，限制混合垃圾直接填埋，源頭控制污染，減少土地消耗。

　　2.3 關(guān)于資源回收利用

　　一般認(rèn)為，我國龐大的“拾荒大軍”基本解決了垃圾中資源回收問題，在最終處理過程中，可直接回收的廢物寥寥無幾，主要通過焚燒發(fā)電進(jìn)行資源利用。但是，調(diào)查表明，在生活垃圾最終處理環(huán)節(jié)，可以直接回收的廢物超過20％，其中塑料和橡膠占6％-9％，紙類4％-6％，還包括一定量的織物、金屬和玻璃等。這些可回收物資一燒了之，不僅利用效率低，還造成嚴(yán)重的煙氣污染。實(shí)踐證明，只要解決了機(jī)械分選和篩分技術(shù)，垃圾中的可用資源絕大部分能夠直接回收，同時可生產(chǎn)約占垃圾總量8％的高質(zhì)量基肥，可以首先用于城市綠化和林業(yè)。我國是一個資源匱乏的國家，應(yīng)當(dāng)大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，注重垃圾資源的直接回收利用，著力把生活垃圾處理發(fā)展為資源再生產(chǎn)業(yè)。

　　3 示范工程的啟示

　　1996年以來，美商國際集團(tuán)(以下簡稱“美商”)考察了國內(nèi)200多個城市，對生活垃圾的特性進(jìn)行了深入研究。1998年“美商”在大慶市建設(shè)了第一座資源化的垃圾綜合處理廠，同樣經(jīng)歷了一系列挫折(從美國引進(jìn)的設(shè)備成為一堆廢鐵)，但是開始探索出適合中國生活垃圾特性的處理思路和工藝。2002年，上海浦東新區(qū)經(jīng)過多方考察和嚴(yán)格論證，確定由“美商”投資建設(shè)垃圾綜合處理廠，每天處理1 000t生活垃圾。2003年5月，項(xiàng)目建成并投人試運(yùn)行。該項(xiàng)目的新思路和市場化運(yùn)作方式引起建設(shè)部的高度關(guān)注，先后8次派人進(jìn)行調(diào)研，并組織專家跟蹤調(diào)查。2004年2月，建設(shè)部城建司召開現(xiàn)場會，進(jìn)一步考察和研討，專家評價認(rèn)為：該項(xiàng)目針對中國垃圾的特點(diǎn)，采取綜合處理技術(shù)路線，充分體現(xiàn)“減量化、資源化、無害化”原則，提供了大規(guī)模工程的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有重要的借鑒意義。2004年4月，該項(xiàng)目被列入建設(shè)部科技示范工程。

　　這一項(xiàng)目的主要特點(diǎn)和效益概括如下：

　　3.1 高效的生物預(yù)處理技術(shù)。

　　通過倉式好氧發(fā)酵，首先實(shí)現(xiàn)垃圾水分和有機(jī)物的減量。水分由60％-80％減少到約35％，揮發(fā)性有機(jī)物降解50％左右，總質(zhì)量減少約40％。垃圾特性改善，利于機(jī)械分選和后續(xù)處理。

　　3.2 先進(jìn)的機(jī)械分選設(shè)備。

　　全套國產(chǎn)化設(shè)備，對垃圾中可用資源的回收率超過90％，包括塑料、紙類、金屬、玻璃、電池、打火機(jī)等。同時，實(shí)現(xiàn)垃圾的自動分類。

　　3.3 適用的分類處置技術(shù)。

　　有機(jī)物二次發(fā)酵，精制堆肥，產(chǎn)生量約為垃圾總量的8％；竹木紙織類焚燒，熱能利用；殘余物填埋，最大程度地實(shí)現(xiàn)減量化(不超過垃圾總量的20％)。

　　3.4 合理的“三廢”治理方式。

　　垃圾的水分主要通過水氣蒸發(fā)去除，少量滲瀝液回用于二次堆肥發(fā)酵；有機(jī)物通過生化堆肥，化害為利；焚燒以“柴火”為主，煙氣污染減少；殘?jiān)盥癖M可能減量化、無機(jī)化和低水分，從源頭削減污染物；采用生物除臭技術(shù)，有效控制大氣污染。

　　作為市場化運(yùn)作項(xiàng)目，“美商”的建設(shè)投資近2億元，并承擔(dān)全部運(yùn)行責(zé)任和費(fèi)用。按照特許經(jīng)營協(xié)議，上海市浦東環(huán)境衛(wèi)生管理部門派駐監(jiān)管員進(jìn)行全過程監(jiān)督，政府支付垃圾處理費(fèi)每噸50元。這一成本，相當(dāng)于焚燒處理的1／4，甚至低于填埋處理的費(fèi)用。當(dāng)然，投資者也有自己的盈利模式，據(jù)了解，通過賣“廢品”每噸垃圾可收益30多元，每噸有機(jī)基肥還能賣出200元左右。

　　“美商”示范工程給了我們重要啟示：一是“減量化、資源化、無害化”的垃圾處理模式可以實(shí)現(xiàn)；二是政府和企業(yè)雙贏的市場機(jī)制能夠建立。

　　4 建議措施

　　4.1 加強(qiáng)垃圾預(yù)處理技術(shù)的科學(xué)研究。

　　通過生物預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)水分和有機(jī)物的減量，改善生活垃圾特性，將對后續(xù)的焚燒、填埋等都可能產(chǎn)生積極的影響。根據(jù)我們對北京順義垃圾焚燒廠的初步測試，生活垃圾經(jīng)過簡單生物發(fā)酵和篩分后，減量近50％，發(fā)熱量提高約2.5倍，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

　　4.2 加大垃圾分選設(shè)備的開發(fā)力度。

　　“美商”經(jīng)驗(yàn)證明，生物預(yù)處理將為機(jī)械分選創(chuàng)造有利條件，同時有針對性地改善分選設(shè)備的性能也很關(guān)鍵。建議國家安排適當(dāng)?shù)姆龀仲Y金，支持國產(chǎn)分選設(shè)備的研究和開發(fā)，進(jìn)一步提高資源回收效率。同時，要加強(qiáng)對“廢品”加工和利用的監(jiān)督管理，通過發(fā)展規(guī)范化、規(guī)?；馁Y源再生產(chǎn)業(yè)，逐步解決“拾荒大軍”的問題。

　　4.3 鼓勵使用再生有機(jī)肥。

　　城市政府要制定政策，對于符合標(biāo)準(zhǔn)的垃圾堆肥，鼓勵在城市綠化和林業(yè)方面優(yōu)先使用，逐步減少化肥使用量。

　　4.4 在實(shí)踐驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，調(diào)整并完善技術(shù)政策。

　　提倡對生活垃圾進(jìn)行生物預(yù)處理，重點(diǎn)削減垃圾中的水分和有機(jī)物，為后續(xù)處理和減少污染創(chuàng)造條件；強(qiáng)化垃圾的機(jī)械分選，提高混合垃圾分揀和分類效率；合理選用分類處置技術(shù)，大力發(fā)展垃圾處理資源再生產(chǎn)業(yè)，逐步限制混合垃圾直接填埋，注重源頭控制污染，減少土地資源消耗。