城市生活垃圾处理新思路

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简介： 城市生活垃圾持续增加，垃圾处理问题日益严重，结合示范工程的分析，提出了垃圾处理问题的新思路。
关键字：生活垃圾 焚烧 生物堆肥技术

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

　　近年来，城市生活垃圾持续增加，环境污染问题突出，垃圾处理的发展方向和技术路线日益受到关注，已经成为城市政府面临的最棘手的问题之一。

　　1 主要问题分析

　　2003年，我国660个城市生活垃圾清运量达1.5亿t，每年以约4％的速度增长。按各地上报的数据统计，目前城市生活垃圾无害化处理率约为51％。但是，根据对255个城市的388座生活垃圾处理场(厂)的调查分析，我国城市生活垃圾无害化处理设施达标率约25％，考虑运行管理等因素，实际的无害化处理率不足20％。垃圾污染环境、危害群众(尤其是农民)的问题非常突出。

　　近年来，国家实行积极的财政政策，城市垃圾处理得到支持，一批国债项目相继建设。同时，通过推进市场化改革，投资主体多元化格局开始形成，城市生活垃圾处理开始进入高速发展时期。但是，总体讲，城市生活垃圾处理发展方向并不明朗，真正适合国情的技术路线尚未形成，一些倾向性问题已经显现，并将可能影响全行业的健康发展。

　　1.1 填埋处理比例过大

　　难以满足可持续发展和循环经济的要求。目前垃圾填埋处理的比例超过85％，问题也最突出。一是消耗大量土地资源，不少城市很难找到新的填埋场；二是产生大量渗沥液，大部分垃圾场存在渗沥液污染问题；三是填埋气体污染大气，并存在安全隐患，目前能够对填埋气进行资源化利用的填埋场不足3％；四是大部分可回收资源一埋了之，不能再生利用。调查还表明，建设规范的无害化填埋场，投资并不如想象的节省。1座日处理垃圾1 000t的填埋场(20 a使用期，服务人口约100万人)，需投资2亿-3亿元，每吨垃圾处理成本(含投资成本)达60-80元。

　　1.2 焚烧处理发展迅猛

　　一些项目存在隐患和风险。垃圾焚烧发电是欧美国家和日本采用的主要方式之一。近年来，我国垃圾焚烧技术得到快速发展，目前已有约50座生活垃圾焚烧厂投入运行，近百个垃圾焚烧项目正在规划建设之中，仅东莞市就计划建设10多座垃圾焚烧厂。垃圾焚烧发电在垃圾减量化和热能利用方面有一定优势，但是，在发展过程中必须冷静分析一些倾向性的问题。一是投资和运行成本高。日处理1 000t垃圾工程投资4亿-6亿元，平均每吨垃圾处理成本超过1SO元；二是依赖于较高的上网电价。燃煤火力发电上网电价每千瓦时约0.3元，而垃圾发电的上网电价一般超过0.5元。为追逐发电收益，一些企业过量加煤，实际演变成“小火电”项目；三是焚烧产生的飞灰未作妥善处置。按照环保要求，飞灰由于含有超量有毒有害物质，应按危险废物处置，处置成本高达1 S00元／t左右，即每吨垃圾处理成本要增加数十元到上百元。这一费用大部分被忽视。此外，垃圾焚烧产生的二恶英污染问题依然是社会各界关注的焦点。我国生活垃圾的发热量低，约为发达国家的1／3，并不适合焚烧。垃圾加煤焚烧是无奈之举，煤的热利用效率约为常规锅炉燃煤的1／2，在技术经济方面是否合理有待进一步研究。

　　1.3 生物堆肥技术良莠不齐

　　一批国债项目成“垃圾项目”。利用生活垃圾堆肥在我国有较长时期，但效果不好。突出问题是，垃圾分选效率低、肥料质量差、没有市场销路。最近查处的四川、安徽一批垃圾处理项目，绝大部分采用机械分选和生物堆肥技术，均不能正常运行。主要原因，一是某些部门决策失误，监管不力；二是设计思路错误，技术不成熟，设备粗制滥造或盲目引进。

　　2 思路的调整

　　2.1 对生活垃圾特性的再认识

　　我国生活垃圾的主要特性不同于发达国家。第一，我国生活垃圾含水高，一般为55％-65％，一些南方城市在夏季高达70％，而西方国家一般为30％—35％。第二，我国生活垃圾中厨余和餐饮等有机废物比例大，为45％—55％，西方发达国家一般在20％左右。第三，我国生活垃圾依然以混合收集为主，尽管近年来大力推行生活垃圾分类收集，但收效甚微。全国绝大部分城市处理的都是混合原生垃圾。而发达国家生活垃圾分类收集率在60％以上，德国等一些欧洲国家超过80％。

　　我国生活垃圾的这些特性，使我们面临的问题比发达国家更加棘手。一是垃圾填埋产生的渗沥液量大，污染物浓度高；二是生活垃圾发热量低，大部分不宜直接焚烧；三是混合垃圾具有“黏稠”性，难以进行机械化分选，资源回收率低，堆肥质量差。多年来，我们十分注重借鉴或引进国外的技术和设备，但是，实践表明，国外的技术和设备在我国并不完全适用。当务之急，要进一步认识我国生活垃圾的特性和产生的影响，加强针对性研究和实践，开发适合国情的技术和设备。

　　2.2 对技术路线的反思

　　多年来，我们的技术研究和资金投入着重在两方面，一是在引进国外技术和设备的基础上，进行必要改造和国产化，使之适用于中国垃圾处理；二是强化末端污染的治理，使之达到环境标准的要求。

　　在填埋处理中，为了防止渗沥液对地下水的污染，我们采用了国际流行的人工防渗措施，就如三峡库区那些贫困地区，也普遍采用了土工布加高密度膜的防渗结构；为净化渗沥液，一些地区引进了昂贵的“反渗透”技术设备，处理每吨污水的投资近10万元，运行成本达数十元。在焚烧处理方面，我们多年研究低发热量垃圾的适应性问题，但不可能改变燃烧科学的一些基本规律，燃烧的效率低和费用高是难以避免的；由于混合生活垃圾成分复杂，焚烧污染严重，目前采取了国际先进的治理技术，烟气处理的投资几乎和焚烧主体相当。在生物堆肥方面，一些城市引进了美国、德国等机械设备，但依然解决不了生活垃圾的分选问题。

　　借鉴国外经验和加强污染治理，原则上都是正确的，但面对实践中的问题，要反思：一是让国外的技术来适应中国的垃圾，还是使中国的垃圾去适应这些技术？二是一味强调污染的末端治理，还是从源头去控制和减少污染的产生?在调查研究、科学试验和工程实践的基础上，我们提出了调整技术路线的建议：

　　首先，大部分城市生活垃圾适宜生物预处理，重点削减垃圾中的水分和有机物，改善垃圾特性，为后续处理和减少污染物创造条件；第二，强化垃圾的机械分选，提高?昆合垃圾分拣和分类效率；第三，合理选用分类处置技术，优势互补；第四，审慎发展混合垃圾焚烧技术，加强技术经济的综合评估；第五，限制混合垃圾直接填埋，源头控制污染，减少土地消耗。

　　2.3 关于资源回收利用

　　一般认为，我国庞大的“拾荒大军”基本解决了垃圾中资源回收问题，在最终处理过程中，可直接回收的废物寥寥无几，主要通过焚烧发电进行资源利用。但是，调查表明，在生活垃圾最终处理环节，可以直接回收的废物超过20％，其中塑料和橡胶占6％-9％，纸类4％-6％，还包括一定量的织物、金属和玻璃等。这些可回收物资一烧了之，不仅利用效率低，还造成严重的烟气污染。实践证明，只要解决了机械分选和筛分技术，垃圾中的可用资源绝大部分能够直接回收，同时可生产约占垃圾总量8％的高质量基肥，可以首先用于城市绿化和林业。我国是一个资源匮乏的国家，应当大力发展循环经济，注重垃圾资源的直接回收利用，着力把生活垃圾处理发展为资源再生产业。

　　3 示范工程的启示

　　1996年以来，美商国际集团(以下简称“美商”)考察了国内200多个城市，对生活垃圾的特性进行了深入研究。1998年“美商”在大庆市建设了第一座资源化的垃圾综合处理厂，同样经历了一系列挫折(从美国引进的设备成为一堆废铁)，但是开始探索出适合中国生活垃圾特性的处理思路和工艺。2002年，上海浦东新区经过多方考察和严格论证，确定由“美商”投资建设垃圾综合处理厂，每天处理1 000t生活垃圾。2003年5月，项目建成并投人试运行。该项目的新思路和市场化运作方式引起建设部的高度关注，先后8次派人进行调研，并组织专家跟踪调查。2004年2月，建设部城建司召开现场会，进一步考察和研讨，专家评价认为：该项目针对中国垃圾的特点，采取综合处理技术路线，充分体现“减量化、资源化、无害化”原则，提供了大规模工程的实践经验，有重要的借鉴意义。2004年4月，该项目被列入建设部科技示范工程。

　　这一项目的主要特点和效益概括如下：

　　3.1 高效的生物预处理技术。

　　通过仓式好氧发酵，首先实现垃圾水分和有机物的减量。水分由60％-80％减少到约35％，挥发性有机物降解50％左右，总质量减少约40％。垃圾特性改善，利于机械分选和后续处理。

　　3.2 先进的机械分选设备。

　　全套国产化设备，对垃圾中可用资源的回收率超过90％，包括塑料、纸类、金属、玻璃、电池、打火机等。同时，实现垃圾的自动分类。

　　3.3 适用的分类处置技术。

　　有机物二次发酵，精制堆肥，产生量约为垃圾总量的8％；竹木纸织类焚烧，热能利用；残余物填埋，最大程度地实现减量化(不超过垃圾总量的20％)。

　　3.4 合理的“三废”治理方式。

　　垃圾的水分主要通过水气蒸发去除，少量渗沥液回用于二次堆肥发酵；有机物通过生化堆肥，化害为利；焚烧以“柴火”为主，烟气污染减少；残渣填埋尽可能减量化、无机化和低水分，从源头削减污染物；采用生物除臭技术，有效控制大气污染。

　　作为市场化运作项目，“美商”的建设投资近2亿元，并承担全部运行责任和费用。按照特许经营协议，上海市浦东环境卫生管理部门派驻监管员进行全过程监督，政府支付垃圾处理费每吨50元。这一成本，相当于焚烧处理的1／4，甚至低于填埋处理的费用。当然，投资者也有自己的盈利模式，据了解，通过卖“废品”每吨垃圾可收益30多元，每吨有机基肥还能卖出200元左右。

　　“美商”示范工程给了我们重要启示：一是“减量化、资源化、无害化”的垃圾处理模式可以实现；二是政府和企业双赢的市场机制能够建立。

　　4 建议措施

　　4.1 加强垃圾预处理技术的科学研究。

　　通过生物预处理，实现水分和有机物的减量，改善生活垃圾特性，将对后续的焚烧、填埋等都可能产生积极的影响。根据我们对北京顺义垃圾焚烧厂的初步测试，生活垃圾经过简单生物发酵和筛分后，减量近50％，发热量提高约2.5倍，具有显著的技术经济效益。

　　4.2 加大垃圾分选设备的开发力度。

　　“美商”经验证明，生物预处理将为机械分选创造有利条件，同时有针对性地改善分选设备的性能也很关键。建议国家安排适当的扶持资金，支持国产分选设备的研究和开发，进一步提高资源回收效率。同时，要加强对“废品”加工和利用的监督管理，通过发展规范化、规模化的资源再生产业，逐步解决“拾荒大军”的问题。

　　4.3 鼓励使用再生有机肥。

　　城市政府要制定政策，对于符合标准的垃圾堆肥，鼓励在城市绿化和林业方面优先使用，逐步减少化肥使用量。

　　4.4 在实践验证的基础上，调整并完善技术政策。

　　提倡对生活垃圾进行生物预处理，重点削减垃圾中的水分和有机物，为后续处理和减少污染创造条件；强化垃圾的机械分选，提高混合垃圾分拣和分类效率；合理选用分类处置技术，大力发展垃圾处理资源再生产业，逐步限制混合垃圾直接填埋，注重源头控制污染，减少土地资源消耗。