城市固体废物处理与资源化利用之欧阳歌谷创编.docx

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城市固体废物处理与资源化利用之欧阳歌谷创编

城市固体废物处理与资源化利用

欧阳歌谷（2021.02.01）

摘要：

城市垃圾是国际上现代化城市环境污染的主要污染源之一,发达国家非常注重固体废物地质处置的研究,这一领域是环境工程与水资源工作者研究的热点问题。

我国城市垃圾对环境的污染非常严重,目前有三分之二的城市已形成“垃圾包围城市”的严重局面。

随着经济的发展,我国城市固体废物的数量增长很快。

如何处理庞大的城市垃圾将是关系到经济发展、水资源和环境保护的重大问题。

一、概述

固体废物通常是指生产、生活活动中丢弃的固体和泥状物质,从废水、废气中分离出来的固体颗粒物,它主要来源于人类的生产和消费活动。

人们在资源开发和产品制造过程中,必然有废物产生,任何产品经过使用和消费后都会变成废物。

固体废物在一定的条件下会发生化学、物理或生物的转化,对周围的环境产生一定的影响,如果采取的处理方法不当,有害物即将通过水、气、土壤、食物链等途径污染环境与危害人体健康。

随着科技的进步，城市化进程不断扩大，工矿企业的日益增多，人们生活水平的不断提高，固体废弃物的数量逐年递增。

据有关资料显示，1997年城市垃圾年产生量约为1.4亿t，年增长率为6%-7%，历年堆存量高达50多亿t，而无害化处理率不到10%。

大量垃圾运到城郊裸露堆放，全国近2/3的城市陷入城市垃圾的包围之中。

同时，工业有害固体废物的处理，也是一个亟待解决的问题。

我国工业固体废物每年产生量约8.0亿t，排入量约7.0亿t，历年累积堆放达65.0亿t左右，其中危险废物约占5%。

目前工业固体废物约占5%。

而工业固体废物的综合利用率只有45%，其余大都堆存在城市工业区和河滩荒地上，风吹雨淋成为严重的污染源，并使污染事件不断发生，造成严重后果。

可见，固体废弃物的处理问题日趋严重，如何处理固体废弃物已经成为目前当务之急。

下面就探讨几种固体废弃物处理方式。

二、城市垃圾污染现状

有媒体报道称，中国1/3以上的城市均深陷垃圾围城困局。

另有数据指出，现在中国除县城之外的668个城市中，有2/3的城市处于垃圾包围之中，1/4已经无垃圾填埋堆放场地。

全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿平方米，每年的经济损失高达300亿元。

与此相对应的，是仅为50%左右的城市垃圾处理率。

一些早早兴建的垃圾处理设施，在城市的快速膨胀中，也迅速陷入超负荷运转的窘境。

如承担广州市9成垃圾填埋量的兴丰垃圾填埋场，由于垃圾增幅过快，将于2012年被填满，而北京市的所有垃圾填埋场也将在5年内饱和。

如今，面对如何拆除围城垃圾这枚巨型“炸弹”的问题，许多城市的答案又从填埋变成了焚烧。

2000年以来，国家陆续发布了一系列鼓励垃圾焚烧产业发展的政策，目前我国共有62个垃圾焚烧厂。

放眼全国，已经拥有焚烧炉的城市包括哈尔滨、大连、天津、北京、上海、深圳、宁波、温州、武汉、重庆、广州、太原……这个名单还在不断增加中。

垃圾焚烧是确实曾在欧美国家盛行过，二恶英污染风险和投资运行成本过高这两大弊端，使得垃圾焚烧在经历了上个世纪80年代的高潮之后，目前在国外已经成为了一种“夕阳产业”。

他们目前都处于关闭垃圾焚烧发电的潮流之中。

德国、荷兰、比利时、意大利等都早已相继颁布了“焚化炉禁建令”或部分禁建令。

日本高峰期建设有6000多座垃圾焚烧设施，但到目前仅存1280座。

即使是经济不是很发达的菲律宾，也颁布了垃圾焚烧设施建设的禁令。

处理垃圾的有效做法其实早已存在：

通过提倡循环再用和减少包装来减少生活垃圾的产量。

即使没有得到循环利用，仅仅是有效地对垃圾进行分类，都能使焚化炉的排放更容易达到标准。

因为焚烧单一成分时，温度可以被更精确地控制。

这也是垃圾管理一直遵循的优先次序原则：

reduce（减量）、reuse（再利用）、recycle（再循环）。

首要的一个是在源头减量，实行垃圾分类。

其实，在50多年前，中国有一些城市早已是世界上垃圾分类最先进的城市，那时几乎所有的大街小巷都布满了“废品回收站”，可惜，这套废品回收体系在80年代末慢慢萎缩。

这种萎缩换来的是民间自发武装消灭垃圾的战斗力的迅猛增长。

上世纪80年代末，来自四川、河南、安徽一带的农民，把“从垃圾堆里掘金”的事业做得无比热络。

据不完全统计，目前广州有拾荒大军10万人，废品收购站及临时性收购点约5000个，其中有登记注册的约2100个。

只可惜，他们一直被垃圾管理者视为竞争对手，被城市管理者视为“小商小贩”，不是遭受盘剥，就是遭受打压，因此，对抗垃圾能力最强大的民间武装，一直得不到建立集团军的机会。

到目前为止，中国城市垃圾处理的企业由政府管理，政府仍是城市垃圾处理惟一的管理主体，也是主要的投资主体和运营主体，这阻碍了市场化的发展。

来自政府的大量补贴，是垃圾产业在中国被称为“朝阳”产业的重要原因，但是许多企业受利益诱惑，产生了不少问题。

中国大城市的垃圾桶采取“大类模糊”的设置方法就是很好的例证。

西方国家一般对垃圾桶进行详细分类，便于民众进行垃圾投放。

但是中国不同。

对垃圾回收企业来说，如果标准越具体，老百姓做得越好，进入回收体系的垃圾越多，他们能够获得的补贴就越少。

这事实上是过去数年里垃圾分类推广不理想的根本原因。

补贴政策催生了虚报。

北京一家垃圾填埋场采取垃圾清运车重复称量的方法，使其上报的日接受垃圾量比实际数字多50％，这五成“莫须有”的垃圾当然可以从政府获得相应补贴。

贴政策的另外一个问题是，焚烧厂可以发电，而且进入电网后，政府也会提供补贴，这成为许多企业大力鼓吹焚烧项目的重要缘由。

由于达不到发电要求，为追求更大的发电能力和从国家电价补贴中获取更大利益，焚烧厂在运行中大量掺煤，几乎成为“享受国家补贴的混合垃圾小火电厂”，不仅消耗能源，还产生了污染。

三、城市固体废物的处理方法主要有以下几种：

（一）、垃圾焚烧技术

焚烧技术是指废物中的可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧的过程。

它的技术特点是处理量大、减容性好、无害化程度高,并且有热能回收,因此这是一种很有前景的处理技术。

焚烧法的优点是可以处理各种不同性质的废弃物,焚烧后可减少废物体积90%（取决于其灰份的不同而不同）,便于填土处理。

常见的焚烧炉有开敞式和多室式。

前者适用于处理高热量的易,可防止燃烧过程中发生爆炸的危险,如硝酸纤维、聚乙烯等。

后者（在高温和无氧或极少氧气存在下进行）可较经济的利用热量。

焚烧炉多设有回收蒸汽装置,有的固体废物每公斤热值可达1200—1400大卡。

对于工业含碳固体废物的处理,采用热解法比焚烧法更为有利。

因为热解法在密闭条件下进行,很少产生污染问题,处理能力大,燃料可以由本身解决,还可回收油类等产品,其费用约为焚烧费用的27%。

焚烧处理的局限是对废物低位热值有一定要求,一般要求低位热值大于4127kJ/kg,废物中一些可利用资源也被烧掉,焚烧的烟气带走约30%的热量,同时烟气净化难度大。

焚烧设备全部为引进的国外产品,一次性投资大,运转成本高,多数焚烧厂呈亏损运行。

我国生活垃圾焚烧技术的研究和应用起步于八十年代中期，2003年底全国共有各类生活垃圾焚烧厂47座，随着我国东南部沿海地区和部分大中城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高，不少城市已将建设生活垃圾焚烧厂提到了办事日程，正在积极组织实施，目前处于快速发展阶段。

可分为简易焚烧炉、国产化焚烧设施和综合型焚烧设施三类。

1.简易焚烧炉　　简易焚烧炉工程规模较小，主要是利用原有的煤窑或砖窑等改造而成，工艺简单、价格低廉，往往缺乏基本的供风和烟气处理系统，工作条件差，生活垃圾无法得以充分燃烧、污染物也不能达标排放。

简易焚烧炉目前在我国还有一定的市场，主要在一些中小城镇应用，由于不能满足环保标准和燃烧条件，各地应该逐步予以取纳。

2.国产化焚烧设施　　国产化焚烧设施按炉型可分为国产化炉排炉和国产化流化床两大类，从市场占有率看，目前两种炉型在我国基本上是平分秋色。

采用国产化炉排炉的垃圾焚烧厂目前共有16座，其代表项目有：

温州东庄垃圾发电厂、温州永强垃圾发电厂、深圳龙岗平湖垃圾发电厂、重庆同兴垃圾发电厂等。

采用国产化流化床的垃圾焚烧厂目前共有14座，其代表项目有：

杭州锦江垃圾发电厂，无锡益多垃圾发电厂、河南许昌垃圾发电厂、浙江嘉兴垃圾发电厂等。

3.综合型焚烧设施

　　综合型焚烧技术设备，是指把引进技术设备与国产技术设备有机结合起来的垃圾焚烧系统。

这类技术的特征是：

关键技术和设备从国外引进，工程规模较大，生产及配套设施比较完整，建设及运行成本较高。

目前，深圳环卫综合处理厂、上海江桥垃圾焚烧厂、上海浦东御桥垃圾焚烧厂、宁波枫林垃圾发电厂、天津双港垃圾焚烧发电厂等10座综合型生活垃圾焚烧厂已建成运行。

另外，广州李坑垃圾焚烧发电厂、北京高安屯垃圾焚烧厂、苏州苏能垃圾发电厂、福州红庙岭垃圾发电厂、厦门后坑垃圾焚烧厂、大连垃圾焚烧发电厂、中山蒂峰山垃圾焚烧发电厂、上海闵行垃圾焚烧厂等18座综合型生活垃圾焚烧厂正在建设中。

（二）、垃圾填埋技术

填埋法是选择合理的堆放场地，经过防水渗漏、复土等措施而进行垃圾处理的一种方式，这种方法是北京的传统方法也是世界上较为广泛的方法。

其优点是投资少、处理费用低、处理量大、操作简便[1]。

其缺点是占地面积大，而且随着人类生活垃圾的不断增多，其占地面积也会随之而不断增多，地处偏僻，运距较远，选址困难，固废中的有害物质渗漏可能会对地下水造成污染，会造成二次污染。

我国目前正处于社会主义初级阶段,从经济、技术、废物现状来看,填埋是一种适合我国国情的实用技术,但是我国较早建成的一些工业固体废物和城市垃圾填埋场达不到无害化的要求与标准,大量垃圾露天堆放,对环境和地下水污染严重,且占用和浪费大量的土地资源。

卫生填埋是一种不妨害公共健康与安全的废物处理方式.在卫生填埋场里,城市固体废弃物被铺开并压缩成薄层,每天覆盖一层隋性土壤以减少水分的渗透及防止昆虫和啮齿动物的侵入.已完工的卫生填埋场由数层连续的“台”构成（位于同一层的彼此相邻的许多单元构成“台”）,顶部盖有一层较厚的最终覆土层.目前,西方发达国家约有一半以上的城市垃圾采用卫生填埋的方法处理,卫生填埋被认为是最简便、最经济的垃圾处理方式.然而,卫生填埋也产生了诸如填埋气、渗滤液等等诸多环境问题,并对附近地区的公众健康构成威胁.长期以来,填埋场渗滤液被认为是其周边地区地表水及地下水的潜在污染源[3,4],而且填埋场关闭以后,其渗滤液的产生要持续许多年甚至数十年,因此,渗滤液的处理已经成为垃圾填埋场面临的重大课题,同时也是国际上该领域内大量研究的主要内容之一.

填埋是我国目前大多数城市解决生活垃圾出路的最主要方法，2003年底全国共有457座生活垃圾填埋场，近85%的城市生活垃圾采用填埋处理。

根据工程措施是否齐全、环保标准能否满足来判断，可分为简易填埋场、受控填埋场和卫生填埋场三个等级。

1.简易填埋场（Ⅳ级填埋场）　　这是我国传统沿用的填埋方式，其特征是：

基本上没有什么工程措施，或仅有部分工程措施，也谈不上执行什么环保标准。

目前我国约有50%的城市生活垃圾填埋场属于Ⅳ级填埋场。

Ⅳ级填埋场为衰减型填埋场，它不可避免地会对周围的环境造成严重污染。

2受控填埋场（Ⅲ级填埋场）

Ⅲ级填埋场目前在我国约占30%，其特征是：

虽有部分工程措施，但不齐全；或者是虽有比较齐全的工程措施，但不能满足环保标准或技术规范。

目前的主要问题集中在场底防渗、渗沥液处理、日常覆盖等不达标。

Ⅲ级填埋场为半封闭型填埋场，也会对周围的环境造成一定的影响。

对现有的Ⅲ、Ⅳ级填埋场，各地应尽快列入隔离、封场、搬迁或改造计划。

1.1.3卫生填埋场（Ⅰ、Ⅱ级填埋场）　　这是近年来我国不少城市开始采用的生活垃圾填埋技术，其特征是：

既有比较完善的环保措施，又能满足或大部分满足环保标准，Ⅰ、Ⅱ级填埋场为封闭型或生态型填埋场。

其中Ⅱ级填埋场（基本无害化）目前在我国约占15%，Ⅰ级填埋场（无害化）目前在我国约占5%，深圳下坪、广州兴丰、上海老港四期生活垃圾卫生填埋场是其代表。

（三）、垃圾堆肥技术

堆肥技