城市生活垃圾处理现状与处理方式比较研究概要.docx

1、城市生活垃圾处理现状与处理方式比较研究概要居住在城市的人们,在日常生活中总要排放垃圾,但是城市生活垃圾作为环境问题被提到议事日程,却是近几十年的事情。长期以来,人们对生活垃圾的处理方式是倾倒、自然填埋。这种处理方式在消费水平不高的时期,在自然自净化能力所允许的范围内,一般不会带来对环境的危害和影响。然而随着人口的增长、人们生活质量的提高,特别是化学工业的发展,城市生活垃圾不仅排放量猛增,而且难以自然降解的成分增多,垃圾对环境的危害和影响日益显现出来。与此同时,大量城市生活垃圾的收集、运输和处理工作也给人们带来了越来越沉重的经济负担。1现状1.1国外城市垃圾处理现状20世纪60年代以来,各国投入

2、了大量的人力、物力、财力进行垃圾处理和处置技术的研究,并取得了一定的成功经验。主要处理处置方法有焚烧、堆肥、卫生填埋的和热解等。各国根据自己的国情采用的方式也不相同,见表1。垃圾处理传统的方法是填埋,所占比例较大。但从20世纪70年代中期起,瑞士、丹麦、日本等国焚烧的比例都已超过填埋。究其原因:一是随着现代化生产的发展,人民物质文化生活水平有了较大的提高;二是燃烧构成发生了重大变化,人们由烧煤、柴改为煤气、石油,并且大量使用电能;三是出现了超级市场,人们购买的食品大都经过加工处理,大大减少了厨房下脚废品;四是各种物品大都改善或增加了包装,因此垃圾成分发生了很大变化,垃圾热值有了显著提高;五是能

3、源紧张,特别是石油危机之后,加速了垃圾产能的开发;六是垃圾焚烧技术的进步和完善;七是焚烧可使垃圾体积减少95%,重量减少75%85%。堆肥在国外一般使用较少,其与填埋法相比,投资费用较贵,与焚烧相似,此外堆肥产城市生活垃圾处理现状与处理方式比较研究欧阳培(长沙安基环保高科技开发有限公司,湖南长沙410008摘要:垃圾的处理是指通过各种方法将垃圾转化为符合环保要求的某种物质或能量形式的过程。较系统地分析了城市生活垃圾处理的现状,对传统的填埋法、焚烧法、堆肥法与创新的资源化法进行了比较研究,并作了简要总结。关键词:城市生活垃圾;处理现状;资源化法;方式比较;结论作者简介:欧阳培(1952-,男,湖

4、南平江人,长沙理工大学教授,长沙安基环保高科技开发有限公司总工程师,国家有突出贡献专家享受国务院特殊津贴主要研究方向为排泄(废弃物资源的开发与利用国家填埋堆肥焚烧回收美国60525-日本329.2653德国72325-英国85-15-法国502030-荷兰502030-比利时62929-瑞士151470-丹麦32266-奥地利651124-瑞典75223-澳大利亚621124-表1国外垃圾处理方法%品的运费和销路及产品对土壤可能引起重金属污染等,都使堆肥法发展较慢。1.2我国城市垃圾处理现状我国垃圾处理工作起步较晚,水平低,基础设施差,垃圾治理仍处于初级阶段,缺乏可靠的工艺设备。因此,垃圾成为

5、我国城市最严重的污染源之一。由于我国城市垃圾堆放处理普遍采用场地裸露位置,形成“垃圾包围城市”的局面,因此,许多城市边缘往往是垃圾遍布、污水横流、蚊蝇滋生、臭气熏人,对大气、土壤、水体环境造成了严重污染。城市垃圾的处理问题已成为非解决不可的重大问题。1988年起,深圳借鉴国外先进经验,建成了国内第一座垃圾焚烧电厂清水河发电厂,拉开了我国垃圾发电的序幕,成功实现了垃圾处理的无害化、资源化、减量化。2001年,深圳市政府确定了全市垃圾发电发展的总体思路:将由政府投资改为企业投资,由各区分散建设改为统一建设和经营,由引进国外设备改为引进技术进行设备国产化的开发与系统集成制造。从而改变过去政府对垃圾处

6、理大包大揽而又力不从心的被动状况,让企业参与垃圾发电的投资、运营、管理,将市场机制引入环保产业,使垃圾发电走向企业化运作,企业投资运营、政府环保部门监管的新路子。按照这条新路子,由深圳能源环保公司出资2亿元兴建的盐田垃圾发电厂,于2002年底建成投产后,每日可处理城市生活垃圾450t,发电容量达6MW。这家公司已进行深圳南山、龙岗两大工业区垃圾发电厂的建设工作,形成了集投资、设计、制造、建设、运营“一条龙”的垃圾焚烧发电产业。但烧掉了垃圾内的不可再生的可贵资源。1.3湖南城市垃圾处理现状据统计资料,2005年年底,湖南设市城市30个(其中地、州、市14个、县城72个、建制镇1089个,全省生活

7、垃圾清运量为486万t。但是,湖南使用的垃圾处理设施大都是20世纪80年代末和90年代所建,主要采用卫生填埋的处理方式,当时由于受资金的限制,建设规模小,设施简陋,使用期短,已处于封场停用的状态,以至于湖南城市生活垃圾无害化处理率很低,2000年为50.47%,到2005年下降到39.69%。在配套设施上,湖南也很落后。城市垃圾车辆不足,垃圾收集设施如大中型集装箱垃圾中转站,大都集中在经济比较发达的地级市。县级市、县城、建制镇由于受当地经济的制约和其它原因,收集垃圾的方式五花八门,非常落后,有些甚至停留在建垃圾围子的水平上,垃圾直接堆放在露天,蚊叮蝇绕,严重影响市容和环境卫生。究其原因,主要是

8、资金严重短缺。一般来说,垃圾处理设施建设资金投入大,少则几百万,多则上亿资金,建成后投入正常运转,每年仍需要耗费巨资维护。但靠城建资金来处理垃圾,不可能在短时间内改变这种落后状况。1.4长沙城市垃圾处理现状1.4.1垃圾的收集与运转从20世纪70年代起,长沙全市设有400多个高台式垃圾站,收集与中转合二为一,用汽车将垃圾直接运走,显示出投资少、方便群众、易维修、运载车辆简易等优点。但到了20世纪90年代,城市垃圾与日俱增,与这种高台式垃圾站已不相适应。少数居民不将垃圾送到垃圾站,而是随意倾倒;在运输过程中沿路散落,人称“流水作业”;垃圾站既占用土地,又阻碍了城市建设的发展。1.4.2垃圾的处理

9、方式一是运到城郊结合部堆积。长沙市有5条出城公路,处在城郊结合部的出城公路共计里程62km,涉及到两县五区10多个乡镇和街道办事处。在长达62km的出城道路上,成堆的垃圾大煞风景,特别是长沙市与湘潭市接壤、107国道与京广铁路交汇的公路两侧,生活垃圾、建筑垃圾、基建渣土,日积月累已堆成了一座座小山坡,垃圾围城非常突出。二是运到低洼地或山沟进行简易填埋。简易填埋地点集中在芙蓉区东岸西龙村、开福区果农场、岳麓山茶子山、捞刀河镇高岭等。填埋中除有时撒点农药,盖点黄土外,基本露天堆放,没有防渗、渗滤液处理和气体导排等环保设施,不仅严重污染地下水体、地表水体和周围环境的空气质量,而且存在水灾等安全隐患,

10、农民反映强烈。1.4.3建成全国最大垃圾处理场为了缓解创建全国文明城市与垃圾围城的矛盾,努力把长沙建成繁荣、开放、文明、秀美的现代化中心城市,通过多方努力,地处望城县桥驿镇黑糜峰森林公园的长沙城市固体废弃物处理厂建设项目已投产运行。该项目填埋厂区占地153hm2,库容4500万m3,预测可解决未来3450年长沙城市垃圾处理问题。工程采用改良型厌氧卫生填埋方式,对垃圾进行分层填埋、分层压实、分层履盖;对垃圾填埋后产生的甲烷气体进行排空焚烧;对渗滤液利用幕墙防渗(垂直防渗,在填埋场出口用防渗幕墙将渗出液拦截在污水调节池内,然后送入水处理厂进行处理,达到二级水质(农用灌溉水标准后排放。该工程的建成标

11、志着长沙市拥有了全国垃圾填埋库容量最大的固体废弃物处理场,但没有做到综合利用,更谈不上无害化、资源化、减量化。2垃圾处理方式比较目前,各国处理城市生活垃圾的基本方法有填埋、堆肥和焚烧3种。2.1填埋法填埋作为城市垃圾的最终处置手段,是应用最广泛的一项技术,它是从传统的废物堆填发展起来的。垃圾埋入地下可以防止散发恶臭、蚊蝇滋生,并使垃圾得到逐渐的降解。由于传统的填埋方式会产生渗滤液和填埋气体,造成对水体、土壤、大气的污染,因此现代的填埋技术大多包括防渗系统、给排水系统、导气系统和覆盖系统,称之为卫生填埋。垃圾填埋所产生的气体,含有约40%60%的甲烷,40%50%的二氧化碳和少量氧气。甲烷是一种

12、利用价值较高的清洁能源,但同时也有潜在的爆炸危险,在填埋过程中必须对其加以控制和利用。2.2焚烧法焚烧是对城市垃圾进行高温热化学处理的技术。将垃圾作为固体燃料送入炉膛内燃烧,在8001000的高温条件下,垃圾中的可燃成分与空气中的氧发生剧烈的化学反应,释放出热量并转化为高温的燃气和少量性质稳定的固体残渣。其优点是处理效率高,可减少垃圾体积的80%90%,残余物比较稳定、易于处理,高温气体可以回收利用,提供大量能源,若产生的热量大,可直接用于发电;热量小则用来加热水或产生蒸汽。缺点是防止垃圾焚烧产生二次污染的焚烧设施一次性投资巨大。2.3堆肥法堆肥是指人们利用自然界广泛存在的微生物,有控制地促进

13、可降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。20世纪70年代至80年代堆肥技术发展缓慢,主要原因是垃圾成分变得复杂,大量新出现的化学物质的加入降低了堆肥产品的质量,肥效不高,玻璃、金属、塑料等废物残留,严重影响堆肥产品的销路。20世纪90年代后,随着垃圾分类活动的开展,分选技术的提高,限定了堆肥垃圾的有机物来源,极大地改善了产品质量,使得堆肥技术又重新开始发挥其应有的作用。近年来,在燃烧前,把垃圾进行适当的固化处理(分选、干燥、添加药剂、成型等,称之为垃圾固体燃料化技术,则可提高垃圾作为燃料的质量,也有利于储存和运输。2.4资源化法城市垃圾处理是一个世界性的课题。近年来,我们以可持续发展理论

14、做指导,经过潜心研究提出资源化法,这种处理方式能最大限度地解决环境污染问题,处理中不存在二次污染,基本能消除蚊蝇异味等传播疾病对人们的威胁,保护地下水体生态资源,节约土地,并能解决城市陷入生活垃圾包围之中的威胁。垃圾来源于大自然,弃之为废物,形成恶性积累,演化为恶性循环危害极大。运用资源化法,把垃圾变成再生资源、有机生物复合肥和高层建筑环保轻质墙板,真正体现了垃圾自身价值。综合以上四种垃圾基本处理方法的技术经济特点进行比较,结果见表2。3基本结论当前垃圾已成为人类一大公害。据统计资料,我国城市每年有生活垃圾15亿t以上,湖南城市每年有生活垃圾486万t,同时均在以每年8% 10%的速度递增,许

15、多城市边缘往往是垃圾遍布,污水横流,蚊蝇滋生,臭气熏人,“垃圾包围城市”的局面愈演愈烈,对大气、土壤、水体环境造成严重污染,给人身健康构成严重威胁。要消除这一公害,唯一的办法是创新,进行新的组合。我们公司科研人员经过8年的艰苦奋斗、反复试验研制成功的湖南省城市生活垃圾资源化综合利用技术创新项目,就是一种创新。它可使全部生活垃圾资源化,创造出新的价值,将有害的物质转化为有益产品“有机生物复合肥”、“建筑用环保轻质墙板”和再生物质,市场前景可观,并彻底杜绝了垃圾处理过程中的二次污染。此项目已经“湖南省循环经济研究会”组织专家于2006年9月9日进行评审通过。在技术上、环保方面得到了专家们的一致认可

16、。项目的实施将给社会带来诸多好处,垃圾处理由“治表”深化到“治本”,最终达到垃圾全量资源化,实现“零排放”的目标,有利于环境保护和城市生态建设,每个厂能解决当地200人的就业问题,为国家财政创税收,为我国的经济建设和环境事业的发展树立了典范。(收稿日期:2007-03-11方式填埋法焚烧法堆肥法资源化法选址较难,一般远离市区10km,还要考虑水文、地质、气候条件较易,可靠近市区,但应避开主导上风较易,可在市郊,但需避开住宅密集区较易,可利用原有填埋场占地大,按容积与使用年限计算小,90120m2/t小,180330m2/t只一次性用地10hm2适用条件使用范围广,对垃圾成分无严格要求垃圾热值要

17、大于33473766kJ/kg垃圾中有机物含量不低于20%40%垃圾中有机质含量不低于20%工艺工艺简单,管理方便设备复杂季节性运行工艺先进最终处理无残渣需作填埋处理,约占初始量的10%25%非堆肥物需作填埋处理,约占总量的30%无资源利用垃圾分选回收部分废品;填埋气收集;终场复垦再生土地资源发电、供热;垃圾中的可燃物质全部烧掉作农肥;垃圾分选回收部分物资全部利用大气污染较小,填埋气体有污染,处置不当易爆炸较大,烟气处置不当有一定污染较小,有轻微气味无水污染较大(渗滤液量大,达标难度大可能性较小可能性较小无成本较小(运行费较低,但投资大较大中等中等减容量容量增大接近一半70%100%有害气体排放未减增大有轻微气味达标排放或回收利用污水排放永久排放无无无有效利用无无部分利用全部利用环境影响很大大较小小自然污染未变转为轻微气体较小再生利用有益贡献无无较大大最终产物原样未变大量无用灰渣作农肥、垃圾分选回收部分物资肥料、化工原料、建材表2四种垃圾处理方法和技术经济特点比较