我国生活垃圾处理现状分析与技术发展进展

【专家解说】：       在此有一篇中国环境保护产业协会城市生活垃圾处理委员会关于《我国城市生活垃圾处理现状与对策》的文章可以参考     一、我国城市垃圾处理现状分析     我国城市生活垃圾处理起步于80年代后期，其后，先后制定了不少相关标准。     在1990年前，全国城市垃圾处理率还不足2％。进入90年代以后，我国城市垃圾处理水平不断提高。1999年，我国设市城市为668座，1999年全国城市年清运城市垃圾1.14亿吨，共有垃圾处理厂（场）696座，垃圾处理能力达到27.68万吨/日，垃圾处理率63.4％{1}。在1986－1999年期间，城市垃圾清运量年平均增长率为6．5％，城市垃圾量的增长与城市人口增长基本同步。    从近10年来我国城市垃圾处理所发生的变化可以看出，城市垃圾取得的成绩和进步是明显的，特别是先进的垃圾处理技术开始逐步得到应用。例如，在近几年建设的许多填埋场中，为提高填埋场的防渗水平，采用高密度聚乙烯膜作为防渗材料；为提高填埋作业效率，一些大型的填埋场采用了填埋压实机；一些城市如杭州、广州、深圳等的填埋场开始对填埋气体进行回收利用，1998年10月，我国第一个填埋气体发电厂在杭州天子岭填埋场建成发电，1999年6月广州大田山利用填埋气体发电的一台机组投入运行，这些项目的实施，为我国填埋场填埋气体的开发利用奠定了基础。    垃圾焚烧处理从无到有，不断发展。深圳市于1985年从日本三菱重工业公司成套引进两台日处理能力为150吨l日的垃圾焚烧炉，成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂。1994年底开始扩建的三号炉，结合国家“八五”攻关计划，完成了3＃炉国产化工程，设备国产化水平达到80％以上，在技术性能方面达到或超过了原引进设备的水平，为我国大型垃圾焚烧设备国产化打下了基础。此外，还有一些城市如上海、广州、北京等目前已建和在建的焚烧发电厂在未来几年将投入运行，这些焚烧厂多为通过利用国外资金、引进关键技术或设备、按照较高污染控制标准来建设的现代化大型垃圾焚烧厂。    堆肥处理是我国城市垃圾处理使用最早也是在早期阶段使用最多的方式。堆肥处理主要采用低成本堆肥系统，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。“七五”和“八五”期间，我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发，并取得了积极成果。九十年代中期先后建成的动态堆肥场典型工程有常州市环境卫生综合厂和北京南宫堆肥厂。    当然，我们也清醒地认识到，垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比明显不足，垃圾处理的水平还很低，从总体上讲，城市生活垃圾处理还处于由堆放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在，垃圾处理场的二次污染相当普遍。 二、垃圾特性     城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结构以及城市居民燃气化率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时，垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。    城市生活垃圾中有机成分占总量的60％，无机物约占40％，其中废纸、塑料。玻璃、金属、织物等可回收物约占总量的20％。如图3所示。    垃圾中的可燃物增多，可利用价值增大，因此随着今后我国大城市，尤其是北方城市随着城市燃气化率的不断普及，城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。    居民生活水平和消费结构的改变不仅影响城市垃圾的产量，也影响着城市垃圾的成分。尤其是近十年来，随着改革开放的进一步深化，居民收人不断增加，人民的生活水平不断提高，包装产品的消费，以及废纸、塑料、玻璃、金属、织物等可回收物的消费不断增加。    包装废物的快速增长，是城市生活垃圾增长的重要原因之一。实际上垃圾中的废纸、金属、玻璃、塑料等绝大部分是使用后废弃的包装物。随着包装业的快速发展，商品包装形式越来越繁多，包装物的种类和数量增加很快，过分包装和豪华包装的产品比比皆是，这在大城市尤为突出。一次性的商品被广泛用于宾馆和餐饮业。一次性的商品完成消费后就作为废弃物，成为垃圾，大大增加了垃圾的产量。目前我国包装品废弃物约占城市家庭生活垃圾的10％以上，而其体积要构成家庭垃圾的30％以上。三、城市垃圾处理现状分析 （一）生活垃圾收集      目前，我国城市生活垃圾收集方式基本为混合收集，主要有以下几种方式。1、容器式    所谓容器式指的是收集容器放置于固定的地点，服务时间为一天中的全部或大部分时间。常见的收集容器有桶式和厢式两种。主要街道的两侧和公共场所设置果皮箱也属于容器式收集方式。    目前使用的收集容器材料多为钢或塑料制品。钢制容器结构强度大，可制成较大的容积，但也有易腐蚀，洗刷不便的缺点。塑料垃圾筒具有重量轻，耐腐蚀，易于保洁等优点，正在获得较多的应用。2、构筑物式    垃圾定点构筑物式收集方式，是以固定构筑物作为其收集容器的。构筑物一般为砖、水泥结构，样式各异，容器约5～10m3，不密封。这种收集方式的特点是收集容器为半永久型，故此容器使用寿命长，费用较低，但它具有容积固定，高峰季节会发生垃圾漫溢的情况，易造成周围卫生状况的恶化，保洁困难。3、垃圾道收集    在已建成的多层和高层住宅楼中，通过垃圾道收集居民生活垃圾是最常见的收集方式。在居民生活垃圾产量高峰时如夏季，由于底层垃圾间贮料间容积有限，常会出现垃圾将门挤开使垃圾暴露；垃圾投放口密闭性差造成垃圾和臭味逸出，污染环境；特别是垃圾道收集方式不便于对垃圾收集的管理和控制以及推行分类收集等缺点，这一收集方式将逐步被淘汰。目前，北京、广州和上海等城市相继规定新建住宅楼不设垃圾道，许多城市还将已建住宅楼的垃圾道封闭停用。 （二）生活垃圾运输    根据操作方法的不同，运输方式分为“固定式”和“移动式”两种模式。固定式收运的容器则始终在原地不动，收集车把垃圾装入车中运走。空的垃圾容器留在原地。移动式收运是把装满垃圾容器整个运往转运站或处理场，卸空后在把容器拉回原处或其他地点。 （三）转运站    城市生活垃圾转运站是为了使小型垃圾收集车从居民、商业和其它单位等各收集点清除的垃圾在这里合并，并将其投入大型车辆或其它运输成本较低的运载工具继续运往处理厂（场）以节省运输费用的设施。    垃圾转运站和转运方式选择应用的主要因素是经济上的合理性。在城市生活垃圾处理的全过程中，垃圾的收集和运输是耗费人力和物力最大的一个环节，采用垃圾中转的目的，就是提高垃圾收集运输的效率和质量。 （四）处理设施    我国大城市垃圾处理设施严重不足，城市生活垃圾处理是以郊外堆放、简易填埋、卫生填埋为主，很少一部分采用焚烧处理，一些高温堆肥常基本处于半运转状态。 四、城市垃圾处理存在的问题   （一）管理体系      同市场脱节的计划经济管理体制，严重制约我国城市生活垃圾处理事业发展，主要表现在：    l）在管理体制上政企不分，基本上完全依靠政府投入，缺乏自身活力。    2）由于政府投入不力，城市垃圾处理缺乏资金来源，处理率低，处理效果差；城市垃圾收运机械及辅助生产设备陈旧，机械化作业水平低，设备不足，工人作业条件差，劳动强度高，生产效率低。    3）城市垃圾收运处理技术尚处于初始发展阶段，由于缺乏资金投入，限制了垃圾收运、处理技术的发展。     分析其原因，其根本在于当前我国城市生活垃圾处理管理体制和政策滞后于社会经济发展及市场经济的需要，具体为表现为以下几个方面：    l）在管理机制上，我国目前的城市环境卫生体制完全是按照计划经济模式运行的，是在垃圾粪便清扫清运的基础上发展起来的，集管理职能和环卫作业为一体，政企不分，具有国有企业共有的缺点。随着环卫工作内涵的深入和外延的扩大，显得效率低、负担重，不能适应新形势的发展。    2）在经费来源上，长期以来，城市环境卫生作为一项公益事业，完全由国家负担，成为政府部门的沉重包袱，缺少资金来源，完全依赖于市长是否重视，严重影响了城市环境卫生事业和资源化设施建设和运行管理，不利于城市环境卫生产业的发展。    3）由于环境卫生涉及到社会的方方面面，传统的体制和政策使相关行业互相分割，缺乏统一管理和协调，影响了管理力度。由于没有有利的政策，废旧物资回收行业正处于萎缩状态，严重影响了城市生活垃圾的回收利用，不利于垃圾的资源化；由于不能有效的保障全社会采取洁净生产工艺，不利于垃圾的减量化。   （二）处理技术1、分类收集与回收利用    分类收集的目的在于提高废品回收率和便于分类处理。总体而言，我国城市生活垃圾的分类工作才刚开始，分类收集的效果还不是很大，还无法有效的将占垃圾50％以上的厨除物分开。    目前大城市普遍推行垃圾的分类收集，在主要的街道，居民小区都设立了分类收集的垃圾筒，但到目前为止，垃圾的混合收集仍是大城市普遍采用的垃圾收运方式。城市垃圾分类收集推行中遇到的主要问题是：    第一，公众的环境意识不高，为方便起见，随手乱仍的现象比较普遍；    第二，分类收集设施不足，在设计上缺乏分类引导；    第三，分类运输的设施不足，致使本已分类收集的垃圾，又混合运输；    第四，缺乏分类处理的基础设施；    第五，缺乏优惠的废品回收政策。2、堆肥处理  （1）堆肥技术与设备    以前，我国城市生活垃圾中主要为煤灰和厨徐类有机物，而包装物如塑料、废纸等含量较低，适宜于堆肥处理。1987年颁布的《城镇垃圾农用控制标准》  （GB8172——1987）和《粪便无害化卫生标准》（GB7959——1987）是指导城市生活垃圾堆肥处理的技术标准，也是我国最先制订的有关城市垃圾处理的技术标准。到目前为止，堆肥处理主要采用低成本堆肥系统，大部分垃圾堆肥处理场采用敞开式静态堆肥。“七五”和“八五”期间，我国相继开展了机械化程度较高的动态高温堆肥研究和开发，并取得了积极成果。但限于现实的经济和社会条件，机械化高温堆肥由于处理成本较高而难以推广应用。目前应用较多的是一些机械化程度低、主要采用静态通风好氧发酵技术。其特点是工艺简单，使用机械设备少，投资少，操作简单。运行费用低，但同时也存在堆肥质量不高、堆肥筛上物未得到处理和气味及污水对周围环境影响较大，如臭味、蚊蝇难以控制等因素，其应用也受到一定限制。  （2）堆肥原料    目前由于城市垃圾缺乏有效的分类收集，不能有效的将厨余物等有机质分离出来，用于堆肥的垃圾原料含有玻璃、塑料、甚至电池等有毒有害垃圾。  （3）堆肥产品    堆肥产品质量不高，肥效低，销路不畅，严重制约着垃圾堆肥处理的发展。目前许多堆肥场都面临着关、停的困境。解决堆肥问题的关键是必须实现有机垃圾的分类收集。3、焚烧处理    焚烧在我国发展较慢，目前，制约我国城市生活垃圾焚烧处理发展主要因素是建设投资与运行费用，可靠、实用的国产化焚烧处理技术以及垃圾特性。其中资金短缺是关键因素。  （1）资金短缺    制约垃圾垃圾焚烧发展的重要原因还在于焚烧厂的建设一次性投资太大，以及建成后的运行成本太高，这些都是制约焚烧在大城市发展的瓶颈。如目前我国引进焚烧设备（关键部分引进）单位处理投资为40～70万元（吨日），如果按综合折旧  年限15年计算，其折旧成本就达88.9－155.6元吨，可见垃圾处理建设投资成本需求  缺口很大。  （2）缺乏可靠、实用的国产化焚烧处理技术    目前我国引进焚烧处理设备投资约为40～70万元/吨/日，由于投资大，超过大  多数城市的经济承受力，只能借助利用国外优惠贷款来建设。垃圾焚烧处理要进一  步发展，需要立足于国内，开发利用国内的技术和设备，降低单位处理投资。首先  需要重点开发单台处理能力在100吨l日以下的垃圾焚烧系统，配套简单、实用的余  热利用和烟气处理设备，使得单位处理投资降到10～25万元吨/日，将适应我国目    前大多数城市的经济发展水平并能启动生活垃圾焚烧处理市场的发育与发展。    目前我国只有深圳1985年从日本三菱重工业公司成套引进两台日处理能力为  150 吨/日的垃圾焚烧炉，且运转正常，该厂在1994年底开始扩建三号炉，并完成了  3＃炉国产化工程，设备国产化水平达到80％以上，在技术性能方面达到或超过了原  引进设备的水平，为我国大型垃圾焚烧设备国产化打下了基础。    尽管垃圾焚烧设备的国产化进展缓慢，但目前垃圾焚烧技术设备的开发正成为  热点，国内正在形成以企业实体为主的垃圾焚烧设备开发群体。但参与垃圾焚烧处理的科研、设计和有关的企业部门都处于十分分散的状态，所开发的技术类型既有发达国家几十年前就淘汰的落后焚烧技术，也有直接还应用较少的不成熟的焚烧技术。由于规模小且实力弱，既无力与国外同类企业竞争，也难以开发和生产适合国内市场需要的技术和产品。在北京等大城市的已有的一些小型焚烧炉，基本上是国产开发的，大部分处于试运行阶段，烟气排放无法达标，甚至没有有效的烟气处理系统，余热基本未有效利用。  （3）垃圾的特性    由于城市中大部分垃圾还是混合收集，垃圾中有机物含量高达 60％，且含水率较高，导致垃圾热值降低，不利于焚烧。可强化生活垃圾分区、分类收集。首先通过分区收集选择对非燃煤区的生活垃圾进行焚烧处理，进一步通过分类收集提高垃圾可燃物含量，改善垃圾焚烧效率，从而降低焚烧厂建设投资和运行成本。4、填埋处理    垃圾填埋处理是我国城市垃圾处理的一种主要方式，并且在今后相当长时间内将占垃圾处理的主导地位。近几年来许多大城市都在建设或已建成大型甚至超大型的垃圾卫生填埋场，这些填埋场在技术水平上总体而言采用了和发达国家接轨的技术要求，例如场地防渗采用了水平铺设HDPE膜和粘土矿物相结合的复合系统进行防渗，填埋场的运营也具有相当高的水平，如北京的阿苏卫填埋场等。另外在我国大城市中还存在相当数量的的垃圾堆放场或填埋场，这些填埋场还未达到使用年限，由于最初的选址、设计等因历史原因未按照卫生填埋场的要求，这类填埋存在严重的环境问题。 （1）填埋场的技术规范高发达国家的技术规范要求还有差距，导致设计的填埋场先天不足，在场底防渗、修滤波处理、以及填埋气体的回收利用方面存在问题。    *填埋场防渗与渗滤液收集    我国还存在水平防渗和垂直防渗的争论，现存的填埋技术规范中也没有作出明确的技术说明，而事实上在发达国家，其技术规范对防渗作出了十分明确的规定，填埋场必须采用水平防渗，并且生活垃圾填埋场必须采用HDPE膜和粘土矿物相结合的复合系统进行防渗。    填埋场的渗滤液收集系统往往在若干年后失去收集作用，场底导渗管发生堵塞,渗滤液无法正常排走，整个填埋场形成形成了高含水的渗滤液库，垃圾填埋一定年限后，渗滤液往往从侧面覆盖体渗出，严重影响堆体的稳定性和环境。    *渗滤液处理    处理的渗滤液无法达到正常的排放标准，在暴雨的时候因渗滤液超出处理能力而直接排放，严重污染环境。    *填埋气体    垃圾场产生的填埋气体直接排人大气，缺乏回收利用，这种自然排放的方式对大气以及周边的环境都造成了危害。发达国家禁止填埋气体直接排入大气，规定填埋气体必须进行回收利用，无回收利用价值的则需集中收集燃烧排放。目前国内只有广州李坑垃圾填埋场和杭州天子岭垃圾填埋场对填埋气体进行了回收发电利用。  （2）填埋场缺乏规范的运营管理，缺乏监督。    垃圾填埋场的运营需要综合的管理技术。尤其是大城市垃圾填埋场的规模越来越大，填埋场的污染控制很大程度上取决于管理水平的好坏。对填埋场的运营管理要形成完整的体现。不仅要对填埋作业区的垃圾进行规范的作业，逐步实现对垃圾种类、数量垃圾，对地表水、地下水、渗滤液的数量、位置、对噪声、飘尘，对填埋气体的数量、特性等项目实现计算机的辅助管理。 五、我国大城市垃圾处理对策   （一）目标与原则     我国城市生活垃圾的管理应实现可持续发展的目标体系，应从过去的那种垃圾处理处置的比重大，回收利用，减量和避免垃圾产生的比重小（图4所示）转变到新的垃圾管理目标（如图5所示），”形成倒金字塔的管理体系，应从单纯的收运、处置转向垃圾避免和回收循环利用，直到最后和环境相协调的处理。    新的垃圾管理目标如图5所示，首先是尽可能避免垃圾产生，如果垃圾必须产生，产出量要最小；其次是对产生的垃圾要尽可能进行回收利用；最后的处理目标是进行有利于环境的处理。