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我国村镇生活垃圾处理现状与技术路线探讨

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[摘要]通过实地调研和文献综述,概括了我国村镇生活垃圾的产生与处理现状,重点根据村镇生活垃圾处理成本和技术进展,讨论了我国村镇生活垃圾处理的适用技术路线。目前,我国村镇两级居住社区的人均生活垃圾产生量,分别为0.5~1.0kg•(人•d)-1和0.4~0.9kg•(人•d)-1,产生量与地域经济发展水平正相关;垃圾主要组分为易腐有机垃圾,可回收废品的比例较低。我国的村镇生活垃圾处理水平同样与地域经济水平正相关,发达地区采用的集中式处理模式,有利于终端处理的规模效益和无害化,但运输成本高达总成本的50%左右;而在分类收集的前提下,易腐有机垃圾就地处理可实现减量化、无害化和资源化。基于我国村镇垃圾组成的特点,提出了“分类分散处理与集中处置结合”的技术路线,可在村镇就地处理与利用60%~80%的垃圾量,有效削减处理总成本并提高无害化水平。推进村镇生活垃圾处理技术的规范化,推广全过程专业化运营模式,加强垃圾处理过程物流管理等,是促进我国村镇生活垃圾处理规范化发展的关键措施。关键词:村镇生活垃圾;技术路线

通过实地调研和文献综述,概括了我国村镇生活垃圾的产生与处理现状,重点根据村镇生活垃圾处理成本和技术进展,讨论了我国村镇生活垃圾处理的适用技术路线。目前,我国村镇两级居住社区的人均生活垃圾产生量,分别为0.5~1.0kg•(人•d)-1和0.4~0.9kg•(人•d)-1,产生量与地域经济发展水平正相关;垃圾主要组分为易腐有机垃圾,可回收废品的比例较低。我国的村镇生活垃圾处理水平同样与地域经济水平正相关,发达地区采用的集中式处理模式,有利于终端处理的规模效益和无害化,但运输成本高达总成本的50%左右;而在分类收集的前提下,易腐有机垃圾就地处理可实现减量化、无害化和资源化。基于我国村镇垃圾组成的特点,提出了“分类分散处理与集中处置结合”的技术路线,可在村镇就地处理与利用60%~80%的垃圾量,有效削减处理总成本并提高无害化水平。推进村镇生活垃圾处理技术的规范化,推广全过程专业化运营模式,加强垃圾处理过程物流管理等,是促进我国村镇生活垃圾处理规范化发展的关键措施。
关键词:村镇生活垃圾;技术路线;分类收集;处理成本;二次污染
中图分类号:X705文献标志码:A文章编号:1672-2043(2010)11-2049-06
  村镇指的是我国县级政府驻在地(城关镇)以下的居民居住点,含建制镇、集镇(包括乡政府驻地)、行政村、自然村等。目前,村镇是我国超过60%人口的居住区域,其生活垃圾产生与处理对广大农村区域(占国土面积90%)的环境与公共卫生质量有极大的影响。
  “十五”以来,国家与地方已开始大幅度地增强对村镇生活垃圾处理的投入力度,全国已出现了多个城乡生活垃圾处理全覆盖的县(市),镇、村级的生活垃圾处理实践也有了相当的积累,为进一步地探讨其发展方向提供了基础。
  本文以部分实地调查和文献为依据,对我国村镇生活垃圾的产生和处理进展进行了概述;以此为基础,重点探讨了我国村镇生活垃圾处理的适用技术路线问题。
1数据收集方法
  本文引用数据分别来自实地调查和文献。
  其中,实地调查的村镇均属杭州市范围,分别为余杭区的径山镇及所辖漕桥村和前溪村,以及临安市的横畈镇、太湖源镇及所辖临目村。调查内容为生活垃圾产生及处理状况。
  调查村镇均已建立了生活垃圾收集运输体系,生活垃圾产生量采用实测,或运行人员目测车载量,结合调查人员抽样实际称重核实的方式得到;生活垃圾组成,由调查人员在2009年12月至2010年5月间,抽样分类实测得到;生活垃圾处理设施运行数据由相关运行人员提供。
2村镇生活垃圾产生与处理现状
2.1建制镇与集镇生活垃圾产生量
  根据我国住房与城乡建设部的统计(《2007年住房与城乡建设部的城乡建设统计年鉴》),我国各大区(建制)镇与集镇的生活垃圾产生状况见表1。我国镇级社区生活垃圾人均产生量为0.5~1.0kg•d-1,各大区域产生量基本与其经济发展水平一致,华东地区的长江三角洲和中南地区的珠江三角洲拉高了整个区域的生活垃圾人均产生量。
表1各大区镇与集镇生活垃圾产生及处理状况(2007年)


  注:(1)各大区均值按各省区镇和集镇人口加权平均计算,处理率和无害化率按垃圾量加平均计算;(2)西藏没有相应统计数据,未计入。

2.2村庄生活垃圾产生量
  本文尚没有查阅到我国村庄生活垃圾产生量的系统统计资料。表2汇总了部分公开发表文献和本文自行调查的村庄生活垃圾产生量。

  从这些数据看,调查方法对人均产生量有一定的影响,问卷及短期抽样(入户)调查的生活垃圾产生量偏高。冯庆等[8]认为,这与调查的季节因素有关,北方秋冬季败枝落叶和取暖灰渣进入生活垃圾,人均产生量为0.88kg•d-1,扣除此类季节性组分影响后,全年平均则为0.29kg•(人•d)-1,与南方农村接近。同样,短时抽样还可能受到居民“配合”调查,进行某种程度“清理”的影响。另一方面,已开展城乡一体化生活垃圾处理的地区,实际的生活垃圾收集处理量高于同区域居民调查和小规模示范工程,这与这些地区村镇工业较为发达,而又缺乏生产废物的消纳渠道,使之混入生活垃圾有关。
  以实际对生活垃圾处理容量的需求看,我国村庄生活垃圾人均产生量大致在0.4~0.9kg•(人•d)-1的范围,沿海经济发达区域和北方取暖区域较高,其他区域则较低。
2.3村镇生活垃圾组成
  根据文献和实地调查得到的村镇生活垃圾组成数据见表3。
表3村镇生活垃圾组成数据



  数据显示,我国村镇生活垃圾的最主要组分为厨余/果皮(食品垃圾)及作物秸秆树枝叶等构成的易腐有机垃圾,一般占40%~50%;其次为灰渣、砖石等组成的无机垃圾,一般占20%~40%,其中北方明显大于南方。归属于废品类的组分以塑料、纸类、玻璃为主(占废品类的80%左右),总的比例为15%~30%,但实际可回收(当地废品市场可交售)的比例相当低,仅占废品类的5%~10%。
  我国东南沿海已实施村镇生活垃圾处理的区域,其废品类组分明显高于未全面实施生活垃圾处理的村镇的调查结果,应与这些区域村镇工业产生的工业垃圾类废物混入生活垃圾有关。杭州市余杭区和临安市几个镇的镇区与村域生活垃圾组成,总体上没有显著的差异,应是东南沿海经济发展导致的村域集镇化的体现。
2.4村镇生活垃圾处理进展
  我国镇与集镇生活垃圾处理的现状参见表1。全国平均的处理率已达约50%,已处于大范围推广阶段,但处理的无害化水平较低,平均仅约3%。而我国村庄生活垃圾尚处于起步阶段,按设施覆盖率计的村庄生活垃圾收集和处理率分别为27%和10%(《2007年住房与城乡建设部的城乡建设统计年鉴》)。
  目前,村镇生活垃圾处理基本有2种模式:集中处理和分散处理。
  集中处理模式即所谓的“村收集、镇运输、县处理”[9],通过收集、运输、转运的网络把县级政区纳入一个统一的生活垃圾处理体系,便于获得处理终端的规模效应,其处理工艺一般为卫生填埋与焚烧,无害化达标率较高。
  分散处理又可分为镇域单元和村域单元两种。镇域单元的处理由收集、村镇间运输和镇的处理构成,极大部分的处理方式为填埋,但受到规模效应的限制,通常难以达到卫生填埋的无害化标准;村域单元的处理,收集和就地处理直接衔接,此种方式目前应用不多,但通过示范性工程证明,采用分类收集与堆肥结合时可以达到无害化的要求[6,10]。
3村镇生活垃圾处理技术路线探讨
3.1村镇生活垃圾处理的成本构成
  杭州市的余杭区和临安市(县级)均已实现了村镇生活垃圾处理的全覆盖,表4列出了对两地典型村镇生活垃圾处理成本的调查结果,其换算的单位成本构成见

 由数据可见,村镇生活垃圾收集的单位成本较高,占总成本比例大于30%。这是由于收集支出主要由收集区域的居住社区面积决定,一定面积内垃圾量(产生密度)大,则单位成本低;我国对村镇宅基面积有严格控制,村镇居住社区垃圾产生密度主要决定于村镇居民的人均垃圾产生量;余杭、临安、琼海3地,人均垃圾产生量分别为0.7、0.65kg•(人•d)-1和0.17kg•(人•d)-1,与收集单位成本恰成逆序排列,亦对此作了证明。运输指的是垃圾由村庄向镇转运点集中的物流过程,其成本与村、镇间的交通距离有关,临安太湖源镇的垃圾运输成本远高于余杭径山镇,与前者为山地,后者为平原,山地村、镇间交通距离大于平原有关。转运成本既是距离的函数,也与转运技术方式有关。太湖源镇的转运距离大于径山镇,但采用压缩后非密闭转运方式,成本低于径山镇的压缩后全密闭转运,单位成本反而更低。处理成本由处理工艺及其无害化水平决定,太湖源镇垃圾采用填埋方式处置,但未达到卫生填埋要求,径山镇垃圾采用焚烧发电处理,已符合现行规范要求。
  值得注意的是,琼海中洞村采用以村为单元的分散处理模式,堆肥产物符合无害化标准;处理(垃圾分拣及堆肥)成本为65.5元•t-1,低于县级集中处理模式下的转运加处理成本。
3.2基于分类处理的村镇生活垃圾处理技术路线
  3.1节的分析结果表明,采用生物工艺(堆肥)分散分类处理村镇生活垃圾,具有节省处理总体成本的作用;同时,易腐有机垃圾的分类分流处理还可以削减后续填埋处置80%左右的污染负荷[11],或提高焚烧垃圾的低位热值1倍左右[12]。
  为此,基于分类处理、分散与集中结合的技术路线(如图1所示),是比现有全集中或全分散更为有效的村镇生活垃圾处理技术路线。


图1基于分类处理的村镇生活垃圾处理技术路线
  实施此技术路线的关键是生活垃圾的分类,其理想方式是分类收集。但即使分类收集得不到居民支持,村镇相对宽松的用地条件和居住密度,也使得人工分拣分类具有可行性[13]。易腐有机垃圾生物处理适用好氧堆肥工艺,处理规模较大时,也可采用厌氧产沼工艺[14],以进一步改善生物处理的资源效益。
  基于我国目前的村镇生活垃圾组成特点,实施本技术路线可在村镇就地处理与利用60%~80%的垃圾量,既可削减县级集中处理的容量,更改善了垃圾的可处理性(减少填埋污染和提高焚烧热值),还可以节省转运过程能耗及可能的道路污染。
4展望与建议
4.1推进村镇生活垃圾处理关键技术的规范化
  基于分类处理的村镇生活垃圾处理技术路线,其关键技术包括有机垃圾堆肥和厌氧消化、可燃垃圾焚烧、筛上物和惰性垃圾填埋等,尽管原理上与城市生活垃圾的同类处理技术相似,但实施技术方法却有较大差异,应在集成示范的基础上进行专项的规范化建设,以形成我国村镇生活垃圾处理的技术支柱。
4.2村镇生活垃圾处理运营模式
  村镇生活垃圾的高效处理有很强的专业性要求,而其节点极其分散的特征,又是达到专业运营要求的阻碍。目前,在收集运输等前端环节中,二次污染等问题普遍存在。为此,有必要建立延伸至收集环节的村镇生活垃圾处理全过程专业化运营体系;应建立以县(市)为单元的专业运营机构,统一设备和设施配置,统一人员管理与培训,成为村镇生活垃圾处理的专业运营骨干,为我国村镇生活垃圾处理提供运营保障。
4.3村镇生活垃圾处理物流准入管理
  目前,在已开展村镇生活垃圾处理的区域,均不同程度地存在村镇工业废弃物及农业生产废物进入生活垃圾收集处理体系的状况。这种状况既存在有害废物通过生活垃圾处理途径而污染环境的风险,也具有同性质废物合并处理的合理性。因此,应建立村镇工业和农业废物与生活垃圾混合处理的管理和技术准则,有效控制村镇生活垃圾处理的衍生污染风险。

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来源:环境科学
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