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国外经验对我国农村垃圾处理的启示

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[摘要]本文综述了国内农村垃圾管理现状和存在的问题,分析了国外垃圾处理过程中的经验和发展趋势,并联系我国农村特点探讨了中国农村垃圾处理的重点。文中指出,农村垃圾处理的根本是实现“3R”,农村垃圾处理技术与城市垃圾处理技术相似,包括焚烧、卫生填埋、堆肥处理等主流技术,不同在于农村垃圾处理的成本更高,实现农村垃圾处理可持续发展的重点在于管理和顶层设计,通过合理的投融资机制和垃圾分类,按照“有限收集、有限处理”的原则最大限度的降低最终处置量。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年(2016—2020 年)规划纲要》中提出实行最严格的环境保护制度,形成政府、企业、公众处理体系。到2020 年,全国90% 以上行政村的生活垃圾要得到有效处理。我国农村垃圾处理薄弱,需要发展无害化、低成本、便于操作的处理技术,发展高效、廉价、可复制的分类和收运技术。AbstractThis paper elaborates the current status and existing problems of rur

本文综述了国内农村垃圾管理现状和存在的问题,分析了国外垃圾处理过程中的经验和发展趋势,并联系我国农村特点探讨了中国农村垃圾处理的重点。文中指出,农村垃圾处理的根本是实现“3R”,农村垃圾处理技术与城市垃圾处理技术相似,包括焚烧、卫生填埋、堆肥处理等主流技术,不同在于农村垃圾处理的成本更高,实现农村垃圾处理可持续发展的重点在于管理和顶层设计,通过合理的投融资机制和垃圾分类,按照“有限收集、有限处理”的原则最大限度的降低最终处置量。

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年(2016—2020 年)规划纲要》中提出实行最严格的环境保护制度,形成政府、企业、公众处理体系。到2020 年,全国90% 以上行政村的生活垃圾要得到有效处理。我国农村垃圾处理薄弱,需要发展无害化、低成本、便于操作的处理技术,发展高效、廉价、可复制的分类和收运技术。

Abstract
This paper elaborates the current status and existing problems of rural municipal solid waste management in China, investigates the foreign treatment experience and development trend of municipal waste treatment, and discusses the focus point of municipal solid waste treatment in rural China. The objective of rural municipal solid waste treatment is to realize “3R”.Rural municipal solid waste treatment technology differs from urban municipal solid waste treatment technology in cost, but same as it in technology, such as incineration, sanitary landfill, compost, etc.

The “Outline of the 13th Five-Year Plan for the National Economic and Social Development of the People’s Republic of China” proposed the most stringent environmental protection system as well as the formation of co-governance by government, enterprises and the public. By the year of 2020, more than 90% of the China’s administrative villages shall treat their municipal solid waste effectively. Based on the relative weak foundation of rural municipal solid waste treatment, harmless, low-cost, easy-operating treatment technology, as well as the effective, low-cost, reproducible classification and collection technology shall be developed vigorously.

关键词
农村垃圾;垃圾分类;垃圾处理

Keywords

rural municipal solid waste; waste classification; waste treatment

  壹 引言

  农村垃圾成分复杂,产量巨大,对农村生态环境的影响日趋严重,阻碍了我国建设“美丽乡村”的进程,近年来的中央一号文件都强调农村环境处理问题,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年(2016—2020年)规划纲要》中提出实行最严格的环境保护制度,形成政府、企业、公众共治的环境处理体系。到2020年,全国90%以上行政村的生活垃圾要得到有效处理。

  我国农村地区垃圾处理经验和资金不足,处理技术五花八门,大部分地区仍未实现垃圾的集中收运和无害化处理,给农村生态环境和农民身体健康带来巨大隐患,影响新常态下农村社会经济的可持续发展,如何高效、环保、低成本的进行农村垃圾处理成为现阶段我国农村垃圾处理的重大挑战。

  贰 我国农村垃圾处理现状和问题

  2014年,我国城市生活垃圾清运量1.79亿吨,无害化处理率92%;县城生活垃圾清运量0.67亿吨,无害化处理率72%。据估算,我国农村生活垃圾产生量在1亿吨左右。“十一五”开始,我国对农村垃圾管理力度逐步提高,2014年我国农村生活垃圾处理率48.2%,是2009年的近三倍,有垃圾收集点的村占64%,也较2009年翻了近一倍,但农村垃圾处理形势仍然严峻,2013年农村生活垃圾无害化处理率仅为11.35%[1],农村垃圾处理在投入增加和快速发展的趋势下仍存在巨大缺口,对环境造成污染(图1)。我国农村生活垃圾处理主要有以下特点。

  农村生活垃圾相关技术政策和标准自2008年开始加速出台,已先后发布了《村庄整治技术规范》(GB50445—2008)、《农村生活污染防治技术政策》(环发﹝2010﹞20号)、《农村生活污染控制技术规范》(HJ574—2010)、《小城镇生活垃圾处理工程建设标准》(建标149—2010)、《全国农村环境综合整治“十二五”规划》(2012年)、《农村环境连片整治技术指南》(HJ2031—2013)、《村镇生活污染防治最佳可行技术指南(试行)》(HJ—BAT—9)等。但总体数量较少,相比城市生活垃圾标准体系的数十项标准,标准体系尚未完成,部分标准不一致,可操作性有待加强,特别是缺少针对农村的建设和污染控制标准,技术要求较粗略,造成各地执行效果参差不齐。

  2农村生活垃圾处理资金缺口较大,缺乏可持续性

  2014年,农村生活环境卫生建设投入资金170亿元,比2013年提高19%,但同时城市生活垃圾建设固定资产投资495亿元,是农村的近3倍,农村生活垃圾处理资金主要来源为财政资金,来源单一,地方财政投入大多重城轻乡,垃圾收费和社会资本参与在农村推动困难,财政资金以补贴建设为主,难以对运营进行持续投入,造成农村垃圾处理资金投入缺乏长效性和可持续性。

  3专门针对农村生活垃圾的成熟处理技术较少

  农村垃圾无害化处理技术目前主要有卫生填埋、堆肥等,缺乏针对性的技术和标准,完全照搬城市生活垃圾处理技术造成建设运营成本高,作业要求难以实现,最终处理效果不佳,甚至达不到无害化处理的要求;除卫生填埋和堆肥外,农村垃圾处理“新技术”五花八门,特别是一些打着“资源化”“零排放”“不需要补贴”旗号的技术,如小焚烧炉、综合处理机等,由于农村技术力量薄弱,技术选择缺乏指导,造成建设投资的浪费和环境的二次污染。

  4农村生活垃圾处理人员和机具数量不足,作业专业化程度较低

  2014年,我国农村仅有64%的村有垃圾收集点,农村基层垃圾处理人员和机具数量严重不足,特别是中西部和东北地区,由于经济条件和人员结构等原因,环卫作业人员较少,年龄结构偏大,垃圾清运等环卫作业多采用人力方式,作业质量难以保证,农村环卫作业缺乏专业的培训和指导,特别是针对农村垃圾分类、有机垃圾和渣土就地处理、有毒有害垃圾收运等方面专业化作业水平较低,影响农村垃圾管理质量。

  5农村生活垃圾存在多头管理,职能交叉的现象

  我国农村生活垃圾管理涉及多个部门,其中住建部负责村镇人居环境改善和污水垃圾治理,环保部负责农村环境整治,农业部负责节能减排和农业废弃物治理,财政部负责农村一事一议项目补助等,各地方政府部门间的管理职能也不相同,自上而下并未形成统一的管理体系,造成各部门存在各自为政、多头管理的现象,本就不多的资金从各个不同的部门拨付,难以形成合力,有效改善农村垃圾分类、收运和处理等重点问题。

  叁 国外垃圾处理经验和发展趋势

  1英国

  2014年英国生活垃圾产生量3113万吨,人均生活垃圾产生量从2000年的577千克/人•年降低到482千克/人•年,人均生活垃圾产生量降低了16.5%,近3年人均生活垃圾产生量基本保持稳定。英国生活垃圾热值一般在8~11兆焦/千克,2014年,包括生活垃圾和其他废弃物发电的生物能成为对英国电网贡献最大的绿色电力技术,占到英国能源总量的7%[2]。

  英国垃圾处理技术主要包括资源回收利用、垃圾焚烧、堆肥、厌氧发酵和卫生填埋等,另了系统研究和少量尝试。2014年,英国生活垃圾产生量3113万吨,其中资源回收量850万吨,占27.3%,焚烧处理量826万吨,占26.5%,堆肥和厌氧发酵处理量509万吨,占16.4%,卫生填埋处理量866万吨,占27.8%[3]。卫生填埋比例大幅下降,垃圾焚烧和资源回收比例快速上升并成为主要垃圾处理技术。

  英国针对农村垃圾处理采用的技术与城市基本相同,但在技术细节上具有很强的针对性,首先英国农村垃圾的分类和资源回收率高于城市,通过分类和资源回收,垃圾处理量大幅降低,英国大部分地区生活垃圾收运频次为一周一次或两周一次,分类后的有机垃圾主要采用小型家庭堆肥处理技术,约占英国生活垃圾产生量的18%,而大型工程化的MBT堆肥处理设施仅有25座,处理量不到英国全国生活垃圾的5%[4]。针对农村地区垃圾焚烧处理设施规模较小的特点,英国小型垃圾焚烧厂全部采用供热或热电联产的技术实现能源回收,降低运营成本,但小型焚烧厂和大型焚烧厂执行同样的污染控制标准,确保环境友好。

  2美国

  2012年美国生活垃圾产生量2.51亿美吨,人均生活垃圾产生量从2000年的2.15千克/人•日降低到1.99千克/人•日。其中资源回收量0.65亿吨,占26%,堆肥和生物处理量0.21亿吨,占8.5%,垃圾焚烧处理量0.29亿吨,占11.7%,卫生填埋处理量1.35亿吨,占53.8%。2000年至今卫生填埋比例有所下降,资源回收和堆肥比例有所提升,焚烧比例基本保持不变。

  1976年,美国资源保护及恢复法案中(RCRA,SubtitleD,Section4005)要求发布一份所有露天堆放场(opendumps)的名录,然后在5年内要么改造达标,要么关闭。1979年,美国环境保护局USEPA发布名录,估计美国至少有360000座非危险废物填埋场,其中大部分是农村垃圾简易填埋场或堆场,对土壤和水体造成严重污染,之后美国开始对农村非正规填埋场进行关停和整治。到1988年,美国垃圾填埋场数量降低到7924座,到1995年,降低到3197座,平均填埋处理量100吨/日,到2012年,填埋场数量降低到1908座,平均处理量194吨/日,通过对农村非正规垃圾填埋场的治理,整体数量下降,单场处理能力提高,保障了卫生填埋场的规范运营和规模效益(图2)。


图2 美国卫生填埋场变化趋势图

  1885年,美国在纽约建设了第1个垃圾焚烧炉,对垃圾进行减量化,大大减少运输成本,满足了当时的需求,于是一大批垃圾焚烧炉相继建设起来,到1930年美国约有700座垃圾焚烧炉。这一时期的垃圾焚烧炉技术落后,焚烧工况差、焚烧不完全,且造成的烟气未经处理。这些焚烧炉最后都被关闭。1990~2000年,随着焚烧空气污染的重视和焚烧补贴的降低,美国垃圾焚烧进入平稳和改造升级期,焚烧厂向大型化转变。2012年,美国焚烧厂数量86座,平均处理规模1118吨/日[5]。

  早期由于运距过远或没有处置设施,美国存在大量露天焚烧,现在尽管已经具备了运输条件和处理设施,但因为生活习惯的原因,仍有大量农村露天焚烧。USEPA发布报告称:露天焚烧的危害比露天堆放更大,会产生大量二噁英等烟气污染,烟气难以扩散,会污染当地食物链,并且直接影响焚烧点附近的居民身体健康。美国各州都颁布了禁止或者约束露天焚烧的法规,这为我国现阶段农村垃圾小焚烧或露天焚烧管理提供了经验。

  美国从2000年后大型生活垃圾堆肥厂逐渐减少,到2011年降到12座,总处理规模1100吨/日,但针对有机垃圾特别是农村有机垃圾的庭院堆肥计划快速发展,到2011年美国共有家庭庭院堆肥计划3090个,总处理规模5.29万吨/日,平均处理能力17吨/日,主要包括分散家庭式堆肥打包项目和村庄小型静态堆肥项目,同样适合我国农村地区借鉴。

  3德国

  2012年全德国生活垃圾产生总量为4975.9万吨,其中危险废物57.1万吨,所占比例为1.15%;人均生活垃圾产生量约616kg/a,即1.69kg/d,其中剩余垃圾量为164kg/a,即0.45kg/d。德国的生活垃圾处理方式与整个社会的垃圾收集体系密切相关。德国拥有完善的生活垃圾分类收集系统。可回收物质约占生活垃圾产生总量的20%~50%,主要包括轻质包装材料、塑料、废纸、橡胶、纸板、织物、玻璃、铝、铁、其他金属、复合材料等,在分类收集后,直接送入相关的工厂循环利用。可生物降解物质占生活垃圾产生总量的20%~60%,主要包括食品垃圾、庭院垃圾、花园修剪垃圾等生物质垃圾,通过生物降解方式进行堆肥或处理。残余物质是除上述垃圾种类之外的生活垃圾,也被称为剩余垃圾或混合垃圾,主要包括其他的垃圾混合物、砂土、尘土、灰渣等,通过焚烧或机械生物处理方式进行处理,最后进行填埋(表1)。

表1 德国生活垃圾分类统计表


  总体来看,德国目前采取的生活垃圾处理方式,除了处理回收可循环利用的垃圾(包括堆肥)外,主要采取焚烧、机械生物处理(MA、MBA、MBS、MPS)、填埋等几种生活垃圾处理方式。从2005年6月1日起,规定进入填埋场的填埋物总有机碳(TOC)要小于5%,德国生活垃圾填埋量明显下降,焚烧和机械生物处理量逐渐增加。总体来看,德国目前采取的生活垃圾处理方式,除了处理回收可循环利用的垃圾(包括堆肥)外,主要采取焚烧、机械生物处理(MA、MBA、MBS、MPS)、填埋等几种生活垃圾处理方式。从2005年6月1日起,规定进入填埋场的填埋物总有机碳(TOC)要小于5%,德国生活垃圾填埋量明显下降,焚烧和机械生物处理量逐渐增加,2012年德国垃圾焚烧厂共有80座。

  2012年德国总面积35.7万平方公里,人口8219万人,其中人口密度小于100人/平方公里的人数占17%,也基本以垃圾焚烧和堆肥、分类回收利用为主要处理方式,德国主要采用集中收运,统筹处理的方式对农村垃圾进行城乡一体化处理。2001年德国生活垃圾产生量5207万吨,共有焚烧厂56座,焚烧处理量1320万吨,焚烧比例25%;卫生填埋量1330万吨,原生垃圾填埋比例25%,焚烧厂单厂平均处理量约为650吨/日;到2012年,德国生活垃圾产生量4976万吨,共有焚烧厂80座,焚烧处理量2190万吨,焚烧比例44%;卫生填埋量10.7万吨,原生垃圾填埋比例仅占不足1%,德国焚烧厂单厂平均处理量提高到750吨/日。

 1990~1993年德国开始重视小垃圾填埋场,特别是农村非正规垃圾填埋场带来的环境污染问题,大量关闭小填埋场,全国填埋场数量锐减。1990年,填埋场数量8273座;平均处理量53吨/年,到2007年填埋场数量降低到160座。

  肆 我国农村垃圾处理的反思

  我国农村垃圾管理和城市相比具有鲜明的差异性,包括垃圾成分、经济条件、管理模式、人员和技术支持、地理特性和收集成本等。很多问题是我国特有的,发达国家并没有可直接照搬的经验,那么在这一轮的农村垃圾处理热潮中,结合国外的经验和教训,如何根据我国的实际特点开展更“接地气”的农村生活垃圾处理,笔者归纳以下几点建议:

  (1)农村垃圾处理技术的选择上,成熟可靠比先进更重要,垃圾处理是科学不是“玄学”,发达国家目前主流技术仍然是焚烧、卫生填埋、堆肥,特别要谨慎对待目前一些打着“零排放”“零成本”“高收益”的所谓新技术和新工艺。

  (2)农村垃圾分类要走中国特色的技术路线,国外垃圾分类是为了减少原材料的使用,提高再生资源利用,我国农村垃圾分类现阶段的主要目的是为了减少集中处理量,降低收运成本,因此,农村垃圾分类应分步实施,按照“渣土—易腐有机垃圾—可回收物—有毒有害—其他”的顺序逐步开展。

  (3)我国城市垃圾处理已基本实现无害化,现阶段的重点是市容市貌的维护,但农村垃圾管理的重点仍是处理的无害化,因此,农村垃圾处理应避免建设小型混合垃圾处理设施,加强分类,学习国外经验,降低收运频次,避免“日产日清”。

  (4)农村垃圾从标准、人员、技术到建设、运营均与城市存在较大差距,需要大量的资金投入缩小城乡差距,城市反哺农村、合理的城乡统筹污染者付费制度、适度的社会资本参与是现阶段解决农村垃圾处理特别是运营资金不足的主要途径。

参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.中国城乡建设统计年鉴2014[M].北京:中国统计出版社,2015.
[2]Department for Environment Food & Rural Affairs. UK response to European Commission consultation of member states on the circular economy[R].REFRA,2016. 
[3]Department for Environment Food & Rural Affairs. Digest of Waste and Resource Statistics—2016 Edition[R]. REFRA,2016.
[4]Department for Environment Food & Rural Affairs. Mechanical Biological Treatment of Municipal Solid Waste[R]. REFRA,2013.
[5]United States Environmental Protection Agency. Municipal Solid Waste in The United States 2011 Facts and Figures[R].U.S.EPA,2013.



来源:环境工程
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