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目前,城市生活垃圾(以下简称垃圾)污染已经成为困扰发展中国家城市发展的重要环境问题[1]。随着我国城市的不断发展,各城市人口快速增加、城区面积逐步扩大,人们的生活水平不断提高,垃圾的产生量越来越多,垃圾的处理问题也就越显突出,而我国政府也在逐年增加各种垃圾处理设施的建设投资。近几年,我国主要的垃圾处理技术有卫生填埋、焚烧与堆肥这三种,但如何进行比较科学的技术结合,以达到提高或实现垃圾无害化处理的目标,是需要进一步探讨的。
1垃圾处理技术分析
1.1卫生填埋处理技术分析
卫生填埋是从传统简易填埋发展起来的一种终端垃圾处置技术,并且在我国垃圾处理中一直起到主导作用。该技术的优点有:技术较成熟,作业简单,对处理对象的要求较低,在不考虑土地成本和后期维护的前提下,建设投资和运行成本相对较低;缺点有:占地面积大,臭气不易控制,渗滤液处理难度高,稳定化周期较长,可持续性较差,环境风险影响时间长。实际运行中存在的主要问题除了其缺点中的不足外,还因为垃圾未进行分类回收,而是进行全量填埋,造成可回用资源的浪费。
根据2002~2008年中国统计年鉴的数据统计[2],可以大体了解我国卫生填埋处理这几年的变化情况,如图(1、2、3)所示。
图1 卫生填埋场的数量变化(座)
图2 卫生填埋处理能力变化(吨)
图3 卫生填埋处理比例变化情况(%)
从图中可以看出:
a、填埋场的数量在01~06年有相对的减少,主要是因为:(1)部分填埋场由于污染、填满等原因关闭;(2)中期统计数据删除了前期统计中不合格的填埋场。
b、填埋场的处理能力较稳定。
c、由于受到卫生填埋场数量的影响,卫生填埋的处理比例也有相应波动。
1.2焚烧处理技术分析
焚烧是一种可实现生活垃圾减量化、资源化、无害化的有效措施。其主要是通过采用科学的焚烧方法,如机械炉排焚烧和流化床焚烧,来进行垃圾的有效处理。该技术的优点有:占地较小,稳定化迅速,垃圾减量化效果明显,臭味控制相对容易,焚烧余热可以利用于发电;缺点有:建设投资、运营成本高,受垃圾热值的影响较大,技术含量较高,对运行操作人员素质和运行监管水平要求较高,产生的废弃物可能造成二次污染。
在早期,我国也有一些国产小型生活垃圾焚烧炉,但技术水平较低,没有发电效益,运作难以达到环保效果。而近几年我国垃圾焚烧发展迅速。首先从焚烧炉看,目前焚烧处理有大型化发展趋势,单台炉处理规模主要为225吨/日、300吨/日、350吨/日等规格,且焚烧厂通常设2~3条生产线,总规模通常在500~600吨/日以上。其次,这几年的数据统计显示[2],如图(4、5、6)所示。从图中可以知道,无论是焚烧厂数量、处理规模还是焚烧处理在我国垃圾处理中所占的比例都处在稳步上升的趋势。
1.3堆肥处理技术分析
生物质垃圾堆肥化处理历史悠久,但是技术都比较简单,直到20世纪90年代我国才陆续开发了机械化程度较高的动态堆肥技术,常用的堆肥工艺为高温好氧静态、间歇动态给料仓式、卧式滚筒堆肥工艺[3]。总的来说,该处理技术的优点主要有:占地相对小,堆置周期短,易于机械化作业;缺点有:混合垃圾堆肥的腐熟程度不均,恶臭难以控制,堆肥产品的质量差,销路较少。造成堆肥诸多缺点的主要原因是垃圾没有进行分类收集,混合垃圾成分多而杂,而这也正是我国目前垃圾处理中面临的重要问题。此外,要进行堆肥还应该考虑垃圾中的有机物含量,有研究显示,适合于堆肥的垃圾有机物含量应在40%以上[4]。
堆肥处理在我国早期建设较多,但因其主要产品——肥料,存在肥效不高、重金属污染物富集等问题,市场销售不佳,最终还是进行了填埋。从下图可以知道,生物处理技术无论在处理场数量、处理能力和所占处理比例都在逐年递减。详见图(7、8、9)。
图7 堆肥处理厂的数量变化情况(座)
图8 堆肥处理能力变化(吨/日
图9 堆肥处理比例变化情况(%)
2各种处理技术的处理比例情况
为了了解目前三种垃圾处理技术在我国垃圾处理中的使用比例情况,现根据2008年底的数据统计[2],对这三种处理技术在垃圾处理中所占的比例进行作图分析,如图10所示。从图中可以知道,卫生填埋处理是我国目前主要的垃圾处理措施,占垃圾处理总量的83%;焚烧处理是我国第二大垃圾处理措施,占垃圾处理总量的15%;堆肥处理是这三种中相对运用较少的,仅占2%。
图10 各种处理方式的比例分布
3.垃圾综合处理技术路线选择建议
垃圾处理需要选择合理、科学、有效的处理技术。通过综合对比分析,现提出一种切实可行、处理效益相对较高的组合型处理技术,即建议采用“焚烧发电+卫生填埋”的技术路线,其优势如下:
(1)无论是焚烧处理还是堆肥处理都是垃圾中间处理过程,而产生的焚烧残渣或堆肥残渣,仍需要进行卫生填埋处理。因此,在一个城市或地区的垃圾处理系统中,卫生填埋场是必不可少的终端处理设施;
(2)国家目前大力支持进行垃圾焚烧处理,并且在政策和财力上给予大量的帮助,这为焚烧的发展奠定了基础;
(3)垃圾焚烧气体的相关处理技术目前已有较大提高与完善,这为焚烧处理的运行提供了保障;
(4)垃圾焚烧产生的热能可以利用于发电,能更进一步做到能源的回收利用;
(5)焚烧后的垃圾体积大大减小,减缓了卫生填埋的压力;同时焚烧残渣进行填埋又减少了垃圾的二次污染。两者的有效结合克服了单一处理技术存在的不利缺陷,达到优势互补的效果。
从发展的角度来看,“焚烧减量+卫生填埋”的技术路线相对来说比较适合我国目前垃圾处理的发展趋势,也比较符合垃圾无害化处理的需求。
4.结论
(1)卫生填埋、焚烧和堆肥三者在垃圾处理中各有优点,也各自存在不足。
(2)目前三种处理技术在垃圾处理总量中的比例不同,卫生填埋为83%;焚烧处理为15%;堆肥处理2%。
(4)在各种处理技术的综合选用中,“焚烧减量+卫生填埋”的技术路线比较适合我国大城市或经济发达地区的垃圾处理现状,所以这些区域应该考虑采用。
参考文献
[1] Blight G E,Mbande C M.Some Problems 0f Waste Management in Developing Countries[J].J Solid Waste Technology Manage,1996,23:19-27.
[2] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2002—2009[M].北京:中国统计出版社.2002—2009.
[3] 刘淑玲,王起,王琦.我国城市生活垃圾堆肥技术的工程应用[J].环境卫生工程,2007.15(2):29-31.
[4] 北京市市政管理委员会.2006年北京市垃圾管理工作资料汇编[R].2006.