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城市垃圾是人类面临的一个普遍性问题,在我国显得尤其突出。据统计,目前中国人均年产城市生活垃圾约为350kg,年增长率高达5%-10%,但无害化处理率不足20%,大量城市生活垃圾被运到城郊裸露堆放,造成对水体、土壤、大气的污染和疾病的传播,已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。
同样,我省面临的垃圾问题已较为突出,除昆明市、曲靖市利用世界银行贷款建起了垃圾卫生填埋场外,其它市、县均未建成现代标准垃圾处理场,垃圾处理率极低,垃圾污染事故时有发生,己成为制约城市持续发展的重要因素。
垃圾问题己引起了各级政府的高度重视。近三年(2000年-2002年)来,区(市)、县、镇几级政府及相关部门纷纷开展了垃圾处理的前期工作,通过各种渠道,积极上报争取资金支持,其中包括国债资金、三峡库区资金及各种外资等。至2003年初,己有大批市、县级垃圾处理厂项目完成了可行性研究的评审和审批,有部分项目己进入了设计阶段,少部分项目己进入了施工阶段,如大理、丽江、景洪、瑞丽、腾冲等地垃圾处理厂正在施工中。
二、垃圾处理工艺的选择
(一)一般性论述。垃圾处理工艺类型的描述在相关的垃圾资料中时有出现,归纳起来主要有填埋、堆肥、焚烧、气化、综合处理(分为二合一或三合一)及生物处理等。填埋分为简易堆放及卫生填埋;堆肥根据处理程度不同分为一次发酵、二次发酵以及添加N、P、K等营养元素制成复合肥等,发酵又分为好氧和厌氧,静态和动态,间歇和连续,封闭和敞开式等,类型较多;焚烧工艺主要由前处理系统、垃圾焚烧系统、余热利用系统、烟气处理系统组成,其类型的划分主要依焚烧炉炉型不同进行,可分为回转窑、流化床、机械炉排三种,相比之下,机械炉排焚烧炉应用最广,且技术较为成熟;垃圾热分解气化技术是将垃圾在高温下焚烧和熔融溶为一体,得到可燃气体和易燃物,并进行热能的回收,在瑞典、荷兰、韩国等国家得到成功应用;综合处理就是上面所述工艺进行组合应用,如堆肥加卫生填埋、堆肥加焚烧加卫生填埋、焚烧加卫生填埋等,无论采用哪种工艺,卫生填埋都是垃圾最终处置不可缺少的重要方法。
由于城市生活垃圾的多变性、复杂性,并受到经济发展水平、城市历史条件、自然条件及市民传统生活习惯、处理费用等因素的影响,因而在处理上很难有统一的模式。
因此在处理技术方案的选择上,应遵循以国情、省情、区(市)情及县情出发,逐步贯彻城市生活垃圾处理的总目标:“无害化、减量化、资源化”。具体应考虑:1.垃圾处理技术可靠程度;2.地区经济发展水平对投资和处理费用承受能力;3.环境污染的危险性;4资源化价值及某些特殊的制约因素等。
(二)我省垃圾处理工艺的选择。结合我省中小城市垃圾的特点,分别对几种工艺的优缺点进行论述。
焚烧
从垃圾产量性质分析:我省市、县级垃圾普遍存在垃圾产量较小,垃圾成份中厨余物等有机物及煤灰、砂土等无机物含量高,纸张、橡胶等高热值物质少,垃圾含水率较高,热值低,从垃圾成分分析近期内不适宜采用焚烧处理方法。
从经济角度分析:包括余热利用及烟气处理,其单位垃圾投资为50-80万元/t,一次性投资较大;由于燃值低,含水率高,焚烧需外加辅助燃料且热能不易回收等,运行成本较大,约80-160元/t。
从环境角度分析:燃烧炉如炉镗温度不能达到800℃以上,有产生二恶因等有害物质的可能,对环境构成威胁。
基于以上原因,焚烧工艺在我省应用较少,除玉溪市垃圾筛上物进行简易焚烧外,其它地方基本为空白。
堆肥
我省大部分市、县农业特点明显,其垃圾的有机成分较高,约为40%~60%,从技术的角度采用堆肥是可行的。但由于垃圾未实现分类收集,为混装垃圾,垃圾中碎玻璃、碎铁屑、重金属、塑料制品等分拣较为困难,所以又不宜采用二次堆肥或生产复合肥等深加工,否则将会影响产品质量,增加了运行成本又得不到好的产品。
除技术问题外,能否采用堆肥的另一个关键因素是堆肥市场,应充分调查当地是否有使用垃圾肥的习惯和传统、是否有畅通的垃圾肥消纳市场、是否有大量的荒山荒坡及经济林木地等。我省开远、个旧、楚雄等地垃圾肥有一定的消纳市场,但玉溪、丽江、大理等地垃圾肥却没有市场,这与当地社会经济情况相关。
从环境保护角度分析:一次性简易堆肥对有机物的腐熟及有害病菌的杀灭并不彻底,属于一种过渡性技术,也不宜大力倡导,一次腐肥用于食用经济果林应慎重。
从投资的角度分析,如果采用简易一次堆肥加卫生填埋,由于部分垃圾实现了无害化、减量化和资源化,其投资与完全卫生填埋相差不大,比焚烧投资小;运行成本比焚烧小而比卫生填埋略高,但由于肥料出售能产生一定经济效益,这可以弥补运行成本略高的不足。
卫生填埋
相比之下,卫生填埋一次性投资居中,运行费用相对较小,是目前中小城市垃圾处理常采用的方法,其缺点是垃圾没有得到减量化和资源化处理,仅进行了无害化处理,垃圾处理中产生渗沥液等污染物,对选址要求较高。
三方案主要指标见表1。
表1垃圾处理工艺主要指标对比分析表(按50t/d处理规模估算)
综合上述分析,建议垃圾处理工艺近期以卫生填埋为主。随着垃圾产量、性质的变化,社会经济水平的提高及垃圾处理技术的不断进步,待条件成熟时,在适当的地区逐步采用深度堆肥处理或焚烧处理工艺(或其它更为先进的工艺),真正实现垃圾处理的“无害化、减量化、资源化”。
三、卫生填埋场场址选择
《城市生活垃圾卫生填埋技术规范》CJJ17-2001中指出:“选择一个好的场址,填埋场就己经成功了一半”,可见垃圾填埋场场址地选择是何等重要,这是它区别于其它项目的一个重要特点。场址选择得好,不但可以最大限度的避免造成地下水、周围环境等二次污染的可能,还可以减少工程量及投资。因此,在运作垃圾处理项目中,前期投入更多人力物力进行场址的选择是完全必要的。
(一)场址选择遵循的一般原则。场址选择一般应遵循以下几点:1.场地设置应符合城市总体规划和城市环卫设施规划要求,并应征得规划部门的同意。2.对周围环境不应产生污染或对周围环境污染不超过国家有关法律法令和现行标准允许的范围。3.应与当地的大气环境、水环境、自然保护区及生态平衡要求相一致。不会引起当地居民的不满,不会造成不良的社会影响。4.处于城市的下风向、城市地表水下游,并有一定的保护距离;距人畜居栖点500m以外,并远离水源地:避开地下水补给区、不利工程地质区等。5.应充分利用天然地形,选择人口密度低,土地利用价值低,且征地费用少,施工方便的场址,场址库容年限宜10年以上等。6交通、供水、供电等方便。7.场址选择具体应考虑以下几方面因素:运输距离、场址限制条件、可用土地面积及容积、出入场地道路、地形地貌及土壤条件、气候条件、地表水水文、工程地质和水文地质条件、当地环境条件、地方公众意见等。
(二)场址选择中应注意的事项。除应遵循场址选择的一般原则外,结合实际工作中出现的问题,特补充几点如下:
一是强化场址初选工作。现在存在一种普遍现象,可行性研究阶段确定的场址到了初步设计甚至施工图设计时发生变化,给项目的正常开展带来了困难。这种现象的出现,主要与不够重视场址初选有关。在可行性研究阶段,场址选择往往由当地建设或环保部门选定,由可行性研究单位现场认可后就开始进行可行性研究工作,由于业主单位及可行性研究单位现场工作时间有限及专业所限,场址的选择并不一定是最佳的,尤其是在工程地质及水文地质情况不清楚的情况下,贸然确定的场址是不科学的。因此,建议在场址选择时,首先由当地相关部门确定几个备选场址,然后由设计部门、工程地质及水文地质勘察部门、水利、规划、环保、土地等部门,共同进行现场踏勘,并进行相关专业资料的分析:如工程地质及水文地质部门,应在现场踏勘的基础上,通过区域工程地质及水文地质相关图件及资料进行分析,初步判断有无不利的工程地质及水文地质情况,如判定场地内有无溶洞、滑坡、断裂带等,地下水的径流、补给、排泄情况等;设计部门应初步估算库容量使用年限等。在此基础上,最后通过一次集中讨论初步确定场址。当然,场址的最终确定还应在工程初勘和详勘资料的基础上确定。
二是重视库区工程量的最小化。垃圾填埋场库区大多为山谷型,其形状从平面上看有一沟型或多沟型,一沟型有的呈圆状、有的呈椭圆状或其它不规则形状。多沟型以两沟型为主,有的呈蝴蝶状或梅花状等;从剖面上看,有“V”、“U”、“弧(锅底)”形几种,一般情况下,应首选“弧(锅底)”或“U”,在工程量相当的情况下,其库容相对较大,而且便于导液导气工程的实施。填埋场的一项主要投资在防渗工程,我省很大一部分地区石灰岩地貌发育,一般情况均需人工膜水平防渗,为尽可能减少铺膜工程量,应注意选择库区相对平整,有一定厚度粘土层的沟谷。
三是便于分期实施。场址选择应充分考虑有分期实施的条件,做到一次规划分期实施。一般情况下,每期使用年限在10年左右,最少不低于8年,但也不宜超过15年,年限太长易造成防渗系统老化。分期一般根据库区形状而定,两沟型可以依沟来分期,一沟型如果呈细长型可分段进行分期,锅底型可依不同标高进行分期。
四是有助于渗沥液的处理。渗沥液的处理是卫生填埋场的重要工程之一,其处理措施主要有三种:在填埋场建设渗沥液处理系统、输送至城市污水处理厂进行处理、利用填埋场回喷蒸发再循环处理等。由于渗沥液水量、水质波动大且有机物及NH3-N浓度高、成分复杂、含有毒有害物质等特殊因素的制约,处理成本较高,操作管理复杂,现场建污水处理站往往不现实。但在条件允许的情况下,可以考虑利用土地处理,如氧化塘、湿地等;回喷蒸发法一般要求当地蒸发量应远大于降雨量,且年均降雨量应小于800mm(毫米),同时,应充分考虑渗沥液调节池有足够的容积;将渗沥液送至城市污水处理厂处理是较好的办法,但距离城市污水处理厂不宜太远。
根据以上分析,场址选择时,应考虑距城市污水处理厂相对较近,或在库区尾部(下游)有足够的容积建渗沥液调节池,或有土地处理的条件等。
结语
结合我省各州(市)、县的社会经济实际及垃圾的产量、性质等特点,建议垃圾处理工艺近期以卫生填埋为主,在有堆肥消纳市场的地区可以辅以简易堆肥。但应看到,卫生填埋主要实现了垃圾处理的无害化,没有减量化和资源化。因此,随着垃圾产量、性质的变化,社会经济水平的提高及垃圾处理技术的不断进步,待条件成熟时,也应积极采用深度堆肥处理、焚烧处理、气化处理等工艺,真正实现垃圾处理的“无害化、减量化和资源化”。
卫生填埋场场址选择是项目成败的关键,应重视和强化此项工作。场址选择除应遵循一般原则外,还应综合考虑整个工程实施的需要,注意工程量的最小化,注意与防渗、工程分期、渗沥液处理等工程措施相衔接,以选择一个以较小的工程投入获取较好的工程效益和环境效益的场址。