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城市垃圾是指特定条件下丢弃、无用、不要的物质,包括家庭、机关、学校、商场、市场、餐厅和食堂等产生的厨余、灰渣和废弃物,以及街道和公共场所保结所产生的废弃物。垃圾是不要的物质,越少越好,所以要实现垃圾减量化;垃圾减量化包括源头垃圾减量和丢弃垃圾减量两重含义。这些丢弃的垃圾含有易腐乱发臭物质和一些病菌等,因此,需要稳定化和无害化处理。但垃圾只是在“特定条件下”无用的物质,条件改变了,其中的一些物质就有使用价值了,垃圾中的纸屑、废金属等可以回收做为原材料,垃圾的热能可用于生产蒸汽发电等;城市政府应当“创造条件,变废为宝,”对垃圾进行资源化处理。垃圾生产和处理都具有外部不经济性,如何实现垃圾生产和处理的良性循环,使外部不经济性内部化,即实现垃圾处理产业化,这是需要城市政府急迫解决的问题。
城市垃圾处理的目标就是实现垃圾减量化、稳定化、无害化、资源化和产业化。受社会、经济和文化发展的历史与水平限制,每个城市在实现这些目标过程中都会遇到这样或那样的困难,尤其需要树立科技环卫观念。在科技环卫观念指导下,克服困难,科学规划,科学管理和监督,加快垃圾处理步伐,提高垃圾处理质量,改善城市生态环境,促进可持续发展。
1.充分认识源头垃圾减量的重要性
1.1源头垃圾减量及其意义
源头垃圾减量是指,在源头上,垃圾生产者通过减少资源消耗和采取分类、回收甚至发酵处理部分易腐物质之类的源头初处理方法尽量减少垃圾产量。源头垃圾减量是积极主动的垃圾处理方法。垃圾生产者通过约束自己的行为习惯、节俭和提高活动效率,在不降低生活或为生活提供保障服务的活动的指标前提下,可以减少垃圾产量;这种直接从源头上减少垃圾产量的行为,无论从资源保护和利用还是从环境保护角度来衡量,都是最受欢迎的。垃圾生产者自己在源头对垃圾进行初处理,回收部分有用的物质,自行处理易变质腐乱物质,将待丢弃的垃圾量降至最少,是源头垃圾减量的另一条途径。
源头垃圾减量和初处理对垃圾后续处理将产生积极的影响。伴随垃圾产量减少,垃圾收集、转运、中处理和终处理费用都将相应降低,对设施处理能力的要求也随之降低,相应的建设费用也减少。经过源头初处理后的垃圾的组成和质量将发生变化,这对后续处理的预处理工艺也将产生有利影响,如去除易变质物质后的垃圾的稳定化处理所需要添加的生石灰用量将减少,去除厨余后的垃圾的焚烧因水分降低和热值增大而更容易操作,去除塑料后的垃圾的焚烧烟气的二恶英净化费用将减小。
1.2源头垃圾减量的措施[1,2,3]
由此可见,源头垃圾减量,无论是从节约资源、降低垃圾处理费用,还是从环境保护等方面来衡量,都是有益的,符合建设集约型和节约型和谐社会的要求,应该大力提倡。如何实现源头垃圾减量呢?提高全民的环保意识,将垃圾生产的外部不经济性内部化是必由之路;宣传教育、强化经济手段和高效管理是三个有效手段。城市政府制定面向产品的环境政策,从自身做起,有效利用各种手段,逐步提高全民的环保意识,逐步改变市民的生活习惯,实现源头垃圾减量。
有人类活动就会产生垃圾,产生了垃圾就要丢弃,丢弃的垃圾与己无关,即使这些垃圾污染了环境甚至明显损害了别人健康,丢弃垃圾似乎也没有什么错误,这就是关于垃圾的传统认识,也是垃圾处理的外部不经济性的具体反应。垃圾处理是一种公益事业,当由城市政府承担起这一任务,与垃圾生产者关系不大,而且,垃圾生产者不仅认为垃圾无用就当丢弃,更没有认识到从自身做起减少垃圾产量的重要性,时至今日,仍有相当一部分居民这样认为。再者,出于建设和谐社会的需要,同时本着循环渐进的原则,政府职能部门往往会通过“仁慈教育”来提高当事人的环境意识,而较少对当事人进行必要的依法处罚。垃圾生产主体的习惯和垃圾管理主体的“仁慈教育”两方面的结合,客观上助长了不当消费,忽视了源头垃圾减量的重要性,致使垃圾产量剧增。这就要求,一方面政府部门要加大对民众的宣传教育力度,另一方面,政府部门也要加强城市垃圾主管单位宣传教育部门的自身建设,准确把握好法律法规的执行尺度,宣传主题鲜明,宣传形式多样,动之以情,晓之以理,做好政治思想工作,逐步让民众认识到垃圾处理工作与自己休戚相关。 谈到宣传教育,无论是对宣传教育者还是对被宣传教育者,都必须把“政治思想”提升到“社会技术”高度,才能真正把垃圾处理的外部不经济性内部化。提到技术,人们想到的可能是“科学技术”,其实,垃圾管理技术不仅包括科学技术,可能现阶段更需要、更关键的技术是所谓的“社会技术”。社会技术就是构成社会的“个体”对“他人”跨界反应的响应方式、方法与途径的总称,研究对象是“反应”与“响应”。反应和响应的常见表现手段有竞争、合作、顺从、关心、漠视,支配等,有效应用这些手段协调反应与相应就是社会技术。垃圾管理者必须对垃圾管理的五个环节,即源头初处理、收集、转运、中处理和终处理中各个环节的反应与响应对象进行仔细分析,找出他们的行为方式,制定合理的行为规范,并将一些根本性的规范上升到法律法规高度,只有这样,才能提高垃圾生产者的环保意识和政府的调控力,最终实现垃圾处理市场化和产业化,从而将垃圾处理的外部不经济性内部化。
在经济社会,宣传教育固然重要,但也需要同时采用有效的经济手段,从经济上对无视法律法规者予以惩罚,只有这样才能在短期内收到明显的效果。国外实践表明,采用垃圾处理计量收费制,可使垃圾产量大幅度降低,而资源回收量大幅度增加,比如韩国实施垃圾袋收费两年来,生活垃圾量减少了37%以上,同时资源回收量增长了40%。计量收费制的收费金额与生活垃圾的排出量有直接的关系,有利于提高垃圾生产者源头垃圾减量和资源回收的积极性。
与垃圾处理定额收费比较,计量收费制比较复杂,执行难度也较大。为了准确执行计量收费制度,要求政府部门精心制定收费方法,同时,还要求政府部门建立一套完善的监督监控系统。国外现行的计量收费制的具体做法很多,如按容积收费,按重量收费,按垃圾袋收费,使用生活垃圾处理券(不干胶标签)等等,这些都是可以借鉴的。美国西雅图市政府规定:每户每月运4桶生活垃圾,缴纳13.25美元,每增加一桶生活垃圾,加收9美元。日本的很多城市采用指定垃圾袋方式,即使用统一规格的垃圾收集袋,如滋贺县的守山市对可燃垃圾采用指定垃圾袋收费方式,并采用记名方法,每年每户家庭允许以低价位购买110个指定垃圾袋,每个大袋为20日元,小袋为17日元,购买数量超过110个时,每个垃圾袋的价格为150日元。韩国广泛采用计量制收费方式,并配备政府指定的垃圾袋,垃圾袋种类为7种:5升、10升、20升、30升、50升、70升、100升,一般家庭采用透明垃圾袋,袋子上除标示容量、制造地点外,还有“若未使用政府规定垃圾袋,罚款100韩元”的警语。此外,实行计量收费制后所达到的源头垃圾减量化效果越好,收费就越少,收费额呈现动态变化,这种收入的变动性会给政府的预决算带来一定困难,这就要求政府决策具有一定的预见性和灵活性。
综上所述,宣传教育和经济手段是提高民众环保意识、实现源头垃圾减量的两个重要手段,但要使这两个手段发挥实际效能,离不开政府部门的高效管理。
⒉ 优化城市垃圾处理方式的组合
2.1可供选择的成熟的垃圾处理方法及其要求
城市垃圾成分复杂,包括市场废弃物、膳前膳后废弃食物、纸屑纸板、木材和木制品、废弃电器、树枝树叶、塑料制品、橡胶、皮革、玻璃制品、金属制品和泥土渣石等。未发达地区的生活废弃物可能还包括动物尸体、粪便、工程拆除物、营建肥料、污水处理残余物,甚至还有少量特殊废料。如果本着“物尽所用”原则,应将垃圾进行分选,再对不同的垃圾分别选用不同的方法进行处理,但这样做势必增大建设投资和处理费用,目前还做不到这样。然而,对垃圾先进行粗分选,然后处理,还是可行的,尤其对于大都市具有重要意义,这就提出了垃圾处理方式组合的优化问题。
可供选择的成熟的商业化垃圾处理技术目前有炉排炉全量焚烧(混烧)、衍生燃料、特种酶制燃料酒精、厌氧消化、好氧发酵和热解液化制生物油等技术,随着科技的不断发展,可供选择的垃圾处理技术将不断增多。废弃物处理的一次转换技术可归入两大类,即热转换(处理)技术和生物转换技术。热转换分为直接焚烧、热解和气化;直接焚烧又分为全量焚烧(混烧)和衍生燃料(RDF)焚烧;热解按热解主要产物的集聚态可分为热解气化、热解液化和热解炭化;生物转换技术包括好氧发酵(堆肥)、厌氧消化制取沼气(又称沼气田处理)、特种酶发酵制取燃料酒精,以及厌氧发酵与好氧发酵联合处理。热解、气化和特种酶发酵处理垃圾技术近些年来得到较大发展,有些技术已经发展到了商业化的程度,是可再生能源发展领域中的前沿技术。直接焚烧、好氧发酵、厌氧消化和特种酶发酵制取燃料酒精技术目前都比较成熟,达到了商业化应用程度。值得重视的是,由于油价飞涨,美、德等发达国家启动了垃圾热解液化制取生物油计划,即所谓“绿色垃圾”计划。
这些成熟技术对原料(垃圾)组成和性质有一定的要求。炉排炉全量焚烧要求入炉垃圾的热值不低于5000kJ/kg,此外,希望垃圾中含氯塑料尽可能少。衍生燃料技术要求制成的衍生燃料的热值不低于14600kJ/kg,为此需要去除大部分不可燃物质,并需要对垃圾进行干燥、破碎和稳定化处理。生物转换(特种酶制燃料酒精、厌氧消化、好氧发酵)和热解液化制油技术要求原料以有机质为主,但两种转换技术对原料垃圾的要求也存在侧重点,生物转换希望可降解有机质占有机质50%以上,而热解制油希望垃圾的挥发分越高越好。
2.2城市垃圾处理方法组合的现状与问题
这就提出了两个问题,一是在不同城市选用哪些垃圾处理技术,二是在同一城市所选用的多种处理技术之间如何联合如何协调地处理垃圾。
目前,国内城市垃圾处理技术比较单一。多数城市的垃圾仍以填埋处置为主,经济发达城市在逐步加大垃圾焚烧发电处理的比例,同时,也在筹建或规划垃圾综合处理厂,但所谓综合处理也是焚烧与填埋方式或再加上堆肥方式的组合,垃圾处理方式显得单一。对于经济比较落后的城市或填埋场地多的中小城市,可能在相当长时间内,垃圾处理还会以填埋为主;对于经济较发达的城市,应该选用多种垃圾处理技术,逐步从单一的填埋或以填埋为主过度到以焚烧等资源化处理方式为主的综合处理,使垃圾处理资源化和产业化。从我国目前垃圾处理技术的现状来看,除填埋、焚烧作为首选以解决眼下垃圾出路问题外,还应鼓励推广应用特种酶制燃料酒精、厌氧消化和热解液化制生物油三种技术。
至于多种处理技术之间的联合与协调,即使在采用了焚烧、填埋或综合处理技术的城市,目前重视程度仍然较低,而基础研究工作则没有引起重视。比如,压缩站或中转站在垃圾稳定化处理时掺混的生石灰对后续处理有何影响,垃圾焚烧后的炉渣能否做为填埋场的覆盖土,填埋场垃圾厌氧发酵的沼气能否做为焚烧炉的辅助燃料,或沼气发电后的高温烟气(约500℃)能否用于干燥垃圾,垃圾渗滤液厌氧处理的废气能否做为焚烧炉辅助燃料或稀释后做为助燃空气,填埋场或焚烧厂的渗滤液能否做为厌氧发酵所需要的水力或作为生产液态衍生燃料的溶剂,生物转换风力分选的排气能否做为焚烧炉的助燃空气,等等这些问题不仅需要从技术角度,还需要结合当地实际情况如原料输送通道等情况进行深入研究;只有得到这些问题的明确答案后,才能设计出合理的多种技术之间的联合工作系统。
两种或多种处理技术联合既具有理论研究价值,又具有很好的经济效益和社会效益,美国开发的厌氧/好氧发酵联合处理技术就是一个很好的实例[4]。垃圾厌氧/好氧发酵联合处理,顾名思义,就是先将有机废弃物厌氧消化处理,制取生物气(沼气),然后再将高水分残留物好氧发酵,制取高固分腐殖质。这些腐殖质的热值在14000~15000kJ/kg(HHV),可做为锅炉的固体燃料使用;该联合处理技术具有三个显著优点:制取生物气和固体燃料、不需要脱水和污水处理设施、有机质充分稳定并无害化;厌氧发酵消化液的含固量控制在20%—30%,温度控制在54℃—56℃,消化时间约20—30天;第二阶段好氧发酵阶段大约需要3—5天,视腐殖质用途而定,腐殖质的含固量可达到35%—65%;厌氧/好氧发酵联合处理工艺投资少,运行费用低,实现了污水零排放,并将大气有害物排放控制在较低水平,不仅系统自身维持能量平衡,还可输出大量能量,受到美欧极大关注。
综上所述,城市政府应结合城市垃圾的特点,选择适宜的垃圾处理技术,应鼓励采用并优化协调两种或多种垃圾处理技术,鼓励采用多种处理技术之间的联合工作系统。
⒊ 完善垃圾处理管理机制
3.1建立健全垃圾管理的三级化管理体制[1]
作为加强城市政府垃圾主管部门自身建设的重要内容,完善垃圾管理机制对于完善垃圾处理系统是及其关键的,它是保证处理设施科学建设和高效运行的保障。
首先,需要认真理顺管理体制,实行三级化管理,逐步将垃圾处理市场化和企业化,引入竞争机制,实行政企分开和政事分开。城市建设或环境卫生行政主管部门(下称一级主管部门)行使行政管理功能,制定垃圾处理规划和建设计划,策划宣传教育活动,管理垃圾处理收费,指导和监督下属企业做好垃圾处理工作,直接对城市政府负责,是第一级管理部门。一级主管部门将原来下属的专业队伍(事业单位)公司化或新组建公司(下称主管公司),主管公司直接负责垃圾处理的管理,包括处理设施的建设、运营管理工作,该公司从第一级主管部门接受垃圾处理费,对第一级主管部门负责。第三级管理就是由主管公司以公开招标形式择优选择的有资质的企业的管理(这些企业下称一线企业),这些一线企业承担垃圾处理设施的建设和垃圾处理任务,对主管公司负责。采用三级管理机制,有利于建立市场准入制度,形成特许经营、承包经营、租赁经营等多种垃圾处理方式并存的竞争形势,并加速主管公司和一线企业转变观念,精简机构、独立核算和自负盈亏的改革步伐,确实保证垃圾处理质量,降低建设和运营成本,不断提高管理水平。3.2垃圾管理需要完善的主要任务
就目前我国垃圾处理现状而言,需要加强两方面工作。一是建立城市乃至全国性统一规范的环卫招投标交易市场,完善招投标办法及各项规章制度,进一步规范市场管理和服务。有序开放垃圾处理市场,规范招投标行为,按照统一的作业条件、质量标准、作业定额、评标方法等,实行对业主方、承包方、中介方等市场主体的监管,保证招投标过程公开、公平、公正和合理。二是培育市场主体,形成有效竞争格局。培育市场竞争主体,是环卫行业市场化运作的基础,适度引进民营企业,加速垃圾处理产业化步伐。
从垃圾管理角度来看,要理清工作顺序和主次。必须树立源头减量的优先观,垃圾处理应从源头抓起,加强宣传教育和经济手段力度,实现源头垃圾减量,并逐步由垃圾收集企业负责收集社区、小区、居民住宅等源头生产的垃圾,避免多头管理,多头收费。重视城市总体规划和建设计划,制定垃圾处理设施专项规划和建设计划,力图处理设施布局、规模和处理技术合理化。根据国家或有关部门颁发的产业政策、技术政策、建设标准和环境标准,按市场化和产业化运作方式建设和管理区域性处理设施,逐步关闭过渡性的简易处理设施,不断提高垃圾处理水平。一级主管部门应加强对主管公司的监督管理,实行市、区两级法制化共同监管,组建长效监管的专职监管员队伍,保证长治久洁。主管公司应对一级主管部门负责,加强对垃圾处理的监督管理。建立健全垃圾处理信息化监管中心,利用GPS信息监管监控系统等先进手段实现即时定位监管,确保作业时间和质量及时到位。对达不到处理标准和服务质量的,主管公司应责令其改正,此外,主管公司应对现有存在污染隐患的垃圾处理厂(场)提出改造方案,限期整改。垃圾处理厂(场)应接受环保专业部门的监督,垃圾处理务必达到环保标准要求,并避免二次污染。
⒋ 做大做强垃圾处理事业[5]
依托政府专项投资,引入社会资金,加快垃圾处理设施建设与改造,并不失时机地延伸产业,将产业空间拓展到垃圾处理、资源回收、燃料(衍生燃料、生物油、沼气)供应、发电、供热供冷、堆肥等范围,同时,将处理对象由城市垃圾扩增到所有废弃物的处理,形成政府投入、垃圾收费、有偿服务的资金保障机制,积极研发废弃物处理技术和设备,健全管理制度,形成产业核心竞争力,将产业做大做强,保障垃圾处理良性循环。
垃圾处理是一个复杂的系统工程问题,虽经几代人上百年努力取得了显著进展,但目前仍然没有一个放之四海皆准的通用方法,只有树立科学发展观,坚持走减量化、稳定化、无害化、资源化、产业化和法制化道路,因地制宜,大胆创新,长抓不懈,长治久洁,才能有效做好垃圾处理事业,保障人与环境和谐共存。
5 参考文献
1.朱锦.新加坡垃圾收费对上海的启示[J].环境卫生工程,2006,14(5):19—21
2.陈科,梁进社.北京市生活垃圾定价及计量收费研究[J].资源科学,2002,5:93—96
3.熊孟清,林进略.应用经济手段解决城市垃圾处理处置的问题[J].环境卫生工程,2007,15(2)
4. [美]george Tchobanoglous 等编:固体废物的全过程管理——工程原理及管理问题,清华大学出版社,2000年3月版
5. 连玉君,王家蒙.城市垃圾处理产业化探析[J]。当代财经,2003,12:83—85
第一作者简介
熊孟清,1964年生,热能工程博士,高级工程师,长期从事环境保护工作,在废气净化和固体废弃物处理处置等方面积累了丰富经验,曾参加广州市李坑生活垃圾焚烧发电厂建设。