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自20世纪80年代以来，随着我国国民经济飞速发展，城市化进程不断加快，居民生活水平不断提高，致使城市生活垃圾数量大幅度增加[1]。2004年我国共产生1.55亿t生活垃圾，占世界垃圾总量的32%。统计资料表明，我国城市生活垃圾储存量已经达到60亿t，而且仍然在以每年10%左右的速度持续增长[2]。如何实现城市垃圾的无害化、减量化和资源化，已成为我国必须解决的重大问题。当前我国城市垃圾问题突出表现在两个方面：一是清运不出，大量垃圾堆放在城市郊区，全国城市垃圾处理量不足清运量的5%；二是无害化处理率不高[3]。
我国目前城市生活垃圾的处理率只有58.2%，无害化处理率更是仅为35.7%，远低于世界许多国家的水平[4]。大量未经无害化处理的垃圾弃于城市郊区，造成大气、土壤和地下水被污染，对城镇居民的健康构成严重威胁。
1城市垃圾处理的主要方法
1.1卫生填埋
所谓卫生填埋就是对城市生活垃圾采取防渗漏、铺平、压实、覆盖等措施以及对所产生的气体、渗滤液、蝇虫等进行治理的一种垃圾处理方法。早期的垃圾填埋处理由于未控制其对环境的污染，造成了严重的后果，直到20世纪30年代，在美国的加利福尼亚才首次提出“卫生填埋”的概念[5]。
自从垃圾卫生填埋处置方式问世以来，由于其具有技术可靠，工艺简单，管理方便；投资省，运行费用低；适用范围广，对垃圾成分无严格要求；可作最终处置等一系列优点，在许多发达国家特别是发展中国家得到了较为广泛的应用。
卫生填埋技术的发展动向是：1.逐步提倡经回收利用、堆肥和焚烧等方法处理后的生活垃圾残余物进填埋场进行最终处理；2.将更加注重填埋后土地恢复利用与生态工程技术的研究，使垃圾填埋技术的应用范围更宽。
1.2垃圾焚烧
焚烧技术是使垃圾中可燃成分与空气中的氧进行燃烧反应并将其变为无机残渣的技术。垃圾焚烧技术由于具有除毒彻底，减容效果好，能回收能源以及占地面积小等特点，在国外得到了广泛的应用。垃圾焚烧发电已成为国外发达国家处理城市垃圾，回收资源的一种主要方式。
垃圾焚烧技术发展的动向是：1.垃圾焚烧厂尾气净化技术，特别是对二恶英等污染物的消除越来越受到重视；2.垃圾焚烧余热综合利用技术将进一步完善；3.为满足日益严格的环保要求，焚烧技术向着烟气净化、残渣与废水处理以及废热回收等设备整体化方向发展。
1.3垃圾堆肥技术
所谓的堆肥处理，就是将垃圾、人畜粪尿、作物秸秆，杂草树叶等混合堆起来，在微生物的作用下，使其中有机物腐熟，成为一种含氧丰富的腐殖质，将其中的有机可腐物质转化为土壤可接受的有机营养物，基本实现垃圾的无害化，资源化，变废为宝，具有良好的前景。
EATAD堆肥技术是加拿大IBR公司通过多年实践，在德国ATAD技术的基础上，针对有机废弃物处理的一项新技术。EATAD技术的核心是使在发酵过程中的菌种在高温富氧环境下迅速繁殖并将有机废弃物完全降解，从而生成活性强、肥性好并具土壤改良功能的生物有机肥。其核心工艺是在将城市垃圾分类拣选处理之后将其中的有机垃圾通过水力粉碎机制成含固率为8%的匀浆，并经Y罐调整pH值之后由两级发酵罐配合多套曝气装置在高温下加氧发酵，通过细菌的新陈代谢作用进行降解并生成有机肥[6]。
EATAD技术可有效地去除各种不可生物降解的杂质，并经过85℃高温发酵，杀死各种致病细菌和寄生卵，为有机废弃物的处置提供了一条变“废”为“宝”的有效路径，同时也为农业生产提供了质量可靠的终端产品——生物有机肥，这种肥料能显著增加农作物产量并减少植物感染疾病，同时它将极大地减少对于农用化肥及农药的依赖。利用EATAD技术能有效地处理各种有机废弃物，如餐厨垃圾，禽畜粪便，还包括菜市场、饮食业、食品及饮料加工厂垃圾、废纸、粪便、下水道污泥、污水处理厂污泥等。由哈尔滨工业大学教授吕炳南[7]带领的科研小组首次提出以城市居民粪便和生活垃圾为主、以粉煤灰为辅的三者混合堆肥方法。由生活垃圾提供结构强度、孔隙率和有机质，粪便提供氮磷和有机质，粉煤灰提供微量元素，攻克了利用城市垃圾生产优质有机肥的难关。
该项目堆肥工艺采用负压抽吸通风方式代替传统的正压鼓风通风方式，堆体中层温度高，发酵效果更好，整体温度分布均匀，易于恶臭气体的收集和处理。课题组通过近两年的小试和中试试验，对堆肥过程中温度变化、供氧状况、水分控制、有机质变化等参数的变化进行了研究，得出混合堆肥的最佳配合比，所堆制的产品成分优于国家规定垃圾农用标准[7]。
1.4厌氧消化技术
厌氧消化技术在国外应用已相当广泛，厌氧消化技术应用在垃圾堆肥处理上主要有以下几种工艺形式：该工艺过程是：在35℃的条件下，以消化过程中产生的沼气为动力，将固形物浓度为15%的有机垃圾在消化罐中发酵15～20d，腐熟物料在70℃的条件下消毒30min，达到堆肥农用的目的。该工艺的特点是：发酵过程在一个罐内完成，其搅拌动力为发酵过程中产生的沼气。有机物质经发酵后，最后得到卫生的肥料。
(2)湿式连续多级厌氧消化工艺[8]
该工艺以德国的TBW公司为代表，该公司于1996年在德国雷根斯堡建立了1座年处理能力达13000t垃圾处理厂。该工艺过程是：发酵在两个罐内进行，第一个罐内的发酵温度为35℃，停留时间为14d；第二个罐内发酵温度为55℃，停留时间14d。该工艺的特点是：厌氧消化分两阶段进行，一段属于中温消化，一段属于高温消化。经过消化，60%～70%的有机物质转化为生物质。工艺流程如图2所示。
图2湿式连续多级厌氧消化工艺流程图
(3)干式连续单级厌氧消化工艺[8]
工艺过程是：在进料浓度为15%～40%和50～58℃的情况下，在消化罐内停留20d左右的时间完成消化；消化后的物料在好氧条件下再消化2周即成为农用堆肥。该工艺的特点是：厌氧消化在高浓度(TS 5%)的条件下进行，属于干式发酵，同时厌氧发酵的物料还需进行好氧发酵才能成为堆肥。经过两级高温发酵后基本可以杀灭对人体有害的病菌等微生物，产物可作为燃料或作为土壤的改良剂，也可进一步作有机复混肥。该工艺过程中不产生有机垃圾直接进行好氧堆肥时产生的不易控制的恶臭。工艺流程如图3所示。
图3干式连续厌氧消化工艺流程图
2国外城市垃圾处理概况
国外城市垃圾处理起步较早，经过多年的实践和比较之后，各国均有稳定的处理办法。目前国外广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等。这些处理方法机械化程度较高，技术成熟。表1为几种主要的处理方法所占的比例。
表1国外城市垃圾处理概况[9](单位：%)
从国外多种处理方式的情况看，有以下趋势[10]：1.工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张，焚烧处理比例逐渐增多；2.填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有较大比例；3.堆肥处理也逐渐成为一种资源的利用方式；4.圾焚烧是目前世界发达国家广泛采用的城市垃圾处理技术，大型焚烧场还配备有热能回收与利用装置。各国的垃圾处理均本着无害化、减量化、资源化的原则，一些新的处理方法，如热解法、填海、堆山造景等技术，正不断取得进展。
3国内城市垃圾处理的现状
目前我国城市垃圾中约70%采用填埋方式进行处置[10]。尽管垃圾卫生填埋处置方式已在我国城市垃圾处理中占据重要地位，但在目前大量业已建成运行的垃圾卫生填埋场中，仍存在以下无法回避的问题：一是占用大量土地。每年全国填埋场需新占用土地约1000～1200hm2，填埋场运营期间还需外借大量土壤作为覆盖层，在填埋场周边取土不仅费用较高，还对周围景观和生态环境造成不良影响。封场后维护监管期长，费用高，限制了填埋场的再用；二是渗滤液处理难且费用高。由于填埋场渗滤液污染物种类繁多，污染强度很大，为渗滤液处理达标排放带来了困难；三是资源化不足。由于传统填埋场产气速率低，周期长，从一定程度上影响了回收利用甲烷气体的经济效益和填埋场业主的积极性；四是卫生填埋场地选择困难。远离城市的填埋场将增加运输费用[11]。另外，随着垃圾填埋技术标准的提高，卫生填埋法的处理成本也会越来越高。我国城市生活垃圾焚烧技术的应用开始于20世纪80年代末。1987年我国第一座工业化垃圾焚烧发电厂建于深圳市，日处理生活垃圾300t，为2台150t•d-1焚烧炉，发电机装机容量3000kW，其技术和设备引自日本三菱重工。近年来，我国垃圾焚烧技术得到快速发展，目前已有50座生活垃圾焚烧厂投入运行，近百个垃圾焚烧项目正在规划建设之中[12]。
垃圾焚烧发电在垃圾减量化和热能利用方面有一定优势，但是，在发展过程中还有一些值得思考的问题。一是投资和运行成本高；二是依赖于较高的上网电价；三是焚烧产生的飞灰未作妥善处置。按照环保要求，飞灰由于含有超量有毒有害物质，特别是垃圾焚烧产生的二恶英污染问题依然是社会各界关注的焦点[13]。此外，垃圾焚烧处理还应该注意以下问题：
一是垃圾焚烧炉及系统工艺一定要全面考虑城市生活垃圾的具体特点，即低热值、高水分。不要盲目的引进外国的技术。二是由于国内大多数设计单位和施工单位缺乏经验，建设过程缺乏各个环节的技术保障。三是片面追求低造价，甚至采用不成熟的技术或使用质量较低的部件。最后造成整体运行稳定性、可靠性差、维护成本高、环境效益差等问题。
垃圾堆肥处理技术的产生和发展在我国具有悠久的历史，并对我国农业的发展做出了巨大的贡献。早期主要在农村利用人畜粪便和农业废弃物生产农家肥，逐步发展到处理城市垃圾。初期的垃圾堆肥处理技术是将垃圾露天堆积，表面用土壤覆盖，在厌氧或自然通风条件下进行发酵，得到的产品简单筛分后用于农肥。这种堆肥方法尽管设施简陋，投资小、操作简便、可以有效地消纳垃圾，颇受环卫部门欢迎。但由于技术上是采用简易的厌氧沤制工艺，存在发酵周期长，产品腐熟度差等缺点，同时在产品质量上缺乏定量的监测，因此，在以往相当长的历史进程中，我国缺乏现代化意义上的堆肥处理技术[14]。
随着生活水平的提高和生活方式的多样化，城市垃圾的成分日趋复杂，要得到理想的堆肥产品，除了需要传统的发酵过程外，必须设置复杂的分选、破碎过程，从而大大增加了堆肥处理费用。同时，由于城市垃圾中大量杂质和有毒有害化学成分的混入，使得堆肥产品作为肥料或土壤改良剂的价值大大降低，不妥当的处理还可能带来对土壤的污染和农作物的危害。
我国城市垃圾堆肥处理技术存在的问题主要集中在以下3个方面：
(1)堆肥原料的分类收集与分选问题。由于我国尚未实施城市垃圾的分类收集，垃圾中杂质含量较高，除玻璃、金属、纸张等外，还包括多种有毒有害化学物质，直接影响堆肥产品质量。
(2)堆肥处理设备技术水平低，特别是机械化操作方面存在技术问题较多，难以保证堆肥设施的长期、连续、稳定运行，从而影响堆肥效率。
(3)堆肥产品受市场制约较大，产品的经济服务半径较小，销售存在困难。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售；利用粗堆肥产品制造的复混肥，其销售也面临化肥和复合肥的竞争，提高垃圾堆肥的肥效成为垃圾堆肥研究的重点之一，另外一个重要原因是缺少政府的政策支持。
堆肥技术的发展动向是：1.有机复合肥成套生产技术与设备将进一步完善，生活垃圾堆肥厂中生产有机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高；2.采用机械化动态发酵工艺和利用有效菌种快速分解的新型堆肥技术逐步推广应用；3.由于具有良好的减量化和资源化效果，生活垃圾堆肥技术将重新得到重视，生活垃圾堆肥处理的比例也将逐步增加，但进一步开拓堆肥产品市场仍有许多工作要做。
4小结
(1)随着我国经济的发展，城市垃圾产生量越来越大，已对生态环境和人民生活构成严重威胁，对城市垃圾进行无害化、减量化和资源化处理已刻不容缓。
(2)垃圾填埋因其无法克服的后遗症，应逐渐减少其在处理城市垃圾中的比例。
(3)垃圾焚烧因其巨大投资，在我国经济不太发达的中小城市的垃圾处理中，不是一种首选的方法。但在一些经济发达城市，因焚烧处理具有的其它处理方法无法比拟的优点，焚烧法会成为一种主要的处理城市垃圾的手段。
(4)垃圾堆肥还田，顺应了自然界的生态平衡；从经济角度看，堆肥生产工程就是将生活垃圾化废为宝的过程，堆肥产品支持了农业和林业生产。
按照解决城市垃圾的工程要符合的三个原则：
杜绝造成二次污染；保护大片土地；实现垃圾处理的减量化、资源化和无害化。堆肥法无疑是一种最有效的处置城市垃圾的方法。
参考文献：略
