上海市与国内外城市生活垃圾特性比较研究

　2011年是全国及上海开始实施“十二五”规划的起步年，在2010年世博会举办后，上海市在生活垃圾管理方面开展了新的探索，加大、加快实施生活垃圾减量化、资源化和无害化管理的力度和进程。为有效借鉴国内外城市相关经验，本文就生活垃圾特性和生活垃圾处理技术格局进行了初步的比较和研究。
1.基本理化特性指标
　　根据建设部颁布的《生活垃圾采用和物理分析方法》（CJ/T313-2009），并参考《生活垃圾特性分析指南》（联邦德国环境保护局编；甄金环译），生活垃圾理化特性研究一般从容重、物理成分、化学成分、含水率、可燃分与灰分、热值等6个指标进行分析。
1.1容重
　　容重是指生活垃圾在自然状态下的单位体积重量。容重受存贮方式、成分和压实程度的不同而有所不同，常采用多次称重平均法。一般情况下，随着垃圾主体成分的不同，垃圾容重有所不同，厨余垃圾组分越高则垃圾容重越高，而塑料等包装物组分越高，则垃圾容重越低，反之亦然。
　　垃圾容重测量方法分为容器法和集装箱法两种。
　　在垃圾未实现称重计量的条件下，容重特性对生活垃圾收运和处置结算具有重要意义。
1.2物理成分
　　根据《生活垃圾采用和物理分析方法》（CJ/T313-2009），我国生活垃圾理化特性分析一般按厨余类、纸类、橡塑类、纺织类、木竹类、灰土类、砖瓦陶瓷类、玻璃类、金属类、其他及混合类共11类进行组分分析。
1.3化学组分
　　根据《生活垃圾采用和物理分析方法》（CJ/T313-2009），生活垃圾化学分析项目一般包括有机质、总铬、汞、PH、镉、铅、砷、全氮、全磷、全钾共10个指标。
1.4含水率
　　含水率是指新鲜生活垃圾样品在（105±5）℃的条件下烘干4-8h（直至继续烘干1-2h后重量损失低于百分之一），取出放到干燥器中冷却0.5h后的损失量的百分比。
　　含水率对生活垃圾预处理和处理技术的最终选择，具有明显的影响：含水率越高越不利于热处理、填埋处理，过高也不利于生化处理。
表1垃圾含水量对照表[1]

1.5可燃分与灰分
　　可燃分是指生活垃圾经30min300℃烘干后，进行3小时815±10℃灼烧后，再经降温至300℃时经自然冷却5min后的重量损失量。灰分则是指残留量。
　　可燃分与灰分对生活垃圾热处理技术的选择具有重要的指示意义。
1.6热值
　　热值是指1kg的垃圾完全燃烧后放出的热量。单位为kj/kg。热值用了衡量生活垃圾作为燃料的价值和能力。生活垃圾焚烧技术的选择一般注重其低位热值，低位热值是指生活垃圾完全燃烧后，燃烧产物中的水冷却到20℃时放出的热量。高位热值则是指生活垃圾完全燃烧后，燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝结成0℃的水时所发出的热量。
表2：生活垃圾组成成分热值含量表

　　热值对于研究生活垃圾焚烧处理的适应性具有重要的指导意义。
2.上海市生活垃圾理化特性与国内外城市理化特性比较研究
2.1上海生活垃圾的基本特性
　　根据张益等在《上海市区生活垃圾产生量及成分分析》和刘芳等在《上海城市生活垃圾处置及污染防治对策研究》、《上海生活垃圾产生量、组成特性及处置对策研究》中的数据，整理上海市生活垃圾成分特性见下表。
表3：上海市生活垃圾组分（1991-2007非连续）（单位%）[2-3]

　　另由上表作简单折线图分析如下：

　　综合上述图表，上海生活垃圾中厨余垃圾成分约占垃圾总重量的65%以上，而厨余垃圾含水率基本达70-90%以上[4]，由此得出上海生活垃圾特性总体属于含水率较高、热值较低，组分复杂。并可作如下简单分析：
　　■上海生活垃圾中厨余垃圾在2000年之前基本厨余稳步下降的趋势，而在2000年却出现骤然增长现象，随后又出现下降趋势，结合上海生活垃圾管理内容变化分析，主要原因在于，上海自2000年开始了餐饮业厨余垃圾的专项整治，由于部分餐饮业厨余垃圾混入生活垃圾导致了该现象的发生。但总体趋势上，上海市生活垃圾的含水率将随着时间变化、厨余垃圾不断减少而降低。

　　■除厨余垃圾外，对上海生活垃圾理化特性影响较大的成分则是塑料和纸类的含量，且这两类垃圾从趋势上来看，随着时间发展，呈逐年增长的趋势，占垃圾总量比例由1990年的7.99%增长到2007年的21.45%。且自1995年后，塑料和纸类两类垃圾重量之和一直在20%左右，基本处于稳定阶段。由于这两类垃圾的热值较高，因此，这两类成分对生活垃圾的热值影响较大。
　　■其余垃圾成分除废玻璃外，由于占垃圾总体比例较低，无明显显性变化。结合职能部门相关管理内容变化来看，主要自1996年开始，1998年全面开展了废玻璃专项收集活动，因此在废玻璃在生活垃圾中的含量在1998年达到顶峰后，又稳步趋于下降趋势。
2.2上海市与国内外生活垃圾特性比较
2.2.1成分比较
表4：上海与国内外有关城市生活垃圾成分特性表（单位：%）

2.2.2热值与含水率比较
　　由上海与国内外有关城市生活垃圾成分表，并对照垃圾成分相关热值和含水率表（见表1、表2）。并根据垃圾物理组成推算垃圾的低位热值[11]，可得出下述结论：
　　■上海生活垃圾成分与国内北京、杭州等经济发达城市相比，厨余垃圾成分差异不是很大，其余纸类、金属类、塑料类也无明显差异，由此得出上海生活垃圾成分在含水率、热值特性等方面与国内其他城市无明显大的差异，因此在垃圾处理、管理技术方面可与国内这些城市互相借鉴，互相交流。
　　■上海市生活垃圾与国外发达城市相比，厨余垃圾成分明显偏高，约2倍；同时垃圾中纸类含量明显偏低，仅为欧洲、美国等地的一半；另除美国外，上海生活垃圾中塑料含量明显高于欧洲、新加坡、澳大利亚等有关城市。从上述成分分析，可以得出上海市生活垃圾相对于欧美发达国家以及新加坡等国先进城市，上海市生活垃圾含水率明显偏高，同时热值明显偏低。因此在参考国外发达城市生活垃圾先进处理技术方式的同时，必须考虑上海生活垃圾本身特性的特殊性。
3.结论
　　综合近二十年来上海市生活垃圾成分的变化，并与国内外相关城市生活垃圾成分特性进行比较，总体看来上海市生活垃圾中厨余垃圾在不断减少，含水率不断降低；纸类和塑料比例不断上升，但目前处于基本稳定的态势，生活垃圾热值较二十年前明显上升；但与国外发达城市相比，上海生活垃圾热值明显低于国外发达城市与地区，厨余垃圾和含水率明显高于国外发达国家先进城市。
参考文献
1刘跃勇，任福民，汝宜红，许兆义，北京市生活垃圾成分及理化特性分析。北京交通大学学报，2008（8），Vol.26。
2张益，杨承休上海市区生活垃圾产生量及成分分析，环境卫生工程，2000.9。
3刘芳，奚旦立，陈季华，沈佳璐，上海生活垃圾产生量、组成特性及处置对策研究，环境卫生工程，2005.2。
4餐厨垃圾生物法制高浓度氢气的研究南京工业大学硕士学位论文，2006年，杨占春。
5 Teaching and Training Modules for Higher Educaition in the Waste Management Sector. E-book; Korner, R. Stegmann, etc. Published by the TUHH, Hamburg University of Technology, Institute of Waste Resource management, Germany。
6吴文伟，北京市生活垃圾特性对减量化和稳定焚烧的影响分析，城市管理与科技，2009（5）24-25。
7何晟，苏州市生活垃圾特性分析及处理对策，环境卫生工程，2008（6），Vol，16，62-64。
8倪娜，洪国才。杭州市城市生活垃圾物理化学特性及处置对策。环境卫生工程，2005（5），Vol.13。
9刘芳，陈季华，奚旦立，沈佳璐，上海生活垃圾产生量、组成特性及处置对策研究.环境卫生工程，2005（2）Vol.13。
10 Characterization of Municipal Solid Waste Composition into Model Inputs, J.LAMBORN, Faculty of Engineering and Industrial Sciences, Swinburne University of Technology, Australia；Third International Workshop “Hydro-Physico-Mechanics of Landfills” Braunschweig, Germany; 10-13 March, 2009。
11张乃斌.垃圾焚化厂系统工程规划与设计.台湾，新雅出版社。