生活垃圾综合分选与焚烧、填埋的分析比较

生活垃处理工艺比较分析

由于固体废物本身往往是污染的“源头”，故需对其产生-收集运输-综合利用-处理-贮存-处置，实行全过程管理，在每一个环节都将其当做污染源进行严格控制。在以资源化、无害化、减量化作为控制固体废物污染的技术政策下，目前，城市生活垃圾处理工艺主要有卫生填埋、综合分选+生化降解与利用、焚烧及综合利用等几种方式。

一、综合分选+生化降解与利用

城市生活垃圾的综合利用关系到我国经济的可持续发展。生活垃圾综合分选+生化降解与利用可有效进行精确分类，生活垃圾综合分选系统可将生活垃圾中的塑料、纸张、金属等可回收利用的物料进行回收再利用，生活垃圾中橡胶、皮革、布类等无机可燃物制成RDF去热解气化产生能源，无机物惰性物料制成新型免烧砖或新型环保建材，分选后有机质进行好氧堆肥制成有机肥，从而达到无害化和资源化的目的。采用的综合利用工艺，实现了城市生活垃圾资源化。

堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成分的生物化学过程。在生物化学反应过程中，有机物、氧气和细菌相互作用，析出二氧化碳、水和热，同时生成腐殖质。根据堆肥原理，可分为厌氧分解与好氧分解两种。厌氧分解需在严格缺氧条件下进行，厌氧微生物分解生长较慢，故不多用。好氧分解过程可同时产生高温，杀灭病虫卵、细菌等，我国主要采用好氧分解法。主要工艺路线有静态高温好氧工艺及动态高温好氧工艺，如下图所示：

好氧堆肥工艺流程图

静态好氧堆肥工艺（仓式），经过综合处理后的物料经传送带由布料机在初级发酵仓内均匀布料。初级发酵仓采用矩形仓体，由仓顶进料。仓的一侧设备装载机进出的密闭门一扇，底部设备供风管道强制通风，以保证好氧发酵进行。顶部设抽风管道将初级发酵仓内气体抽出后经生物滤池处理后达标排放。仓底设集水管道收集垃圾渗沥水，在垃圾含水量偏低时可利用这些渗沥水回喷，初级发酵周期为10—20天，由初级发酵的物料经中间处理后进入次级发酵周期为20天，次级发酵后的物料，经筛分和密度分选后作为产品销售或继续深加工后制成有机无机复混肥。

堆肥处理的优点：1）建设、投资成本适中；2）技术简单；3）有机物分解后可作为肥料再利用。4）通过预处理系统回收利用的物品较多，最大程度上实现了垃圾处理的减量化、资源化和无害化。

缺点在于：1）对垃圾分类要求很高，仅仅依靠堆肥处理仍然不能彻底解决垃圾问题，往往与其他处理方法综合使用。2）有氧分解过程易产生渗漏液和臭味污染。

解决方案：生活过程中产生的渗滤液和臭气可返喷到发酵仓中进行生物降解，当肥料市场不好时，利用发酵仓对综合分选后的生活垃圾进行生物干化处理，提

高垃圾的热值，制成垃圾衍生燃料（RDF）后进行热解气化产生生物质能源。

二、焚烧处理

焚烧处理是将垃圾置于高温炉中，使其中可燃成分充分氧化的过程，产生的热量用于发电和供暖。其实质是碳、氢、硫等元素与氧的化学反应。垃圾焚烧后，释放出热能，同时产生烟气和固体残渣。热能回收，烟气净化，残渣消化，这是焚烧处理必不可少的工艺环节。可燃固体废物的焚烧处理，能同时实现减量化、无害化和资源化，是一条重要的处理、处置途径。

一座大型垃圾焚烧系统主要由以下部分组成：前处理/进料系统、焚烧系统、废气处理系统、废热回收/发电系统、灰渣处理系统。具体工艺如下图所示。

垃圾焚烧工艺流程图

（1）进料系统由计量装置，贮存池，吊车，料斗，给料机等组成。

（2）焚烧系统：焚烧系统为主体工艺部分，由不同类型的焚烧炉组成。城市垃圾焚烧系统分为混焚式和衍生燃料焚烧两大类。

（3）废气处理系统：焚烧尾气中含有多种有害成份，造成二次空气污染1。

主要成份有：

不完全燃烧产物：包括一氧化碳、碳黑、烃、烯、酮、醇、有机酸及聚合物等。

粉尘：如堕性金属盐、金属氧化物、不完全燃烧物质颗粒物。

酸性气体：包括氯化氢、氯气、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NO）。

重金属：包括铅、汞、镉、硌、砷的元素态，氧化物及氯化物。

二恶英PCDDs/PCDFs。

焚烧处理的优点：占地面积小，减容、减量效果好（焚烧后的残渣体积减少90%以上，重量减少80%以上），处理彻底，同时焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化。

焚烧处理的缺点：1）由于垃圾含有某些金属，焚烧气体具有很高的毒性，容易产生二次环境污染；2）建设投资巨大，经济效益不够理想，每处理100吨/日垃圾的建设成本通常在4干万元以上，而在多数情况下，焚烧所产生的电能价值远远低于预期的销售额给当地政府留下巨额亏损；3）运行成本高。焚烧处理要求垃圾的热值大于3.35MJ/kg，否则，必须添加助燃剂，这将使运行费用增高使得一般城市难以承受。

解决方案：增加预处理系统，通过预处理的破碎，筛分、分选、风选、磁选等分级精筛选，工人分选等工序，将不燃烧物及不适燃物与可燃物分开，可燃物可制成垃圾衍生燃料（RDF），提高垃圾热值，增加垃圾的燃烧效率。

三、卫生填埋

填埋处理是大量消纳城市生活垃圾的有效方法，也是所有垃圾处理工艺剩余物的最终处理方法。该方法在国际上得到了最广泛的应用。我国经济欠发达地区以及干旱少雨、土地利用价值低、丘陵山区等地区的生活垃圾处理，多以填埋处理为主。根据工程措施是否齐全、环保标准能否满足来判断，可分为简易填埋场（IV级填埋场）、受控填埋场（III级填埋场）和卫生填埋场（I、II级填埋场）

三个等级。

所谓填埋处理是将垃圾填入已预备好的坑中盖上压实，使其发生生物、物理、化学变化，分解有机物，达到减量化和无害化的目的。

填埋处理工艺主要采取场底防渗、分层压实、每天覆盖土、填埋气导排、渗漏水处理、填埋气体用于发电等措施，进行垃圾的填埋处理。如下图所示：

卫生填埋处理工艺流程图

填埋处理的关键是对渗滤液及填埋气体进行有效控制。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。直到上世纪30年代，在美国的加利福尼亚才首次诞生了“卫生填埋”的概念。伴随经济社会迅速发展，垃圾总量也出现大幅增长，而且往往富含有毒有害物质，这不仅造成环境污染的可能性大大增加，同时也促使垃圾填埋场的操作运行管理越来越严格，技术标准不断提高。

具体而言，卫生填埋首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地下水的污染。一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位3.3m以上，并且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘上、沥青、塑料薄膜等不透水层。其次，填埋场应设置排气口，使厌氧微生物分解过程中释放出的甲烷等气体能及时逸出，避免发生爆炸。回填后的场地，一般在20年内不宜在其上修建房屋，避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏，但可作绿地、农田、牧场等使用。填埋处理用地，尽量选用天然的或人工挖出的洼地，开发资源后的废粘土坑、废采石场、废矿坑等。将垃圾填埋于坑中，有利于恢复地貌，维持生态平

衡，但如果在大面积的洼地、港湾、山谷等回填，则需考虑是否会破坏生态平衡。

相比其他处理方式，填埋处理具有建设和运营成本低、产生的有害物质少及操作简单等优点。其缺点为：

1）浪费土地资源，垃圾填埋需要极大的空间，因为被填埋的垃圾体积不会随着时间而减小。填埋过的土地可以恢复植被，但这块土地的使用受到很大的限制，原因是填埋区会产生气体和填埋体的不稳定性；

2）技术的难点，垃圾填埋后在相当长时间内还产生很多危险因素。因为垃圾的不均一性是使之在填埋后发展不固定。因此技术上很难准确的操作，填埋体内物质的不可及性也给有害物质的确定和处理带来很大的困难；

3）副产品处理成本高，填埋区渗漏液的收集和处理成本非常高，并且需要很多能源。同样很多老填埋区散发的气体也必须收集和处理，这种气体不仅发出强烈的臭味，而且给环境带来负担。对于填埋区附近居民而言，填埋区里的灰尘，气体和噪声(垃圾运输车和推土机的声音)都是很大的问题；

4）后续管理问题，基于以上的问题填埋区必须要有一个长期的后续管理。有些填埋区的后续管理甚至长达500年。

5）无可观的经济效益，因为垃圾卫生填埋只是简单物理过程，不会发生实质性的生物化学反应，只有投入没有产出，故无实质性的产品产出，无产品收益。

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