国内外城市生活垃圾处理概况及发展趋势

国内外城市生活垃圾处理概况及发展趋势刘克鑫(中国科学院成都生物研究所 四川成都 610041)收稿日期:2000-01-03一、概述垃圾为人类活动所遗弃的废物,凡有人存在的地方便会有垃圾,凡地球上有的东西垃圾中都有。

垃圾是所有废物的总和,垃圾是全世界的一大公害,也是 放错地方的资源 。

垃圾最集中的地方是城市,作为人类文明发展的产物!!!城市,自它诞生之日起便有垃圾的产生和堆集。

我国考古发现,在秦始皇统一中国后,一些城镇已有了专门的垃圾堆放场所。

这说明城市垃圾在古代就已引起人们的重视。

根据联合国人口统计资料预测:20世纪末世界人口将有70~80%聚集到城市。

我国城市人口1982年统计约占20 6%,1985年全国有324个城市,1988年上升到431个,总人口达到2 6亿,约占总人口的21 2%。

1997年底我国已有666座城市,城市化水平已达到29 1%。

由于城市化发展致使人口密集,交通紊乱,垃圾成灾。

发达国家垃圾增长率为3 2~4 5%,发展中国家垃圾增长率为2~3%,全球年产垃圾80~100亿吨。

发达国家人均年产垃圾3吨,发展中国家人均年产垃圾1吨。

如此大量的垃圾产量严重地坡坏了生态环境,使许多国家深受其害。

因此,城市垃圾引起各国的重视,许多国家研究对策,制定种种措施;采用物理和化学方法以及生物方法加以处理,使其变害为利,稳定的物质再回到生态循环中去。

从70年代末到80年代初,发达国家已把城市垃圾治理纳入城市规化,治理城市垃圾已成为城市建设决策的重要组成部分。

在我国,随着经济的持续高速增长,人民生活水平迅速提高,城市化进程也在不断加快。

垃圾已成为我国城市环境卫生面临的紧迫问题。

目前我国城市人均每年垃圾的产生量达到440公斤,1997年全国668座城市共清运垃圾10981万吨,而且每年以8~10%的速度增长。

垃圾的历年堆存量达60多亿吨。

全国有200多座城市陷入垃圾的包围之中。

预计到2000年,我国城市生活垃圾年产生量将达到1 5亿吨。

城市生活垃圾已经成为城市环境的主要污染源之一,引起了公众的广泛关注,特别是引起了党和国家领导的高度重视,这就给解决这个问题提供了新的机遇。

国务院李岚清副总理曾指出,目前垃圾处理问题已成为城乡环保的严重问题,要求要加强研究适合我国国情的先进、适用、经济、简便的垃圾处理技术和方法。

在1998年国家1000亿元债券和1000亿元贷款计划中,城市生活垃圾处理项目占21 81亿元,充分表明了中央政府对生活垃圾处理的重视和解决问题的决心。

二、垃圾处理技术垃圾处理技术很多,最常用的为填埋、焚烧和堆肥。

此外还有厌氧消化、热解气化、高温高压液化、蚯蚓处理等等。

这些技术基本上都是从其他方面引伸过来的,而且随着垃圾特性不同和垃圾组分的不断变化而得到不断发展。

同时也从单纯的处理垃圾发展到处理与资源回收利用相结合,使垃圾处理技术逐渐得到完善。

即由原来简单的堆弃、填坑、任意往江河湖海倾倒、露天焚烧或简易垃圾焚烧炉焚烧,发展到了用先进的环境卫生工程科学技术处理垃圾。

例如建立垃圾焚烧工厂、垃圾卫生填埋场、机械化高速堆肥厂、垃圾热解与水解处理厂等。

城市垃圾采用工业方法处理是一次重大变革,它使垃圾向深度处理,向无害化、资源化处理迈进了一大步。

经过多年的实践、试验和比较之后,国外形成的垃圾处理方法基本上是填埋、焚烧和堆肥三种,其中以前两种应用最广泛。

虽然还有其它一些处理方法,但是,往往因为工艺太复杂无法推广应用。

(一)垃圾焚烧处理与垃圾制能工业发达国家的城市垃圾采用焚烧技术处理呈∀30∀上升趋势。

世界上垃圾焚烧制能居领先地位的是日本和西欧一些国家,北欧几个国家也在迅速发展。

垃圾焚烧制能所以发展如此迅速,主要是垃圾中的可燃物,尤其是纸和塑料大量增加,垃圾发热量明显提高。

如日本的垃圾已由60年代每公斤垃圾发热3344~4180千焦耳,提高到了6270~7100千焦耳。

日本城市垃圾若以日产10万吨、以每公斤垃圾产热6270千焦耳计算,则每日可产热6270亿千焦耳,相当于10万桶重油。

有人估计,美国若将城市垃圾变成能,可满足全国需能量的3~5%,农业废弃物变成能,可满足全国需能量的6%,污泥变成能,可满足全国需能量0 5%,这三者可使美国减少石油进口10%。

联邦德国全年需能量的4~5%靠焚烧垃圾获得,可节约该国2 5%的石油和煤。

荷兰阿姆斯特丹市垃圾焚烧发出的电为该市耗电的6%。

因此,在当今地球上资源日益减少的情况下,如果垃圾仍然采用填埋法处理,无疑是对资源的极大浪费,而垃圾焚烧制能则是社会发展的需要。

目前垃圾焚烧制能除了发达国家积极扶植和发展外,有些发展中国家的城市或地区也建立了或正在筹建垃圾焚烧工厂。

城市垃圾焚烧的发展促进了焚烧技术提高。

现在大都采用流化床焚化炉,内壁用水墙式结构。

新型垃圾焚烧炉具有焚烧稳定、物料燃烧彻底和良好的热回收性能。

垃圾焚烧和其它处理方法一样,并非是十全十美的,也有它的缺点。

建设一座焚烧厂要花费很多投资,如日本建设13座垃圾焚烧厂共用931亿日元。

在垃圾焚烧过程中要排放大量烟气,特别是二恶英,对大气有污染。

另外,垃圾焚烧厂的设备锈蚀较严重,维修困难。

为了克服这些缺点各国都在研制新型垃圾焚烧炉。

1998年,日本研制的垃圾 气化熔融炉投入使用,其燃烧温度可高达1300#;,不仅提高了发电效率,而且使余热利用率显著增加。

1998年中科院广州能源研究所开发出了日焚烧生活垃圾15吨的气化焚烧炉,已正常运转一年。

现又开发出了日焚烧生活垃圾50吨的气化焚烧炉,采用低温热解气化,高温燃烧,燃烧温度在900#以上,高温区可达1300#,烟气在炉内滞留时间可达三秒。

低温气化可大大减少炉排的腐蚀,高温燃烧可防止二恶英的生成。

这种气化焚烧炉将使我国垃圾焚烧技术达到国际先进水平。

(二)垃圾卫生填埋技术垃圾的填埋量逐年下降,势头在减弱。

填埋有可能发展成为其它处理工艺的辅助方法,成为一切不能再利用物质的最终消纳场。

当今采用的垃圾卫生填埋法是从垃圾露天堆弃和垃圾填坑发展而来的,它采用了先进的填埋工程技术,是卫生处理垃圾的一大进步。

垃圾填埋处理分填坑、填海和造山三种。

最初,由于城市的垃圾数量不大,人们习惯地将垃圾堆弃或填埋在城市四周的空旷地或低洼地。

日复一日,年复一年,城市向周围扩大,原来的垃圾场也都盖起了工厂或住宅。

要想在城近郊区找到垃圾填埋场地是很困难的,而且,原来那种无人管理的垃圾场造成污水四溢并渗入地下,大量散发臭气,使环境受到极大污染。

这种情况迫使各城市不得不对垃圾作妥善处理。

垃圾卫生填埋是人们长期研究实践的结果。

所谓卫生填埋,就是对垃圾处理场按照环境卫生工程技术进行施工,不使掩埋的垃圾对地下水、地表水、土地、空气及周围环境造成污染。

国外对于垃圾填埋场填完后的使用问题十分重视,一般在计划之初就做出了安排。

填埋完的垃圾场有的用于植树,有的辟为绿地,有的建成公园、运动场及游乐场等。

日本还利用垃圾填海建造飞机场,如东京和大阪的国际机场。

从国外多年的实践经验看,垃圾填埋场可以大批地处理城市垃圾,是各种废弃物的最终处理场所,也是现今各种废弃物处理工艺不可放弃的基础。

但是,从国外城市垃圾处理工艺的发展状况看,城市垃圾采用填埋处理的趋势下降,数量在减少。

城市垃圾的卫生填埋在我国的推广面很大,从北方的鞍山、北京到广东的中山市,从华东的杭州天子岭到西部的成都,总共已有十多个规范的卫生填埋场,对垃圾填埋场已有设计、建设和管理能力。

但对填埋场渗漏液的处理工艺和技术水平还有待提高,许多填埋场的渗漏液并未达标排放,照样污染水域和周围环境。

填埋场的沼气利用还只有杭州天子岭填埋场已经用于发电。

填埋场的臭气处理尚束手无策。

(三)垃圾高温堆肥技术堆肥是我国农村长期使用的一种沤肥方法,已有悠久的历史。

这一方法在20世纪初才传到西方。

堆肥是固体废物中的有机物经过生物化学的降解作用,使之成为腐殖质状,用作土壤改良剂或肥料。

堆肥一般分为好气堆肥与厌气堆肥两种。

厌气堆肥是处理废弃物的一种传统方法,多采用人工堆制。

其优点是:处理工艺简单,成品中能较多地保存氮。

缺点是:堆肥周期太长,占地多,臭味大,有些物质不易腐烂,某些病菌不易杀死。

好气堆肥又称高温堆肥,可以利用现代技术和机械处理垃圾。

堆肥物质在好气条件下堆制后,物料分解较彻底,臭味小,病菌可全部杀死,堆肥周期也短。

目前国外城市垃圾堆肥几乎都采用此种方法。

∀31∀堆肥在发展中国家比较受欢迎。

其原因是:1 这些国家的垃圾中少量可利用的物质如纸、金属、塑料等大都被人拣走,剩余的垃圾中有机成份和菜蔬等较多。

这些东西既不能焚烧,政府又无力建造大型垃圾填埋场进行处理,而用以堆制肥料较为适宜。

2 这些国家的土地较为贫瘠,施用堆肥可以增加土壤中的有机成份,有利于增加农业产量。

据有的国家讲,在距离城市25公里范围以内,堆肥有销售市场,大多数农民买得起。

3 这些国家的政府大力支持利用城市垃圾堆肥,对于收支逆差政府都有补贴。

我国在80年代建成了十多个高温堆肥场,为我国垃圾处理起了带头羊的作用。

但当时的堆肥肥料粗糙,用量大,一般每亩需施3~4吨,而且施用时间不宜超过三年,否则引起土壤渣化,因而这种堆肥没有长久的生命力。

近年来在原有基础上取得了新的进展,制定了静态垃圾高温堆肥的技术标准和卫生标准,开展了机械化堆肥的示范工程研究,研制并生产了破袋机、破碎机、分选机和翻堆机等专用设备。

静态堆肥技术有新发展,动态堆肥技术有创新。

大连、桂林等市引进的动态堆肥技术已与国际上常用的技术接轨。

宜宾垃圾处理场静态堆肥技术已在原有堆肥技术的基础上有较大的突破和创新。

所生产的堆肥有机质含量高,无机物少,细度在40目以下,与化肥混合可提高化肥利用率20!30%,每亩只需施用50!70kg,可作到增产增收,深受农民欢迎。

(四)生活垃圾综合处理与资源回收利用国外在垃圾的综合处理与资源回收利用方面起步很早。

如焚烧与填埋相结合,堆肥与填埋相结合,堆肥与焚烧、填埋相结合等,在国外都早有先例。

在资源回收方面国外早已有各种各样的垃圾分选和回收技术、设备,将金属、玻璃、塑料、纸板等回收利用,将有机垃圾生产肥料、气体燃料、液体燃料和化学物质,利用填埋气进行发电,用焚烧热能发电和产生热能。

我们现在采用的堆肥、焚烧与填埋三结合处理, 80年代日本已经工程化,在国际上已经不是新技术。

但由于日本等发达国家的垃圾中含易腐有机物不多,而含纸张、塑料、金属、玻璃等较多,故一般偏向焚烧和卫生填埋。

而我国垃圾的情况则相反,从1991年至1996年我国近百个城市生活垃圾成分统计表明,五年间塑料、废纸、织物和竹木平均含量增加超过40%。

在城市垃圾中,有机垃圾占60~ 70%、塑料占8~9%、玻璃占3~5%、纸张占2~ 3%、其它(包括废金属制品等)占13~27%。