淺析清潔生產在城市生活垃圾處理中應用

沈學崴

（遼寧省大連市環境監測中心 遼寧大連 116023）

隨著我國經濟的快速發展，人民生活水平不斷提高，城市生活垃圾的產生量越來越大，城市生活垃圾對環境產生危害的問題越來越突出。經過多年的探索和實踐，目前在我國乃至全世界范圍內得到廣泛應用的垃圾處理方式主要有填埋、焚燒、堆肥三種。從技術工藝角度分析，各技術所追求的目標都是將垃圾減容、減量、資源化、能源化和無害化，但又各有利弊，技術難易程度差異較大[1-2]。

1 城市生活垃圾處理技術

1.1 衛生填埋法是指對滲濾液和填埋氣體實施嚴格控制的填埋方法。由于其適用范圍廣，運行管理成本低等優點，得到了廣泛應用。但它存在選址難度大的缺點，對于用地緊張的城市已很難找到合適的地點填埋垃圾[3]。垃圾填埋過程中產生的滲濾液成分復雜，處理難度大，處理成本高，對環境的影響尤其突出，如何實現達標處理垃圾滲濾液及延長填埋場的使用年限，已成為垃圾填埋場需要重點解決的難題。

1.2 早在1920年英國農學家就提出了“印多爾法”的堆肥技術。經過近百年的發展，高溫堆肥技術已經日趨成熟。該技術可以使垃圾中的有機成分轉化為可供施用的肥料，同時消除其環境污染，殺滅垃圾中的病菌，具有無害化和資源化特征，但是，由于該技術存在技術要求高、產品接受度低等原因難以得到推廣。

1.3 高溫焚燒近幾十年得到了快速的發展，特別是現在大、中城市垃圾成分中低熱值成分不斷減少，其熱值基本都能滿足焚燒工藝的條件，利用垃圾焚燒熱能發電的技術也非常成熟，同時，可做到爐渣制磚，經濟效益較為明顯。但隨著人們環保意識的增強，焚燒法的群眾接受度卻不斷降低，選址難度增大，且其投資大，對設備的要求高，運行管理要求嚴格，運行成本居高不下。

2 三種垃圾處理方法的清潔生產程度比較

城市垃圾處理必須依靠科學技術進步和資金投入，同時也要考慮本地區的實際情況，要堅持一切從實際出發，因地制宜。通過對三種處理工藝的環境指標和資源消耗指標的比較分析，尋求垃圾處理的最佳技術[4-5]。

2.1 環境指標

環境指標主要指產污系數，是清潔生產評價的主要指標，它直接反映出該工藝對環境的影響程度。以處理垃圾量300t/d計，衛生填埋法產生的廢水（指降雨量大的地區）較多，滲濾液產生量主要受地區年降雨量和垃圾填埋場面積大小二者的影響最大。焚燒及堆肥法產生的垃圾滲濾液主要受垃圾含水率及垃圾成分的影響。而焚燒過程向大氣環境排放的污染物較多，且復雜，尤其是二惡英可能對大氣環境造成更大的危害。

2.2 資源消耗的指標

資源消耗的指標包括能源消耗和水資源消耗。從清潔生產角度評價，資源消耗指標高低也能間接地反映出生產過程是否對環境造成影響及影響的程度大小，因為同等條件下資源消耗量越高對環境的影響也就越大，三種處理方法資源消耗指標分析結果見表1。

表1 資源消耗指標預測

從生活垃圾三種處理方法的資源消耗指標可以看出，衛生填埋水耗最少，堆肥法水耗稍高，焚燒法水耗最多。

3 清潔生產評價結果

通過對生活垃圾三種不同處理工藝分析及各類評價指標預測，依據清潔生產指標總體評價分值要求，分別對三種工藝技術進行綜合評價，其結果見表2。

表2 三種工藝技術綜合評價結果表

上述清潔生產評價結果表明：三種處理工藝均存在一定差異，雖然處理的基本原材料均為垃圾，但生產過程中所產生的污染物及控制程度水平相差較大，特別是在生活垃圾資源化、無害化、減量化方面有著不同的效益，對環境的危害也有所不同。

3.1 衛生填埋工藝的清潔生產評價得分為70.3分，屬于傳統先進工藝。早期的垃圾填埋處理僅僅是簡單的填埋，管理粗獷，垃圾滲濾液和填埋氣體都對環境產生了比較嚴重的影響。而衛生填埋，就是對滲濾液和填埋氣體進行控制的填埋方式。衛生填埋方式具有技術成熟，管理簡單，處理量大，投資和運行費用低等特點，是當今世界各國主要的垃圾處理方式。但填埋混合垃圾有以下缺點：1、資源化水平很低。生活垃圾中大量的可以實現資源回收的部分被一并填埋，即使考慮填埋氣的回收利用，混合垃圾填埋的資源化水平仍很低。2、我國混合垃圾含水率和有機物含量都很高，即使不考慮降水的影響，其滲濾液產生量仍較大，而垃圾滲濾液的處理成本高，間接造成填埋場運行成本的增加。3、在場址選擇上日益困難，由于填埋法處理的垃圾穩定周期較長，填埋場地重復利用的可能性低，而隨著人們環保意識的增強，新建填埋場的選址難度不斷增大。4、垃圾中含有的有毒有害物質不斷增多，對環境造成污染的可能性也大大增加，垃圾填埋場的運行管理越來越嚴格，運行成本不斷上升。

3.2 垃圾堆肥技術清潔生產評分可達83.2分，屬于先進技術。但我國的堆肥廠主要處理混合生活垃圾，由于處理成本高，而產品的銷路卻不好，因此其在我國的發展前景并不好。其局限性主要表現在：1、由于我國目前還沒有開展普遍的生活垃圾分類收集，因此入廠垃圾中含有大量不可降解組分，這些成分必須分揀出來，另行處理，才能提高堆肥效率，但是分揀工藝復雜，費用很高，無法得到廣泛應用。2、即使采用了分揀工藝，但仍然無法將垃圾中

的許多有毒、有害組分完全剔除，如農田長期大量使用堆肥，可能會造成潛在污染，3、有機肥與化肥相比，堆肥產品的肥效低、見效慢，產品接受度低，推廣難度大，限制了堆肥技術的進一步發展。3.3焚燒工藝技術清潔生產評價得分73.2分，屬于比較先進的方法，是垃圾無害化、減量化、資源化最徹底、最直接的一種方式，其最大優勢是能將生活垃圾資源化，可以利用熱能發電、供熱，經濟效益突出。但垃圾焚燒處理還存在一些限制：1、垃圾焚燒對垃圾熱值有一定的要求，如果熱值過低則必須添加軟軟燃料輔助，增加了運行成本。我國目前除少數經濟發達的城市外，尚不具備垃圾焚燒處理的條件。2、我國混合垃圾中廚余垃圾含量較多，造成垃圾焚燒煙氣中的氯化物含量高，氯化物會腐蝕焚燒爐，增加了煙氣處理的難度和污染控制成本。3、隨著人們對生活環境質量要求較高，針對生活垃圾焚燒過程中向空氣環境排放的污染物，尤其是其中的二惡英，目前仍未能得到廣大群眾的普遍接受，使得這項技術發展遲緩。

4 選擇適合我國發展的垃圾處理模式

我國垃圾處理必須因地制宜，針對垃圾中組分的多樣性，以資源、能源回收為出發點進行綜合利用。綜合利用應包括以下方面的內容。

對于可用物資如廢紙、金屬、玻璃等要進行回收再生利用。要想使城市生活垃圾在數量上得到控制，就必須首先改變人們的一些舊的生活習慣。比如現在提倡的“光盤行動”，旨在倡導人們按需就餐，減少餐桌浪費等。這些都能從源頭上減少垃圾的產生量。

對于低熱值易腐有機物和高熱值不易腐有機物要進行資源化利用。低熱值易腐有機物的資源化利用傳統的方法是采用堆肥，然而由于其產品自身的限制難以等到廣泛的推廣。目前，餐廚垃圾（泔腳）厭氧發酵產氫產甲烷技術日漸成熟，并逐步受到大家的重視，據研究1t餐廚垃圾在水解酸化相可以產出32.80 m3生物氣，其中氫氣濃度均值可達30%。在甲烷發酵過程中可以產出99.54 m3沼氣，其中甲烷濃度可達67.50%。如果該技術進一步得到穩定完善，就能夠實現餐廚垃圾的沼氣清潔發電。

在實現低熱值易腐有機物單獨收集的基礎上，城市生活垃圾的物理化學性狀將發生較大的改變，垃圾焚燒將變得更容易，其產生大氣污染的風險也會大大降低。同時垃圾焚燒爐渣的材料化應用技術已經成熟，廣泛應用于各種市政建設。

垃圾是人類生產和生活活動的伴生物，只要存在人類的活動就必然存在垃圾地產生。但由于環境容量的有限性，我們要在源頭上實現城市生活垃圾減量化、資源化和無害化，因地制宜，充分應用各種高科技技術，實現垃圾的分類處理和資源化利用，使更多的垃圾作為“二次資源”進入新的產品生產循環，從而減少最終排放到環境中的垃圾，實現垃圾自身的清潔生產。

參考資料

[1]辛曉牧.城市生活垃圾處理的清潔生產分析.氣象與環境學報,2008,24(2):50－53.

[2]劉勇.城市生活垃圾的綜合處理與“清潔生產”.投資與創業,2012,3:150－153.

[3]劉長禮,等.垃圾衛生填埋處置的理論方法和工程技術.北京:地質出版社.1999.

[4]林援朝.城市垃圾管理與處理技術標準規范應用務實全書.光明日報出版社,2002.

[5]屈志云,王敬民,劉濤,等.我國城市生活垃圾處理技術方式的選擇.環境衛生工程，2007，15（3）：21-24.