城市生活垃圾處理常見技術分析

李鋼

城市生活垃圾處理常見技術分析

李鋼

（江蘇環保產業技術研究院股份公司，江蘇 南京 210019）

隨著中國經濟發展、人民生活水平的提高及城市化進程加快，城市生活垃圾的處理問題逐漸凸顯。分析了城市生活垃圾“成分復雜”“產生量有波動”等特點，梳理了目前城市生活垃圾處理所采用的堆肥、填埋焚燒等幾種常見技術的特點、在中國的應用概況。分析了各技術的優缺點，針對目前生活垃圾處理需關注的部分問題，提出了建議。

生活垃圾；處理技術；固體廢物；廢紙

城市生活垃圾是指在城市居民日常生活中或者為城市日常生活提供服務的活動中產生的固體廢物，以及法律、行政法規規定為城市生活垃圾的固體廢物。其成分主要包括廚余廢物、廢紙、廢塑料、廢紡織品、廢金屬、廢玻璃、陶瓷碎片、磚瓦渣土、糞便等。中國已于2004年超過美國，成為全球最大的生活垃圾產生國家，隨著中國經濟發展和人民生活水平的進一步提高，城市化進程進一步加快，城市生活垃圾產生量將越來越大，如果得不到有效的處理和處置，極易引發環境問題。

1 城市生活垃圾的特點

1.1 成分復雜

城市生活垃圾的成分很復雜，其物理組成受到多種因素的影響。在自然環境、氣候條件、城市發展規模、經濟發展水平、居民的食品結構和生活習慣、家用的能源結構等方面的多重影響下，不同地區的城市生活垃圾成分呈現出或大或小的差異。如中國某南部沿海城市的生活垃圾組分為灰土類6.4%、金屬類5%、紙類木竹11%、塑料類14%、紡織類3.6%、廚余類60%[1]；某中部城市生活垃圾組分為灰土類8.08%、金屬類0.09%、紙類木竹19.7%、塑料類25.32%、紡織類10.58%、廚余類18.64%。

受到上述因素影響，城市生活垃圾成分也呈現出一定的規律。一般來說，工業發達國家與不發達國家相比有機物多、無機物少；南方城市與北方城市相比有機物多、無機物少；夏季產生的生活垃圾含水率要高于冬季的生活垃圾；隨著燃氣在民用能源中的普及，生活垃圾中的無機爐灰比例逐漸降低等。

1.2 產生量有波動

城市生活垃圾的產生量從一天之間到一年四季均呈現一定的波動性。以北京市為例，第一季度產生量最多，第二季度開始減少，第三季度出現最低點，第四季度逐漸增加；各城市的生活垃圾收集時間、收集方式、居民的生活習慣對一天之中的生活垃圾產生規律也有一定影響[2]。

2 中國城市生活垃圾處理的主要工藝

2.1 堆肥

堆肥法是利用自然界的微生物新陳代謝作用，在適宜的碳氮比、含水率等條件下，微生物以固體廢物中分子量大、能位高的有機物作為營養源，經過生化反應轉化為分子量小、能位低的簡單物質穩定下來，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，是處理有機垃圾最有效、最適宜的技術手段之一。

堆肥主要分為好氧堆肥和厭氧堆肥。好氧堆肥優點是工藝相對成熟和先進、機械化效率高，有機質可以得到完全降解，無害化效果明顯；缺點是能耗大、費用高。厭氧堆肥優點是工藝簡單，費用較低；缺點是堆肥時間較長，對環境污染較大，降解不充分。

堆肥技術在中國應用較早，最初是傳統的草與人糞漚肥，從20世紀50年代開始應用于城市生活垃圾的處理。最初仍建立在農村傳統堆肥的基礎上，并未形成專用于堆肥的成套機械工藝技術。20世紀七八十年代，國家對垃圾堆肥工藝技術及設備的研發給予了大力支持，國家從20世紀90年代開始推廣堆肥處理生活垃圾。

經過多年發展，堆肥的工藝技術已比較成熟。但由于生活垃圾中含有不可降解成分，增加了分選成本，且堆肥產品與有機肥相比肥效較低，缺乏市場競爭力；生活垃圾產生的連續性和堆肥產品銷售的季節性存在矛盾，也增加了堆肥處理成本。由于上述原因，堆肥在中國應用比例并不高[3]。

2.2 填埋

填埋技術在生活垃圾處理上應用較早，也是應用最廣泛的技術。最初的生活垃圾填埋未考慮廢水及廢氣污染的防治，造成了比較嚴重的環境污染。美國于20世紀30年代提出“衛生填埋”的概念，對垃圾成分、場地選擇及設計、衛生填埋作業及污染物控制標準均有嚴格的規定。

衛生填埋的處理方法具有技術可靠、操作管理簡單、不需要進行后續處置、處理量大、對垃圾成分沒有嚴格要求、投資運營成本較低等優點。

中國生活垃圾填埋設施最初僅為簡易填埋場或垃圾堆放場，僅依靠天然材料阻隔滲濾液，20世紀90年代初建成了第一座衛生填埋場，20世紀90年代末建成了第一個采用HDPE膜工藝防滲的生活垃圾衛生填埋場，21世紀初建成了第一個雙層HDPE膜防滲工藝的衛生填埋場[4]。雖然衛生填埋在中國起步較晚，但隨著防滲技術及填埋場廢水廢氣處理技術的不斷發展，衛生填埋已逐漸成為中國處理城市生活垃圾的主要方式之一。

2.3 焚燒

焚燒法處理城市生活垃圾的歷史可追溯到19世紀中期的英國[5]，至今已有100多年。目前應用的各種型號的焚燒爐已達數百種，應用于城市生活垃圾最具代表性的焚燒表現在以下幾方面。

2.3.1 層燃型焚燒爐

如滾動爐排、水平往復爐排、順推傾斜往復爐排和逆推傾斜往復爐排等焚燒爐。由于爐排能夠對爐內垃圾進行充分攪動，該種焚燒爐對于進入爐膛的垃圾預處理要求較低，垃圾層間攪拌充分均勻，可阻止垃圾表面固化，不影響爐內垃圾內部的傳熱和氣體流動，縮短燃燒時間，保證足夠的燃燒強度[6]；干燥、燃燒和燃燼等一系列過程都在爐排上完成，處理效率高，燃燒穩定，鍋爐蒸發量變動小。

2.3.2 流化床焚燒爐

如沸騰床及循環換流化床焚燒爐。爐膛內的物料實施內部循環，增加垃圾在爐膛中停留時間，傾斜布置的布風板有利于垃圾中不燃物及時排出。

由于經濟水平限制，焚燒法處理城市生活垃圾在中國起步較晚，20世紀80年代中國建成第一座現代化焚燒廠[7]。但生活垃圾焚燒處理方法憑借其技術可靠、操作安全、占地面積較小、焚燒熱能可以再次利用、減量化顯著等優點，已成為國內生活垃圾處理的重要發展方向。

3 目前生活垃圾處理需關注的問題及建議

填埋是中國城市生活垃圾處理的重要方式，該方法有占地面積大，產生的滲濾液若處理或防滲不當，會對土壤及地下水等造成污染等缺點[8]。需要盡快從立法、完善垃圾分類終端處理設施、垃圾分類運輸、分類收集、分類投放等方面盡快推進城市垃圾分類收集、綜合處理，提高垃圾回收利用率，緩解生活垃圾填埋場的庫容壓力；在做好防滲工程的基礎上，保證滲濾液處理投資，提高滲濾液處理水平，降低滲濾液泄漏對土壤和地下水的污染風險。

焚燒所產生的廢氣如果處理不當，將對大氣環境產生污染，對人體健康產生危害。需對焚燒煙氣中的煙塵、氮氧化物、二氧化硫、氯化氫、氟化氫、重金屬、二噁英類等污染物采取有針對性、有效的處理措施，研究開發操作簡單、使用方便、準確可靠的污染監測儀器設備，有效地對垃圾焚燒排放污染物進行監控，保證垃圾焚燒處理設施安全、高效地運行，焚燒煙氣達標排放。

4 結語

隨著中國社會經濟的快速發展和城市化進程的加快，城市生活垃圾的大量增加而引起的環境污染等問題逐漸引起社會各界的關注。近年來，中國的生活垃圾處理和污染防治工作取得了長足的發展，目前主要處理技術為填埋、焚燒和堆肥。

在中國城市生活垃圾處理工藝技術和運營管理水平不斷提高的同時，還需要同步提高生活垃圾分類、回收的能力與水平，減輕生活垃圾填埋設施的處理壓力；采取焚燒的方式處理生活垃圾有助于生活垃圾的減量化，需從“末端處理措施”方面保證焚燒煙氣穩定達標排放，從“監測監控”方面保證垃圾焚燒設施穩定運行，避免對環境和人體健康產生不利影響。

［1］李晶，華珞，王學江.國內外城市生活垃圾處理的分析與比較［J］.首都師范大學學報（自然科學版），2004，25（3）：73-80.

［2］聶永豐，金宜英，劉富強.固體廢物處理工程技術手冊［M］.北京：化學工業出版社，2012：39.

［3］張英民，尚曉博，李開明，等.城市生活垃圾處理技術現狀與管理對策［J］.生態環境學報，2011，20（2）：389-396.

［4］劉景岳，劉晶昊，徐文龍.我國垃圾衛生填埋技術的發展歷程與展望［J］.環境衛生工程，2007，15（4）：58-61.

［5］逢辰生.世界各國城市垃圾管理狀況（一）［J］.節能與環保，2002（12）：44-46.

［6］邢培生.城市生活垃圾的焚燒處理［J］.工業鍋爐，2003（4）：10-14．

［7］蘇萍，王國華，劉聿拯，等.城市生活垃圾焚燒技術發展現狀［J］.能源研究與信息，2002，18（3）：143-149.

［8］毛群英.城市垃圾填埋技術及發展動向［J］.山西建筑，2008，34（6）：353-354.

X799

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.24.058

2095－6835（2019）24－0131－02

李鋼（1985—），男，工程師，碩士，主要研究方向為環境影響評價、環境規劃與管理。

〔編輯：張思楠〕