城市生活垃圾處理方法概述

王旻烜 張佳 何皓 張家仁

摘要：城市生活垃圾的處置一直是環(huán)保問題的關(guān)注點(diǎn)，城市生活垃圾會(huì)對環(huán)境帶來非常大的傷害，而且會(huì)影響到城市居民的生活與健康。針對城市生活垃圾處理方法有：焚燒法、填埋法、堆肥法。我國城市生活垃圾大部分混合收集，廚余垃圾量占比較大。本文概述了三種垃圾處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)也簡述了受到廣泛關(guān)注的垃圾熱解氣化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：城市生活垃圾;垃圾處理;熱解氣化;生物質(zhì)廢物

中圖分類號(hào)：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）02-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.02.028

Abstract：Disposal of municipal solid waste has always been a key issue for environmental protection.Urban solid waste is very harmful to the environment and will affect the life and health of urban residents.For municipal solid waste treatment methods： incineration，landfill，and compost.Most of the domestic garbage in China is collected in a mixed way， and the amount of kitchen waste accounts for a relatively large amount.This article outlines the advantages and disadvantages of the three waste treatment methods，and also briefly describes the widely used waste pyrolysis and gasification technology.

Keywords：Municipal solid waste;Garbage treatment;Pyrolysis and gasification technology;Biomass waste

我國城市生活垃圾隨著持續(xù)不斷的城市發(fā)展和人民生活水平的提升，產(chǎn)生量每年都在遞增，其引起的環(huán)境污染問題越來越嚴(yán)重。城市生活垃圾[1]主要包含居民生活垃圾、商業(yè)垃圾和公共場所、學(xué)校、工廠等在日常中產(chǎn)生的垃圾，以及為城市生活提供服務(wù)的過程中產(chǎn)生的固體廢物。根據(jù)2017年中國統(tǒng)計(jì)年鑒的統(tǒng)計(jì)[2]，2017年全國生活垃圾清運(yùn)量2.15209×108t，無害化處理能力6.8×105t/d，無害化處理量2.10342×108t，其中衛(wèi)生填埋1.20376×108t，焚燒8.4633×107t，其他5.332×106t，衛(wèi)生填埋占比最大，達(dá)到57%左右。生活垃圾無害化處理率為97.7%。城市生活垃圾對環(huán)境的危害非常大，大氣環(huán)境、地下水源、土壤和農(nóng)作物等方面都會(huì)帶來污染，而且會(huì)影響到城市居民的生活與健康，并且有些危害造成后很難消除。為了更好地實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，環(huán)境保護(hù)力度持續(xù)加大，城市生活垃圾處理就越發(fā)迫在眉睫，同時(shí)對于垃圾無害化處理和資源化技術(shù)要求也更高。

1 城市生活垃圾處理方法

在城市生活垃圾處理方面，不同國家針對其城市生活垃圾的特性[3-6]，采用的垃圾處理方法會(huì)與其國情相對應(yīng)。我們國家城市生活垃圾大部分混合收集，廚余垃圾量較多（60%），有機(jī)垃圾含量60%，高熱值垃圾量約30%，熱值普遍較低，同時(shí)我國垃圾的含水率較高為55%～65%。其高含水率、灰分和低燃燒熱值給城市生活垃圾處理帶來一定難度。城市生活垃圾處理方法主要有三個(gè)：焚燒、填埋、堆肥。

1.1 焚燒法

焚燒法是將城市生活垃圾中的可燃成分與空氣中的氧氣進(jìn)行燃燒反應(yīng)，使其變成無機(jī)物，焚燒處理可減容80%～90%[7]。發(fā)達(dá)國家處理城市生活垃圾普遍選取焚燒法，相對來說此方法效果比較好。焚燒法可以將城市生活垃圾減量化、無害化、資源化，使得土地占用率大大降低。垃圾單位處理成本較高，焚燒爐等設(shè)備復(fù)雜，運(yùn)行費(fèi)和建廠費(fèi)用高;焚燒過程中會(huì)產(chǎn)生致癌物二噁英污染物，該物質(zhì)毒性巨高，由于自身結(jié)構(gòu)難以降解。此外垃圾焚燒要求垃圾具有一定的熱值[8]。

1.2 填埋法

根據(jù)中國統(tǒng)計(jì)年鑒可知，我國填埋處理的比例最大（57%左右）。填埋法是厭氧條件下，土里的垃圾經(jīng)過微生物分解，產(chǎn)生CH4和CO2等沒有危害的物質(zhì)，是垃圾的最末端處理。填埋法雖大大節(jié)約了建廠和運(yùn)行的成本，但是填埋法大大占用了土地資源;同時(shí)處理中帶來的滲濾液、沼氣和腐臭會(huì)對周邊水體、土壤、大氣帶來環(huán)境危害，一定程度上會(huì)影響周邊居民正常生活和人身健康。隨著越來越多國家對環(huán)境問題的關(guān)注和重視，歐洲國家已嚴(yán)禁對原始垃圾的直接填埋[9]。

1.3 堆肥法

堆肥法是微生物將垃圾中易腐蝕的有機(jī)質(zhì)分解并轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥。堆肥法的優(yōu)勢在于將生活垃圾無害化、資源化，轉(zhuǎn)化后的有機(jī)肥也可作為土壤改良劑。但針對我國城市生活垃圾處理時(shí)[10]，由于垃圾成分復(fù)雜、分選難度大，導(dǎo)致堆肥效果差和肥料質(zhì)量不高，未分類垃圾中的重金屬成分等還會(huì)產(chǎn)生二次污染等問題。堆肥工藝按需氧程度分為好氧堆肥和厭氧堆肥，好氧堆肥[10]是有氧條件下，垃圾中有機(jī)物經(jīng)好氧細(xì)菌吸收、氧化和分解的過程。其因溫度高和速度較快等優(yōu)勢多被現(xiàn)代化堆肥場所采用。

將發(fā)達(dá)國家生活垃圾特性比較（表1），同時(shí)分析其處理技術(shù)現(xiàn)狀，會(huì)發(fā)現(xiàn)：美國占比最多的是垃圾中有機(jī)物和紙類，在50%以上[5-6]，處理方法中填埋占56%、回收占30%，其他是焚燒法[3]。日本受較小的國土面積和較多的人口數(shù)量所限，大部分垃圾（70%以上）采用了焚燒法，剩下多為填埋、堆肥和回收。中國和發(fā)展中國家（印度、泰國、巴西等），廚余垃圾是生活垃圾中占比最多。經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展下，較多國家如新加坡、瑞士等都主要用焚燒法處理垃圾，此比例已接近或超過其他的方法。

2 垃圾熱解氣化技術(shù)

該技術(shù)是用高溫裂解方式，干燥、熱解、熔融或燃燒城市生活垃圾，生成氣體燃料（CH4、CO、H2等）、液體燃料（如焦油）和固體（生物炭等）的過程[11]。其優(yōu)點(diǎn)非常多，受發(fā)生環(huán)境（絕氧、極低氧）影響，將大大降低SOx、NOx 和HCl 等污染氣體，大幅度降低排放廢氣，尤其是能有效降低二噁英前驅(qū)體的生成量，避免對環(huán)境造成二次污染。有害重金屬熔化后被固定在炭黑中，從而有效防止重金屬類溶出，熔融后的底渣也能轉(zhuǎn)換成有價(jià)值的物料，可作基建的填充材料[12]。該技術(shù)能處理不適于焚燒和填埋的難處理物，同時(shí)可回收利用生物質(zhì)能和各種類型的垃圾（如城市生活垃圾），將其變成多種有用的物質(zhì)，主要是可燃性的氣體、液體和以游離碳為主的殘?jiān)梢灾苯佑米骰ず铣稍虾蛢?yōu)良的輔助燃料[13-14]。這使得熱解氣化生活垃圾獲得燃料油、可燃?xì)獬蔀橐环N新的垃圾資源化方式，該技術(shù)在物質(zhì)回收和防止環(huán)境污染方面遠(yuǎn)優(yōu)于焚燒過程，受到世界各國研究者的廣泛重視。而我國大城市的生活垃圾中廚余和餐飲等有機(jī)廢物比例大，其生物質(zhì)廢物含量高這一特點(diǎn)就很適合利用熱解氣化技術(shù)將其廢物變寶，轉(zhuǎn)變成其他有用的物質(zhì)。近年來，我國環(huán)保企業(yè)也已布局熱解氣化技術(shù)[15]，主要集中在西南地區(qū)，建成了一些中試及示范工程，其中廣西、云南兩省數(shù)量最多。

3 結(jié)束語

城市生活垃圾處理一直是環(huán)境保護(hù)的關(guān)鍵問題，綜上發(fā)現(xiàn)，任何單一處理方法都不能完全科學(xué)有效的處理垃圾，綜合處理方法才是根本之路。其中，熱解氣化技術(shù)是垃圾處理方法中的一個(gè)熱點(diǎn)，但我國熱解氣化多以小型化為主，同時(shí)也缺乏相關(guān)國家政策和標(biāo)準(zhǔn)，與國外的熱解氣化技術(shù)仍有差距。目前國外城市尤其是發(fā)達(dá)國家的生活垃圾處理得相對很好，首先因?yàn)槠淅幚砑夹g(shù)優(yōu)于國內(nèi)，其次國外大都嚴(yán)格遵循垃圾分類規(guī)定。參考國外經(jīng)驗(yàn)，針對我國城市生活垃圾的處理除了優(yōu)化和提升處理方法，也得廣泛宣傳垃圾分類制度，從而使得城市生活垃圾無害化、資源化。

參考文獻(xiàn)

[1]https：//baike.baidu.com/item/城市生活垃圾.

[2]中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局.中國統(tǒng)計(jì)年鑒-2017[M].北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2017.

[3]張瑞久，逄辰生.美國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀與趨勢[J].節(jié)能與環(huán)保，2007（11）：11-13.

[4]賓曉蓓，李倩.國內(nèi)外城市生活垃圾處理現(xiàn)狀與處理技術(shù)[J].北方環(huán)境，2011，23（10）：42-44.

[5]李志.上海市餐廚垃圾管理現(xiàn)狀及對策研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2009.

[6]董越勇，鄒道安，劉銀秀，等.我國城市生活垃圾特點(diǎn)及其處理技術(shù)淺析——以杭州市為例[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，28（6）：1055-1060.

[7]陸明東.國內(nèi)外生活垃圾處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].大眾科技，2013，15（166）：83-85.

[8]張倩，徐海云.生活垃圾焚燒處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].環(huán)境工程，2012（2）：79-81，89.

[9]張賀.垃圾填埋場滲濾液處理技術(shù)研究[D].武漢：華中師范大學(xué)，2014.

[10]劉玉德，楊雅瑜，侯亞茹，等.我國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀及處理方法概述[J].糧油加工，2015（07）：65-67.

[11]安淼.城市生活垃圾熱解處理工藝研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2018（3）：153-155.

[12]楊俊波，李軍，蘇明舟，等.日本垃圾氣化處理技術(shù)研討[J].綠色科技，2016（2）：146-147.

[13]袁浩然，魯濤，熊祖鴻，等.城市生活垃圾熱解氣化技術(shù)研究進(jìn)展[J].化工進(jìn)展，2012（2）：421-427.

[14]張光杰，張嘯宇.城市生活垃圾熱解一氣化一體化處理新工藝[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2014（4）：503-506.

[15]袁國安.生活垃圾熱解氣化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與展望[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2019（4）：66-69.

收稿日期：2019-12-12

作者簡介：王旻烜（1990-），女，漢族，碩士研究生學(xué)歷，工程師，研究方向?yàn)樯锶剂霞靶履茉础?/p>