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城市垃圾处理方法研究

摘 要: 叙述了现有城市垃圾减容、 减量、 资源化、 能源化及无害化处理3种方法, 即填埋、 堆肥和焚烧。讨论了这3种方法各自不足, 提出了综合利用垃圾处理方法, 真正合理地、 经济地利用垃圾资源, 实现垃圾变废为宝, 为社会提供可利用资源。
关键字: 填埋 堆肥 焚烧 城市垃圾
　　伴随经济发展、 城市化进程加紧和人民生活水平提升, 垃圾排放量快速增加。每年新增垃圾100亿t。对垃圾泛滥成灾现实, 世界各国视线已不再仅仅停留在怎样控制和消毁垃圾这一老问题上, 而是采取主动态度和有力方法, 着手科学地处理、 利用垃圾, 将垃圾列为维持经济连续发展“第二资源”, 向垃圾要资源、 要能源、 要效益。
　　现在, 中国历年垃圾堆存量已达60亿t, 占用耕地5亿m2。为660个, 城市中有200个城市陷入垃圾包围之中。以城市人口2.6亿为例, 如每人每年产生440 kg垃圾计算, 年产生垃圾量为1.14亿t。
　　20世纪50年代到60年代中期, 是垃圾污染矛盾激化年代。60年代中期以后, 大致形成了填埋、 焚化、 堆肥等一系列处理方法。如在美国, 垃圾用填埋法处理占85%, 焚化法处理仅占10%。日本国土不大, 填埋法处理只占26.9%, 而焚化法处理占61%。瑞士也是以焚化法为主, 占53%。西欧多个国家以填埋法为主, 并多为有控制填埋法。20世纪70年代以来, 日、 美、 英、 法等国, 因为受资源和能源危机影响, 对废物采取了“资源化”方针, 垃圾、 粪便处理不停向“资源化”方向发展。尤其对于废物, 日本已经有25.3%城市开展了从垃圾中分选回收物品活动, 1976年回收废物达3900万t, 占当年废物排量49.5%。多年来, 有些国家还发展了无机垃圾堆山法, 并在垃圾山表面上种植树木、 花草, 发展街心公园, 起到美化城市作用。
　　1  现有城市垃圾处理方法
　　处理垃圾问题目标是将垃圾减容、 减量、 资源化、 能源化及无害化处理。现在关键有填埋、 堆肥及焚烧处理三种方法。
　　1.1 填埋处理
　　垃圾填埋历史久远, 是普遍采取处理方法。因为该方法简单、 省投资, 能够处理全部种类垃圾, 所以世界各国广泛沿用这一方法。从无控制填埋, 发展到卫生填埋, 包含滤沥循环填埋、 压缩垃圾填埋、 破碎垃圾填埋等。
　　采取填埋处理法, 首先要预防从废物中挤压出液体滤沥及雨水径流对地下水污染。通常规范要求回填地最低处标高要高出地下水位3.3 m以上, 而且回填地下部应有不透水岩石或粘土层。不然需另设粘土、 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甲烷等气体能立刻逸出, 避免发生爆炸。回填后场地, 通常在内不宜在其上修建房屋, 避免因为回填场不均匀下沉造成结构破坏, 但可作绿地、 农田、 牧场等使用。
　　填埋处理用地, 尽可能选择天然或人工挖出洼地, 开发资源后废粘土坑、 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, 但假如在大面积洼地、 港湾、 山谷等回填, 则需考虑是否会破坏生态平衡。
　　1.2 堆肥处理
　　堆肥是中国、 印度等国家处理垃圾、 粪便、 制取农肥最古老技术, 也是当今世界各国都有研究利用一个方法。堆肥是使垃圾、 粪便中有机物, 在微生物作用下, 进行生物化学反应, 最终形成一个类似腐殖质土壤物质, 用作肥料或改良土壤。
　　堆肥处理是利用微生物分解垃圾有机成份生物化学过程。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。
　　堆肥关键, 在于提供一个使微生物活跃生长环境, 以加速其致菌分解过程, 使之达成稳定。堆肥关键受废物中养分、 温度、 湿度、 pH等原因控制。
　　依据堆肥原理, 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, 能够杀灭病虫卵、 细菌等, 中国关键采取好氧分解法。
　　堆肥技术工艺比较简单, 适合于易腐有机质含量较高垃圾处理, 可对垃圾中部分组分进行资源利用, 且处理相同质量垃圾投资比单纯焚烧处理大大降低。堆肥技术在欧美国家起步较早, 现在已经达成工业化应用水平。
　　1.3 焚烧处理
　　焚烧是指垃圾中可燃物在焚烧炉中与氧进行燃烧过程。实质是碳、 氢、 硫等元素与氧化学反应。垃圾焚烧后, 释放出热能, 同时产生烟气和固体残渣。热能要回收, 烟气要净化, 残渣要消化, 这是焚烧处理必不可少工艺过程。
　　焚烧处理技术特点是处理量大, 减容性好, 无害化根本, 焚烧过程产生热量用来发电能够实现垃圾能源化, 所以是世界各发达国家普遍采取一个垃圾处理技术。
　　经过焚烧能够使可燃性固体废物氧化分解, 达成去除毒性、 回收能量及取得副产品目。几乎全部有机性废物都能够用焚烧法处理。对于无机-有机混合性固体废物, 假如有机物是有毒有害物质, 通常也最好采取焚烧法处理。焚烧法适适用于处理可燃物较多垃圾。采取焚烧法, 必需注意不造成空气二次污染。日本以及欧洲瑞士、 瑞典等国在通常焚烧法基础上, 还发展了高温与中温分解, 使垃圾在1650 ℃以上高温下基础或完全燃烧, 并回收释放能量作为能源。
　　焚烧是销毁垃圾利用热能一个垃圾处理技术。不过, 只有对那些不能回收有价物, 只能回收热能垃圾, 垃圾焚烧处理才是科学、 合理。
　　2  现有城市垃圾处理方法不足
　　2.1 填埋处理不足
　　填埋处理埋掉了可利用物, 填埋场地选择越来越困难, 运输、 填埋、 管理等费用也不停提升。填埋场占地面积大, 同时存在严重二次污染, 比如垃圾渗出液会污染地下水及土壤, 垃圾堆放产生臭气严重影响场地周围空气质量, 另外, 垃圾发酵产生甲烷气体既是火灾及爆炸隐患, 排放到大气中又会产生温室效应。而且填埋场处理能力有限, 服务期满后仍需投资建设新填埋场, 深入占用土地资源。以北京为例, 假如采取现在技术, 将北京市1 t/d垃圾进行卫生填埋处理, 单是建设投资就高达7.2亿元人民币（不含征地费用）, 而且填埋场寿命也只有12 a。基于以上原因, 国外从80年代以来, 卫生填埋设施有逐步降低趋势, 成为其她处理工艺辅助方法, 用来处理不能再利用物质。
　　2.2 堆肥处理不足
堆肥处理不能处理不可腐烂有机物和无机物, 垃圾中石块、 金属、 玻璃、 塑料等废弃物不能被微生物分解, 这些废弃物必需分捡出来, 另行处理, 所以减容、 减量及无害化程度低; 堆肥周期长, 占地面积大, 卫生条件差; 堆肥处理后产生肥料肥效低、 成本高, 与化肥比销售困难, 经济效益差。引进国外技术投资巨大, 不适合中国国情。发达国家因为生活垃圾中易腐有机物含量大大低于中国通常水平, 所以靠堆肥只能处理15%左右垃圾组分, 这在一定程度上阻碍了堆肥技术推广。堆肥技术必需是将新鲜垃圾首优异行分类后再将易腐有机组分进行发酵, 才能有效地预防重金属渗透, 从而确保有机肥产品达成国
家标准, 真正实现无害化和资源化。
　　2.3 焚烧处理不足
　　焚烧处理对垃圾低位热值有一定要求, 不是任何垃圾都能够焚烧。垃圾中可利用资源被销毁, 是一个浪费资源处理方法, 即使回收热能也只能做到废物一次性再生目, 无法实现资源数次循环利用。焚烧产生大量烟气, 带走热能又是一个很大损失。产生烟气必需净化, 净化技术难度大、 运行成本高。焚烧产生残渣还必需消化。还有, 焚烧设备一次性投资大, 运行成本高。
　　3  城市垃圾处理方法综合利用
　　表1为美国垃圾处理方法及各年所占比重。综合利用应包含以下多个方面内容:
　　（1）可用物资（废纸、 金属、 玻璃等）回收再生利用;
　　（2）易腐有机物堆肥处理;
　　（3）高热值不易腐有机物能量利用;
　　（4）灰渣固化处理, 实现灰渣材料化。
　　很多国家垃圾处理实践表明, 其中 70% 能够回收, 成为再生原料供反复利用。城市垃圾被誉为“城市矿藏”, 是唯一在增加资源。世界上已经有几十座回收有用成份垃圾处理工厂在运转。这些处理厂是近 10 年来在工业发达国家相继建成。实践证实了她们为合理地经济地利用垃圾资源开辟了新路径, 开创了垃圾处理领域新天地。从消极地局限地销毁垃圾阶段, 走向主动、 合理地利用垃圾崭新阶段。
　　表1  美国垃圾处理方法及各年所占比重
美国垃圾处理
1980年
1990年
1997年

回收/%
10
16
27
50
焚烧/%
9
16
17
10
填埋/%
81
68
56
40
　　4  结  语
　　中国采取垃圾处理技术, 没有一个方法能够独立地实现垃圾资源化、 无害化、 减量化总目标。伴随社会进步, 大家生活水平提升, 垃圾成份愈发复杂, 有机物、 人工合成材料增多。这种现实状况要求垃圾处理技术, 应由单一销毁方法向多个方法、 互助配合、
　　共同处理综合处理转变。只有这么, 才能实现垃圾变废为宝, 为社会提供可利用资源。
　　参考文件
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