城市固體廢物現(xiàn)狀及處置技術比較分析

劉敬武

（江蘇潤天環(huán)境科技有限公司，江蘇 宿遷 223800）

城市固體廢物又稱城市生活垃圾，是指城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的固體廢物[1]。根據(jù)城市固廢來源不同，其可以分為普通垃圾、建筑垃圾、危險垃圾以及其他垃圾等。依據(jù)《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》規(guī)定，“大、中城市人民政府環(huán)境保護行政主管部門應當定期發(fā)布固體廢物的種類、產(chǎn)生量、處置狀況等信息”。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《大中城市固體廢物污染環(huán)境防治信息發(fā)布導則》要求，每年6月5日前發(fā)布轄區(qū)內(nèi)大中城市固體廢物污染環(huán)境防治信息。本文以2018年12月生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《2018年全國大、中城市固體廢物污染環(huán)境防治年報》公布的數(shù)據(jù)為研究對象，探討了城市固廢處置技術、管理機構職能體系等。

1 固體廢物產(chǎn)生及處置現(xiàn)狀

1.1 一般工業(yè)固廢產(chǎn)生量及處理情況

2017年，全國202個大、中城市中，產(chǎn)生的一般工業(yè)固廢量達到13.1億t。從地域分布看，全國大中城市一般工業(yè)固廢排放量位居前三的省份分別為內(nèi)蒙古、江蘇、山東。鄂爾多斯、攀枝花、包頭、呼倫貝爾、昆明、渭南、蘇州、榆林、太原、百色十個城市工業(yè)固廢產(chǎn)生總量為3.6億t，占全部產(chǎn)生量的27.5%。全國大中城市產(chǎn)生的一般工業(yè)固廢綜合利用量為7.7億t，占利用處置總量的42.5%；處置量、儲存量分別為3.1億t、7.3億t，處置、儲存分別占利用處置總量的17.1%、40.3%。可見，一般工業(yè)固廢的主要處理途徑依然是綜合利用。

1.2 工業(yè)危險廢物產(chǎn)生量及處理情況

2017年，全國202個大、中城市中，產(chǎn)生的工業(yè)危險廢物量為4010.1萬t。從地域分布看，山東、江蘇、湖南是位居工業(yè)危險廢物排放量前三位的省份。煙臺、吉林、攀枝花、克拉瑪依、上海、蘇州、岳陽、臨沂、寧波和赤峰十個城市的工業(yè)危險廢物總產(chǎn)量為1304萬t，占全部信息發(fā)布城市總量的32.5%。全國大中城市產(chǎn)生的工業(yè)危險廢物中的綜合利用量為2078.9萬t，占利用處置總量的48.6%；處置量、儲存量分別為1740.9萬t、457.3萬t，處置、儲存分別占利用處置總量的40.7%、10.7%?？梢?，工業(yè)危險固廢的處理途徑主要是有效利用和處置。

1.3 醫(yī)療廢物產(chǎn)生量及處理情況

2017年，全國202個大、中城市中，產(chǎn)生的醫(yī)療廢物量為78.1萬t。從地域分布看，浙江、廣東、江蘇位居醫(yī)療廢物排放量的前列。上海、北京、杭州、廣州、重慶、成都、鄭州、武漢、太原和深圳十個城市的醫(yī)療危險廢物總產(chǎn)量為24.8萬t，占全部信息發(fā)布城市總量的31.7%。全國大中城市產(chǎn)生的醫(yī)療危險廢物中的處置量為77.9萬t，處置率為99.74%?？梢?，醫(yī)療危險固廢均得到了及時妥善的處置。

1.4 城市生活垃圾產(chǎn)生量及處理情況

2017年，全國202個大、中城市中，產(chǎn)生的城市生活垃圾為20194.4萬t。從地域分布看，廣東、浙江、江蘇位居城市生活垃圾排放量的前列。北京、上海、廣州、深圳、成都、西安、杭州、武漢、東莞和佛山十個城市的城市生活垃圾總產(chǎn)量為5685.8萬t，占全部信息發(fā)布城市總量的28.2%。全國大中城市產(chǎn)生的城市生活垃圾綜合處置量為20084.3萬t，處置率為99.5%。

綜上，從地域分布來看，在已經(jīng)發(fā)布的202個大、中城市固廢污染物中，一般工業(yè)固廢、工業(yè)危險廢物、醫(yī)療廢物以及城市生活垃圾，大部分均來自經(jīng)濟發(fā)達的東、南部沿海省份。從處理結果來看，綜合利用和有效處置占據(jù)大部分城市固廢的處理。

2 城市固廢處置技術選用原則

隨著工業(yè)化、城市化進程的加快，我國城市固廢的產(chǎn)生量上呈現(xiàn)不斷增加趨勢，且城市固廢種類多樣，增加了后期的處理難度。但無論選擇何種技術，其總體處置應堅持減量化、無害化和資源化原則。

2.1 減量化

利用先進的生產(chǎn)技術和工藝，從源頭上減少城市固廢數(shù)量和容積量等排放量，這也是從源頭降低固廢過快增長趨勢。人們要大力倡導清潔生產(chǎn)工藝，改進生產(chǎn)工藝，注重生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資源綜合利用，減少后期的固廢處置壓力。

2.2 無害化

城市固廢，尤其是危險固廢中含有大量的細菌、有毒有害物質(zhì)，是城市生產(chǎn)生活中潛在的安全隱患。所謂無害化，就是將無法直接回收利用的城市固廢，利用化學、生物以及物理等技術，對其進行無害化處理，防止其對周圍環(huán)境的破壞性影響。

2.3 資源化

城市固廢中擁有大量可再生資源，尤其是一般工業(yè)固廢、生活垃圾等可以作為建材原料、路基輔料以及發(fā)電原料等，變廢為寶。為此，還需要從源頭做好城市固廢的分類收集、處理，提升資源利用效率，最大程度地發(fā)揮其經(jīng)濟效益和社會效益。

3 城市固體廢物主要處理方式

3.1 填埋法

3.1.1 原理

城市固廢填埋法主要分為衛(wèi)生填埋法和普通填埋法。目前，傳統(tǒng)的普通填埋法基本不再采用。衛(wèi)生填埋法又分為好氧法、半好氧法和厭氧法三類。其中，好氧法、半好氧法填埋方式最先由日本提出，該方法利用城市固廢垃圾中的快速分解有機物特性，極大縮短固廢穩(wěn)定化周期，改善垃圾填埋后的滲出液水質(zhì)。厭氧法在歐美等發(fā)達國家應用廣泛，厭氧填埋法建設成本較低，回收時所產(chǎn)生的沼氣能夠被再次利用，且填埋場結構簡單，易于管理。

3.1.2 現(xiàn)狀

城市固廢垃圾多采用衛(wèi)生填埋方式處理，但因其占地面積大，在東部沿海及經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)的城市應用受到限制。另外，城市固廢填埋場的設計、建設、運營管理水平較低，填埋場綜合利用效率較低，邊坡防滲措施處理效果不理想等，填埋場的廢氣排放處無組織排放狀態(tài)，滲濾液、填埋氣易增加周邊環(huán)境大氣環(huán)境二次污染，該技術的實際應用推廣難度較大。

3.1.3 進展

鑒于城市固廢垃圾填埋場因滲濾液、填埋氣而導致的二次環(huán)境污染問題，目前，填埋處理方式逐漸由簡單的堆、填、覆蓋向包容、屏蔽隔離的工程儲存方向發(fā)展[2]。

3.2 堆肥法

3.2.1 原理

城市固廢堆肥處理，是指在人為控制一定水分、碳氫比及通風等條件下，利用微生物發(fā)酵作用，使固廢中的有機物轉變成肥料的處理過程。堆肥處理固廢后的產(chǎn)物，即為堆肥，可以實現(xiàn)二次利用。根據(jù)固廢發(fā)酵過程中微生物對氧的需求關系，堆肥處理又分為厭氧堆肥和好氧堆肥處理。其中好氧堆肥處理城市固廢，要求堆體溫度在50～65℃，將固廢中的有機物料與填充料混合，利用高溫殺滅堆體重的病菌，達到固廢穩(wěn)定化效果。厭氧堆肥處理，則是在無氧條件下，利用厭氧微生物實現(xiàn)固廢中的有機物分解轉化。與好氧堆肥相比，厭氧堆肥技術處理效率低，工藝難以控制。

3.2.2 現(xiàn)狀

在歐美等發(fā)達國家，城市固廢堆肥處理已經(jīng)達到了工業(yè)化應用水平。但是，城市固廢中含有大量石塊、金屬、玻璃以及塑料等，其無法通過微生物分解，需要先行進行分揀，再進行處理。因此，目前堆肥處理城市固廢肥效低、成本高，推廣應用市場較小。

3.2.3 進展

城市固廢堆肥處理技術的應用，需要先做好固廢的分類，再利用易腐發(fā)酵有機成分，防止重金屬滲透，使獲得的有機肥產(chǎn)品符合無害化、資源化的國家標準。

3.3 焚燒法

3.3.1 原理

城市固廢焚燒法，是熱能利用資源化形式，利用高溫熱化學處理技術將固廢的可燃物在焚燒爐中與氧進行燃燒的過程。固廢焚燒法的實質(zhì)是C、H、S以及其他含氧元素的化學反應。

3.3.2 現(xiàn)狀

城市固廢焚燒具有占地面積小，燃燒熱能回收利用，且對周圍環(huán)境影響較小等特點，在我國的城市固廢處理中，其普及速度較快，尤其是在沿海、經(jīng)濟發(fā)達城市，以及城市土地資源少和人口密集的大、中城市中應用較為普遍。但是，焚燒法處理城市固廢也存在諸多問題：焚燒產(chǎn)生的飛灰、灰渣等會造成環(huán)境二次污染，投資成本高，維護費用大，運行操作難度大等。這都成為其推廣的主要制約因素。

3.3.3 進展

利用熱力學平衡分析，通過探究固廢燃燒組分對燃燒元素產(chǎn)物的形態(tài)影響，人們研究了固廢垃圾焚燒過程控制；利用固廢化學鏈式置換燃燒機理，分析燃燒機理及其熱能回收利用等。

3.4 固廢處理方式比較

從城市固廢的處理方式來看，主要有填埋、堆肥、焚燒、資源回收利用以及各種處理方式的綜合利用[3]。其中，衛(wèi)生填埋法占全部城市固廢收運量的81.8%、焚燒技術則主要是沿海大中城市優(yōu)先選用的處理方式，約占收運量的14.5%，堆肥方式處理城市固廢，約占收運量的3.7%[4]。城市固廢處理方式比較如表1所示[5]。

表1 城市固廢處理方式比較

3.5 綜合處理技術

填埋、堆肥、焚燒處理在城市固廢處理中應用較為廣泛，但三者共同的不足便是容易產(chǎn)生二次環(huán)境污染，需要加大工藝、設備研發(fā)力度[6]。當前，城市固廢綜合處理技術作為填埋、堆肥、焚燒等有機結合起來、綜合為一體的處理技術工藝，如衛(wèi)生填埋+填埋氣體發(fā)電、焚燒+衛(wèi)生填埋等。其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在：應用綜合處理技術處置城市固廢，效率高，回收利用效果好，有效避免或減少單一處理工藝的缺點和不足；提升有機肥質(zhì)量，市場前景廣闊；降低焚燒尾氣處理難度；填埋場壽命延長，減少滲濾液及廢氣排放量；金屬、玻璃、塑料等回收利用，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和社會效益的最大化。

4 結語

結合全國各地的城市固廢處理現(xiàn)狀，分析各種處理技術的應用、研究后，筆者發(fā)現(xiàn)，在我國城市生活垃圾中，有機物成分高，而綜合生物處理技術（如綜合堆肥技術）具有成本低、運行費用低、易操作管理等特點，具有良好的推廣應用前景。根據(jù)城市垃圾組分的研究，人們要大力推動水熱催化氣化技術、熱裂解技術和生物反應器技術等，注重探索適合我國城市固廢處理應用的新技術、新工藝。同時，要積極提升固廢資源化利用率，如利用廢舊報紙發(fā)酵制乙醇、有機固廢生物法制氫、焚燒獲取熱能等，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展。