1　緒言

隨著人類文明的發(fā)展，進(jìn)入了“大量生產(chǎn)，大量消費(fèi)，大量排放”的經(jīng)濟(jì)社會時代。在人類極大地享受著物質(zhì)文明的同時也阻礙了自然界原有的物質(zhì)循環(huán)，給環(huán)境帶來了巨大的負(fù)荷?，F(xiàn)在，經(jīng)濟(jì)發(fā)展達(dá)到一定階段，環(huán)境保護(hù)便越來越受到人類的重視了。

發(fā)達(dá)國家的環(huán)保走過先治大氣、水污染，再治固體廢物污染的過程，而我國卻有大氣、水、固體廢物污染同時治理的勢頭。特別是中央政府給予國債扶持以后，固體廢物污染治理的勢頭很猛。我國垃圾處理技術(shù)、法規(guī)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處于起步階段，產(chǎn)業(yè)尚未形成。但另一方面，國際企業(yè)帶著成熟的技術(shù)和雄厚的資金，已經(jīng)紛紛進(jìn)入我國市場。

在垃圾處理產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速的同時，也有許多問題困擾著決策者,針對這種情況，本文就城市生活垃圾處理的技術(shù)的發(fā)展動向作一概述，論述垃圾焚燒處理的國際發(fā)展趨勢，以資同仁參考。

首先明確本文的焚燒處理的定義。燃燒是垃圾在有充分的氧氣的環(huán)境下，產(chǎn)生熱和光的激烈的化學(xué)反應(yīng)。燃燒的三要素是:可燃物，氧氣(空氣)，著火的熱源。而要維持燃燒，有兩個前提條件:供應(yīng)可燃物，發(fā)熱速度必須大于放熱速度。

焚燒處理是一種應(yīng)用了燃燒的垃圾處理技術(shù)，一般包括:垃圾計(jì)量,供料,焚燒,余熱利用,煙氣處理,灰渣處理,廢水處理等子系統(tǒng)。其目的是:垃圾的減量化,無害化,資源化。為了達(dá)到焚燒處理的目的，垃圾焚燒爐的設(shè)計(jì)必須滿足焚燒的三條件:足夠的溫度(850-950度)，充分的煙氣燃燒滯留時間(2秒以上)和充分的混合攪拌。除了焚燒爐本體外，還要有能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的煙氣,廢水,灰渣處理系統(tǒng)，行之有效的余熱利用系統(tǒng)等。因此，現(xiàn)代的垃圾焚燒處理不同于傳統(tǒng)的簡易鍋爐焚燒，而是一個高科技的系統(tǒng)工程。

2　垃圾處理技術(shù)的發(fā)展動向

垃圾處理技術(shù)如下表有很多種類，典型的有：填埋、堆肥、焚燒等。技術(shù)選定應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，環(huán)保意識，周邊條件等來進(jìn)行。在此，對歐美日的垃圾處理技術(shù)發(fā)展動向作一概述。

2.1　日本

日本的垃圾處理方式和城市類型密切相關(guān)。在土地資源緊張，人口密集的大城市，以焚燒作為垃圾處理的首選技術(shù)。日本的垃圾處理已完成了從填埋到焚燒的過程(圖1)，在20世紀(jì)70年代中期，焚燒和填埋處理約各占50%，到了20世紀(jì)末期，垃圾處理以焚燒為主，只有少量的不能回收利用的不可燃垃圾才直接填埋處理。

日本現(xiàn)正處在從簡易焚燒向熱能回收型焚燒的轉(zhuǎn)變階段(圖2)。除了有特殊情況外，政府一般不批準(zhǔn)新建造100噸以下的焚燒廠，同時到了報廢年限的小型垃圾焚燒廠盡量并建為300噸以上的焚燒廠。因此，近年來，日本政府正有方向性地引導(dǎo)，使全國的垃圾焚燒廠由現(xiàn)在1900座并建為1000座左右。值得注意的是，日本的焚燒廠數(shù)量減少，但是焚燒量卻不減反增(圖1)，與日本取消垃圾焚燒的傳言完全相反。綜合日本的垃圾處理現(xiàn)狀，有以下幾個特點(diǎn)：（1）分類收集普及率高：不僅分為可燃，不可燃，大件垃圾，而且有的城市還分為鐵罐，鋁罐，樹脂瓶，廢紙等。有的地區(qū)還將廚房垃圾分類收集用來堆肥，但問題多，不太普及。（2）焚燒處理率高：可燃垃圾基本全量焚燒處理。（3）焚燒發(fā)電廠朝大型化發(fā)展：日本的焚燒廠數(shù)量每年有所減少，但焚燒量和發(fā)電量卻不斷增加。

2.2　歐洲

歐盟已有明確的垃圾處理方針，即：禁止或即將禁止垃圾的直接填埋，填埋之前必須進(jìn)行有效的前處理(焚燒，破碎分揀，熱解和氣化，發(fā)酵堆肥等)。但是現(xiàn)實(shí)發(fā)展和其方針相去甚遠(yuǎn)，因?yàn)橐估闹苯犹盥?，所?0世紀(jì)末大部分垃圾填埋場經(jīng)營者降低其處理費(fèi)，爭取在禁令實(shí)施前將其擁有的填埋場用完，使得很多垃圾焚燒廠一時無法經(jīng)營。

歐洲主要15個國家的焚燒處理設(shè)施從1993年的415座，減少到1997年的275座，在此之后有所會升，2000年達(dá)到304座，年處理容量達(dá)到47.3百萬噸。垃圾焚燒發(fā)電廠也朝大型化方向發(fā)展。80年代建造的每座焚燒廠的平均熱能回收容量約100GWh (14,000kW)，90年代上升到200GWh(28,000kW)，而現(xiàn)在已上升到400GWh(56,000kW)。熱回收的方式根據(jù)地區(qū)的情況而不同，全歐洲的垃圾焚燒熱回收約8,800MW，其中大概70%用來取暖，30%用來發(fā)電，總量約相當(dāng)于瑞士全國的電量需求。每座焚燒廠的平均熱回收量為15.3MWth和11.3Mwe，發(fā)電量為61GWh(8,500kW)。

對垃圾焚燒將來的發(fā)展有較大影響的有以下幾點(diǎn)：第一，禁止垃圾填埋的政策將會增大對焚燒等垃圾處理設(shè)施的需求；第二，垃圾的綜合管理已成為一個方向，資源回收已成為垃圾處理不可分割的一部分，如:金屬的回收，熱能的回收以及焚燒灰渣的再利用等；第三，垃圾熱解及氣化熔融正作為一種新的焚燒技術(shù)出現(xiàn)，并得到一定程度上的應(yīng)用。這些因素會增加對焚燒處理的需求。

2.4　美國紐約

紐約每年收集的垃圾約410萬噸，其中16.6%回收利用，12.4%焚燒處理，剩余的71%直接填埋。Nichllas等在論述了垃圾焚燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對紐約的垃圾處理，從廢氣和有害物質(zhì)的排放，灰渣的利用和處理，土地的使用以及廢水的處理等方面分析了焚燒和填埋，得出以下結(jié)論:

1、焚燒的優(yōu)點(diǎn):如果紐約的可燃垃圾全部焚燒發(fā)電，每年可以節(jié)省開采大量的天然煤礦。煙氣處理技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得垃圾焚燒廠排放的有害物質(zhì)濃度達(dá)到非常低的水平了。

2、填埋的優(yōu)點(diǎn):垃圾填埋后產(chǎn)生甲烷氣體，據(jù)Franklin的估算，每噸垃圾約有62立方米的甲烷得到回收利用，但其熱利用率僅約為垃圾焚燒的20%?，F(xiàn)代的垃圾填埋場，污水得到收集和處理，不會直接污染環(huán)境。

3、填埋和焚燒的壽命期評估:

1)Dennison分析比較結(jié)果表明：垃圾作為資源直接回收利用優(yōu)于焚燒和填埋處理。

2)焚燒優(yōu)于填埋，而且處理每噸垃圾焚燒比填埋可以少用28千焦的能源。

3)除了二氧化碳外，就排放的10種主要的污染物質(zhì)而言，焚燒比填埋排放的少。但是，如果考慮焚燒所排放的二氧化碳是因?yàn)榘l(fā)電的話，應(yīng)該把這部分二氧化碳作為降低溫室效應(yīng)的減排效果。

結(jié)論：

1)垃圾處理的最好方式是回收利用。但是，垃圾中至少有60%是不可回收利用的。

2)不可回收利用部分的垃圾，不管從經(jīng)濟(jì)上還是從環(huán)保的觀點(diǎn)，能源回收性的垃圾焚燒發(fā)電優(yōu)于填埋。

3垃圾焚燒廠建設(shè)及其環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

垃圾焚燒技術(shù)一般分為：機(jī)械爐排，流化床，旋轉(zhuǎn)窯。另外，近年來，歐洲和日本開發(fā)并建造了相當(dāng)一部分熱解或氣化熔融爐。

如何從繁多的技術(shù)中選擇適合自己城市的垃圾焚燒技術(shù)，是決定焚燒廠運(yùn)行成功與否和經(jīng)濟(jì)性是否合理的關(guān)鍵。垃圾焚燒技術(shù)一般根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦匦?，從以下幾個方面來考察：

1)垃圾熱值：熱值在1000kcal/kg左右，機(jī)械爐排較合適；熱值更高可考慮流化床；而2000kcal/kg以上才可以選用氣化熔融技術(shù)。因此，現(xiàn)在國內(nèi)有些流化床摻煤來燒垃圾。

2)垃圾分類：可燃，不可燃，大件垃圾的分類不十分理想時，應(yīng)首選機(jī)械爐排技術(shù)，分類較好的情況下，才可以考慮選用流化床和氣化熔融技術(shù)。

3)焚燒規(guī)模：如果600噸/天以上的焚燒廠，一般首選機(jī)械爐排，而流化床和氣化熔融技術(shù)國外多應(yīng)用在200噸/天左右的焚燒廠。

4)飛灰處理：飛灰中重金屬含量較高，一般需作為有害廢棄物處理，而流化床的飛灰較多，處理成本較高。機(jī)械爐排爐飛灰較少，飛灰處理方面較為有利。

5)經(jīng)濟(jì)性能：一般流化床需要破碎等預(yù)處理，耗能和耗人工較多，但是流化床本體可動部分較機(jī)械爐排為少。氣化熔融技術(shù)的處理成本一般為機(jī)械爐排的1.5倍以上。

6)煙氣處理：流化床在爐內(nèi)燃燒時間極短，煙氣量和成分等隨垃圾特性變化較快，一般認(rèn)為其煙氣處理和燃燒控制較機(jī)械爐排為難。

垃圾焚燒廠的建造需要嚴(yán)格滿足國家規(guī)定的環(huán)保要求，表1列出了各國的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。我國的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)除了二惡英以外，和發(fā)達(dá)國家基本在同一水平。但是上海已建成的浦東和江橋焚燒廠的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)都比全國要高，與歐洲先進(jìn)國家同等。

4　城市生活垃圾焚燒處理的合理性

先進(jìn)國家的垃圾處理技術(shù)基本隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和時間的推移，由初期的填埋發(fā)展到簡易焚燒，再發(fā)展到熱能回收型的焚燒，氣化熔融，以及適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵堆肥。但是，我國的垃圾處理現(xiàn)在剛剛起步，卻同時有各種技術(shù)可供選擇，給我們提供了“迎頭趕上”的機(jī)會。但同時也給政府決策著帶來了難題:哪種技術(shù)真真的適合本地呢?從先進(jìn)國家的經(jīng)驗(yàn)和我國的國情來看，也許我國目前經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)還是采用填埋方式為主，有條件的地區(qū)可采用熱能回收型的焚燒方式，另外，如果有足夠的建廠面積，在環(huán)保上能取得居民的同意，找到堆肥的出路的地方政府，可以考慮采用發(fā)酵堆肥。

但是，象上海這樣的大城市，具有以下特點(diǎn)：

（1）人口多，每天的垃圾排放量極大，每天1萬噸以上；

（2）土地資源緊張，征取大面積的土地來填埋非常困難；

（3）即使取得土地來填埋，也是離垃圾排放源(居民區(qū))很遠(yuǎn)，必須遠(yuǎn)距離運(yùn)輸垃圾，運(yùn)輸工具廢氣污染嚴(yán)重，甚至造成交通堵塞。

（4）居民的環(huán)保意識較高，要求資源回收性的垃圾處理。

在這種情況下，垃圾焚燒應(yīng)該是行之有效的，也是世界各國廣為采用的處理方法。但是，在規(guī)劃,設(shè)計(jì),建設(shè)和運(yùn)行垃圾焚燒廠的各個階段，必須嚴(yán)格遵守有關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)和要求，并協(xié)調(diào)好周邊企業(yè),居民的關(guān)系。不能因?yàn)楣?jié)省投資和運(yùn)行費(fèi)用，而降低環(huán)保要求，損害周邊居民的利益。同時，還要注意不僅要建設(shè)好高標(biāo)準(zhǔn)的垃圾焚燒廠，更要管理和運(yùn)營好垃圾焚燒廠，使其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。近年來，我國垃圾處理民營化發(fā)展步伐很快，因此，必須建立行之有效的垃圾處理運(yùn)營監(jiān)理機(jī)制，促使和監(jiān)督垃圾處理商嚴(yán)格遵守環(huán)保要求，讓納稅者和周邊居民放心。

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