摘要:本文闡述了大城市生活垃圾的特點(diǎn)，介紹并比較了三種傳統(tǒng)垃圾處理工藝的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，提出大城市生活垃圾處理系統(tǒng)工藝選擇的影響因素和優(yōu)化方法。

關(guān)鍵詞:大城市;生活垃圾處理系統(tǒng);影響因素;優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快，在城市數(shù)量增加的同時(shí)，城市規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。根據(jù)我國(guó)城市的規(guī)模統(tǒng)計(jì)管理工作的需要，按市區(qū)（不包括市轄縣）的非農(nóng)業(yè)人口總數(shù)的多少進(jìn)行劃分，50萬(wàn)人口以上稱(chēng)為大城市（含特大城市和超大城市）。根據(jù)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：1978至2003年，100萬(wàn)人以上的特大城市從13個(gè)增加到49個(gè)，50萬(wàn)至100萬(wàn)人的大城市從27個(gè)增加到78個(gè)。大城市具有人口多，城市功能綜合等特點(diǎn)，因此城市的垃圾的產(chǎn)生量大且種類(lèi)復(fù)雜。

1 城市生活垃圾的特點(diǎn)

1.1成分

國(guó)內(nèi)外部分大城市生活垃圾的組成見(jiàn)表1、表2。

注：本文為中央級(jí)科研院所社會(huì)公益研究專(zhuān)項(xiàng)資金項(xiàng)目。項(xiàng)目編號(hào)：2001DIA10017。

1.2產(chǎn)量

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、城市規(guī)模的擴(kuò)大、城市化進(jìn)程的加速、人口高度集中、國(guó)民消費(fèi)水平的提高，我國(guó)城市生活垃圾的產(chǎn)生量和堆積量也在逐年增加。根據(jù)有關(guān)資料，近幾年我國(guó)城市生活垃圾的年增長(zhǎng)率均在8%～10%，人均生活垃圾產(chǎn)量已超過(guò)1kg/人·日，這對(duì)于大城市來(lái)講，垃圾產(chǎn)生總量十分驚人。

2 城市生活垃圾處理的主導(dǎo)工藝

2.1衛(wèi)生填埋

傳統(tǒng)的垃圾填埋方式不僅污染環(huán)境，而且潛在危害大，現(xiàn)已逐漸被衛(wèi)生填埋代替。衛(wèi)生填埋法不同于傳統(tǒng)的填埋法，它是采用嚴(yán)格的污染控制措施，將整個(gè)垃圾填埋過(guò)程的污染和危害減少到最低限度的處理方法。

垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)工藝流程

填埋法作為城市垃圾最終處理手段之一，在國(guó)內(nèi)外城市垃圾處理中已被廣泛應(yīng)用，但垃圾填埋占地面積巨大且穩(wěn)定復(fù)墾的時(shí)間漫長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了該方法的發(fā)展。

2.2垃圾焚燒

垃圾焚燒是將城市生活垃圾進(jìn)行高溫處理。在800℃～1000℃的焚燒爐里，垃圾的可燃成分與空氣中的氧進(jìn)行劇烈的化學(xué)反應(yīng)，釋放出熱量，轉(zhuǎn)化成為高溫的燃燒氣和固體殘?jiān)?/p>

垃圾焚燒具有減容量大、能極大地減少填埋所需空間、延長(zhǎng)垃圾填埋場(chǎng)使用壽命、熱能可回收利用、替代部分化石燃料、可減少溫室效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在如投資和運(yùn)行費(fèi)用較高、對(duì)垃圾熱值有一定要求、對(duì)運(yùn)行人員技術(shù)要求高、飛灰中含有重金屬等有害物質(zhì)、需要特殊處理等缺點(diǎn)。如果技術(shù)和設(shè)備選擇不當(dāng)，運(yùn)行管理水平低，還會(huì)產(chǎn)生較嚴(yán)重的二次污染。

垃圾焚燒廢電廠的工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 垃圾焚燒發(fā)電廠工藝流程

2.3垃圾堆肥

垃圾堆肥化就是在人工控制下，在一定的水分、C/N比和通風(fēng)條件下，通過(guò)微生物的發(fā)酵作用，將有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^(guò)程。根據(jù)在處理過(guò)程中起作用的微生物對(duì)氧氣要求的不同，堆肥處理可分為好氧堆肥法（高溫堆肥）和厭氧堆肥法�，F(xiàn)代化堆肥工藝，特別是城市生活垃圾堆肥工藝，大都是好氧堆肥，通常由前處理、主發(fā)酵（一次發(fā)酵）、后發(fā)酵（二次發(fā)酵）、后處理及貯藏等工序組成。由于好氧堆肥的溫度一般為50℃～60℃，極限可達(dá)80℃～90℃，故亦稱(chēng)為高溫堆肥。

垃圾堆肥廠工藝流程見(jiàn)圖3。

堆肥產(chǎn)品由于市場(chǎng)等原因，垃圾堆肥處理在發(fā)達(dá)國(guó)家曾一度處于停滯甚至萎縮狀態(tài)。20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家垃圾填埋場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和焚燒處理的排放標(biāo)準(zhǔn)都有了進(jìn)一步的提高，焚燒處理和填埋處理成本也隨之增加；而垃圾分類(lèi)收集的普遍推行，為垃圾再生利用和堆肥處理提供了良好的發(fā)展條件，因此垃圾堆肥處理又得到了重新肯定。

圖3 垃圾堆肥廠工藝流程

2.4垃圾處置工藝比較（見(jiàn)表3）

3 城市生活垃圾處理系統(tǒng)的優(yōu)化

3.1城市生活垃圾處理系統(tǒng)

典型城市生活垃圾處理系統(tǒng)工藝路線分為轉(zhuǎn)運(yùn)+衛(wèi)生填埋、轉(zhuǎn)運(yùn)+焚燒+衛(wèi)生填埋、轉(zhuǎn)運(yùn)+堆肥+衛(wèi)生填埋、轉(zhuǎn)運(yùn)+焚燒+堆肥+衛(wèi)生填埋四種，由于大城市生活垃圾的種類(lèi)復(fù)雜且產(chǎn)生量大，所以大城市的生活垃圾處理宜參考最后一種路線，統(tǒng)一規(guī)劃。

大城市生活垃圾處理優(yōu)化系統(tǒng)見(jiàn)圖4。

圖4 大城市生活垃圾處理優(yōu)化系統(tǒng)

（1）應(yīng)當(dāng)建立和完善收集分類(lèi)系統(tǒng)。其中廚余垃圾應(yīng)單獨(dú)建立分類(lèi)收集系統(tǒng)，由于廚余垃圾占垃圾總量的比例較大（50%以上）且含水率高（80%～90%），因此填埋會(huì)造成不易壓實(shí)、滲濾液處理量較大等問(wèn)題；焚燒則會(huì)消耗大量能源用于水分蒸發(fā)。此外，市政污水處理廠污泥由于含水率高及產(chǎn)生渠道單一便于收集，且有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)元素含量較高，因此可與廚余垃圾一起送到堆肥廠進(jìn)行堆肥處理。

（2）應(yīng)當(dāng)建設(shè)能適應(yīng)大城市特點(diǎn)的分選轉(zhuǎn)運(yùn)站。混合垃圾先就近送入分選轉(zhuǎn)運(yùn)站，將粒徑小于15mm的垃圾送到填埋廠，粒徑大于60mm、熱值相對(duì)較高的可以送到焚燒廠，粒徑在15～60mm之間的垃圾可送到堆肥廠。設(shè)置分選轉(zhuǎn)運(yùn)站的優(yōu)點(diǎn)在于能節(jié)省運(yùn)費(fèi)，減少二次污染的可能性，使物流順暢。

（3）應(yīng)當(dāng)建設(shè)焚燒廠和堆肥廠以實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化、資源化處置，并建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃、與之互補(bǔ)的若干座填埋場(chǎng)。焚燒廠主要處理危險(xiǎn)廢棄物和熱值較高的垃圾；堆肥廠主要處理有機(jī)廢棄物；焚燒剩余的灰燼和堆肥過(guò)程中分離的物質(zhì)可與其它垃圾一起進(jìn)行衛(wèi)生填埋。

3.2城市生活垃圾處理系統(tǒng)優(yōu)化

3.2.1 影響城市生活垃圾處理系統(tǒng)綜合效益的因素

（1）城市垃圾成分

城市生活垃圾的組成、熱值和有機(jī)質(zhì)含量是影響城市生活垃圾處理系統(tǒng)綜合效益最直接的因素，也是選擇城市生活垃圾處理系統(tǒng)工藝的依據(jù)。若有機(jī)物成分含量高，則可以擴(kuò)大堆肥規(guī)模；若熱值高或者有毒有害固廢比重相對(duì)較大，則可以加大焚燒（發(fā)電）規(guī)模；填埋場(chǎng)的規(guī)模應(yīng)該在最后考慮，即堆肥、焚燒無(wú)法消納的垃圾可考慮填埋。

（2）經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)因素

焚燒和堆肥都屬于固體廢物資源化處理范疇，且投資相對(duì)于衛(wèi)生填埋要大，因此其經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)因素會(huì)直接影響到項(xiàng)目的整體效益。一般認(rèn)為，電力缺乏的地區(qū)適合垃圾焚燒處理的形式，農(nóng)業(yè)和林果業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)適合采用垃圾堆肥。

（3）其它因素

自然、地理、氣候、人文因素也都是影響城市生活垃圾處理系統(tǒng)綜合效益的因素。自然、地理、氣候因素主要是關(guān)系到二次污染問(wèn)題，例如重點(diǎn)保護(hù)流域要謹(jǐn)慎采用填埋方式，空氣質(zhì)量要求高的地區(qū)應(yīng)謹(jǐn)慎采用焚燒方式等。人文因素是指人口素質(zhì)，對(duì)于垃圾（主要指廚余垃圾）的分類(lèi)收集規(guī)模應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐娜宋那闆r進(jìn)行深入分析、保守預(yù)測(cè)，可以從特定場(chǎng)所如餐廳、賓館著手，逐步擴(kuò)大到居民家庭。

3.2.2 常規(guī)優(yōu)化方法

結(jié)合以上分析，可給出大城市垃圾處理系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化的一般程序（見(jiàn)圖5）。

圖5 大城市生活垃圾處理系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)優(yōu)化程序

4 結(jié)語(yǔ)

（1）垃圾處置的三種傳統(tǒng)方式各有利弊，大城市垃圾處理采用“轉(zhuǎn)運(yùn)+焚燒+堆肥+衛(wèi)生填埋”的綜合系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)高效率和高效益的目的。

（2）垃圾成分調(diào)查和影響因素分析是垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ)，而準(zhǔn)確的垃圾成分、產(chǎn)生量和分類(lèi)收集實(shí)現(xiàn)程度的預(yù)測(cè)是垃圾處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化的關(guān)鍵。

（3）針對(duì)大城市的情況，應(yīng)首先確定垃圾焚燒和堆肥規(guī)模，然后再考慮填埋規(guī)模，即填埋處置應(yīng)作為焚燒和堆肥的必要補(bǔ)充。

（4）應(yīng)該正確對(duì)待資源化問(wèn)題，由于市場(chǎng)等方面的因素，資源化產(chǎn)品未必具有經(jīng)濟(jì)性，因此作為公益事業(yè)的垃圾處理方式，應(yīng)首先考慮無(wú)害化。系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)也應(yīng)當(dāng)注意這一點(diǎn)。

（5）垃圾處置作為一項(xiàng)新興產(chǎn)業(yè)需要政策的支持和體制的創(chuàng)新，市場(chǎng)化運(yùn)作是提高行業(yè)水平的有效方法，但對(duì)于大城市來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)特別注意整體規(guī)劃和系統(tǒng)優(yōu)化的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：
[1] 李國(guó)建，等.城市垃圾處理工程[M].北京：科學(xué)出版社，2003，4.
[2] 林援朝.城市垃圾管理與處理處置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范應(yīng)用務(wù)實(shí)全書(shū)[M].北京： 光明日?qǐng)?bào)出版社，2002，8.
[3] 趙坤，等.淺析城市生活垃圾處理方案選擇[J].城市管理與科技, 2001， 3（1）：8-12.
[4] 王濤，等.餐廚垃圾集中處理技術(shù)研究進(jìn)展及存在的問(wèn)題[C].第一屆固體廢 棄物處理技術(shù)與工程設(shè)計(jì)全國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集，2004.11：382-386.

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