成都市城市生活垃圾综合处理初探
一、前言
随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高，城市垃圾的产生量也日渐增多，城市生活垃圾已成为当今世界一大公害，也是目前我国环境污染比较严重的问题之一。近几年来，随着全国推行新农村建设，人口集中居住，城镇化程度的加快，也使我国城市生活垃圾产量与日俱增。随着和谐社会的提出、城市规模的不断扩大，旅游事业日的益繁荣，对整个城市的全面提升提出了更高的要求，而急增的城市生活垃圾对生态环境造成了严重危害，阻碍着国民经济的可持续发展，已成为一个严重的社会问题。为了达到垃圾的无害化、减量化、资源化，目前我国主要采用的垃圾处理方式有卫生填埋、焚烧以及堆肥。
二、成都市垃圾处理现状及问题
成都市城市生活垃圾处理方式主要是卫生填埋、焚烧发电。卫生填埋是成都市主要的垃圾处理方式，下面是以往收集成都市生活垃圾产量表（2001年至2009年）。
表1成都市生活垃圾产量表
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从表中可以看出成都市每年生活垃圾年产量呈现逐步上升趋势，年增长率约为8%左右，如此之快的增长速度，相对于成都市固体废物处理场总的填埋时间而言就有可能提前达到原设计库容容量。故如何妥善解决成都区生活垃圾出路、延长现有填埋场使用寿命，便成为一个新的问题。为了能减缓成都市生活垃圾卫生填埋日处理负荷量，成都市于2005年采用政府特许经营模式开始动工修建了第一座成都市洛带生活垃圾焚烧发电厂，日处理能力1200t/d，目前已运行两年。
但这两种方法都有自身局限性。卫生填埋不仅填埋掉了废物，也填埋掉了可回收利用的有效资源，没有完全做到垃圾处理资源化，卫生填埋不仅占用大量土地面积，而且对环境造成二次污染，比如地下水环境污染、土壤污染、填埋堆体所产生的恶臭污染等；由于城市生活垃圾含水率较高，导致垃圾渗沥液量大、浓度高，渗滤液处理达标排放或能够送城市污水处理厂处理后达标排放的填埋场较少，地下水污染地表水的污染事故不断出现；填埋气体处理也是一个严重的问题，目前大多为敞开式排放或通过竖井排放，容易造成安全隐患，也是产生恶臭的主要原因，即使在封场后相当长的时间里，这些污染仍将继续存在。
对于垃圾焚烧发电而言，一是工程投资大，据统计，目前国内利用国外先进焚烧技术建造的焚烧厂普遍建设工程投资大，折合吨工程投资约50～75万元；而引进技术，关键设备国内生产的吨工程投资约35～45万元，技术和设备全国产化的吨工程投资只要25～30万元。
二是由于生产成本高，据统计，我国目前运转基本正常的国外技术建造的焚烧厂的运行费用为180～300元/吨，国内技术建造的焚烧厂的运行费用也在100元/吨左右；
三是由于我国的城市生活垃圾的基本特点是含水率高、低热值、垃圾成份比较复杂。引进的炉排炉一般适应处理国外成份相对简单、低位热值高（一般都在6000KJ/kg以上），水分含量低的生活垃圾；针对国内的生活垃圾特性，在进行垃圾焚烧时，必须添加辅助燃料助烧，这又无形中增加了垃圾焚烧运行成本。
四是垃圾焚烧中产生的飞灰处理问题。垃圾焚烧时所采用的焚烧炉设备不同，产生的飞灰量也有很大的差别，机械炉排炉焚烧所产生的飞灰量约为垃圾处理量的3%～5%，而流化床焚烧炉焚烧所产生的飞灰量就高得多，约为垃圾处理量的15%～25%。如按焚烧处理垃圾1200吨/天计算，最少产生飞灰量约为36吨～60吨之间。目前除个别高水平建设和管理的焚烧厂外，其余焚烧厂飞灰处置没得到足够重视，，其次垃圾焚烧中产生的炉渣量约为垃圾处理量的20%左右，而产生的这些飞灰与炉渣就变成有危险性的固体废弃物例如含极高的重金属等，在发达国家，这些是要把它当成一个危险性固体废弃物来处理的，处理费也是非常高的，在我国大多填埋处理或作为建筑材料利用，安全隐患大。
五是垃圾焚烧中产生的二次污染的问题也是相当严重的，例如空气污染问题，像我们讲的一些有毒的气体，不光是二恶英，会造成严重的空气污染，还有其它的氮氧化物、硫的氧化物会造成酸雨，粉尘亦造成空气污染，二氧化碳造成温室效应等等。
此外，由于国内混合收集生活垃圾中厨余垃圾含量较高，导致炉内燃烧易结焦成块，再加上玻璃碎片等硬物料易严重破坏布风系统，有时会出现炉内燃烧不均匀、炉温偏低、热灼减量高、炉排磨损大等问题。
三、生活垃圾堆肥处理
1、生活垃圾堆肥处理技术
生活垃圾堆肥主要是利用多种微生物的作用，将垃圾成份中有机残体，进行矿质化、腐殖化和无害化，使各种复杂的有机态的养分，转化为可溶性养分和腐殖质，同时利用堆积时所产生的高温（60～70℃）来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子，达到无害化的目的。
在我国常用的生活垃圾堆肥技术大致可分为简易堆肥、好氧堆肥和厌氧堆肥三类。
一是简易堆肥，工程规模较小、机械化程度低、主要采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术一般在中小型城市应用较多。
二是好氧堆肥，工程规模相对较大、机械化程度较高、一般采用动态或半动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。
三是厌氧堆肥，工程规模普遍较大，机械化程度相当高，一般采用湿式或干式厌氧发酵工艺，发酵周期可缩短至15～20天后，沼气收集后可用于发电等，生活垃圾资源化利用率较高，投资及运行费用高于好氧堆肥，占地面积少于好氧堆肥。厌氧堆肥技术在欧洲有较多的应用实例，国内上海等地则还能够在实施项目。
生活垃圾堆肥产物的功效主要表现在以下几个方面，第一个就是吸水性和持水性，就是它能把水分吸住，而且保持在那里。因为堆肥的吸水性持水性高的话，混到土里面可以帮土壤畜水在里面。目前传统堆肥根据一些实验，它的吸水量差不多可有0.8倍，即一公斤可以吸水0.8公斤。第二功效是吸肥和持肥。所谓肥份就是讲的氮磷钾。纤维素和腐殖质正好有很强的这第二功效。国内自从用化肥以后，农田的土地很易板结，也变得贫脊了。板结以后土壤对吸肥及持肥的能力降低，如果加肥料到农田以后在灌溉浇水时，大部分肥分就冲掉了。根据一些资料记载，肥分流失率可达50%甚至70%，因此对农民造成很大的损失。如果能够在土中加进堆肥，它对吸氮磷钾的能力便很强。有足够的有机肥在土壤裹，农民再加肥料的话，肥料就冲不走了，就不会损失掉肥分。这样做对环境保护来讲也是非常重要的，举个例子，约两年前，太湖有极严重的蓝藻事件。国内专家都知道，这个蓝藻事件，一般来讲是水太优化造成的，也就是水中肥分太高，氮磷钾都跑到水里面了。天然水体中肥分的来源，一个是我们都市污水，另外一个就是这个灌溉的水。因为太湖四周围是一个大的农业生产区，土壤吸肥能力甚为不足。第三个特性就是土壤粿粒保持及耐沙化。堆肥像纤维素、腐殖质，加到土壤里面是可以固土壤的颗粒。这种特性，其实已经有很多人做过研究，它可以固沙，不止是沙，所有土壤颗粒，大大小小均可。在我国国内荒漠化相当严重，中国是世界上最严重荒漠化的一个国家。据统计我国每年荒漠化土地在约3500平方公里的土地。这个荒漠化就是经过数万年不停的风吹外加植被的破坏，荒漠化的地方一般都有很强的风，它吹的时候把比较小的颗粒，像矽质和黏质的土壤颗粒吹走了，剩下的就是沙。这一吹的话就造成沙尘暴，所以沙尘暴其实是荒漠化的一个结果。如果我们可以把堆肥混在土里面的话，它就可以固定它而很难被吹走。这是第三个效应，它可以固沙，这也是非常重要的，这个方法可以协助解决我们荒漠化的问题。第四个功效是，有机肥加到土壤里面可以把土壤变得疏松透气。很多植物的根部是需要透气的。加了有机肥就可以增加这一点。第五功效点是隔热和保温，这一点对于植物的种子发芽的时候特别重要，因为温度变化很大很多就没有办法发芽，就死掉了，保温情况很好，发芽的百分比就非常高。第六个功效就是透水性。堆肥不止是可以增加吸水和持水，还可以让水分在里面流动。土壤加入有机肥会使得土壤比较蓬松，水分比较容易流动，这个透水性可以防涝，对植物生长很有利。
针对堆肥的这些功效，堆肥产品不仅可以制作肥料或农田土壤改良，还可作为矿山开采场、垃圾填埋场的绿化以及垃圾填埋场的覆土。
在费用上，生活垃圾堆肥建设费用基本为吨工程投资为23～32万元，运行处理成本为50元/吨左右。
在环境污染方面，在对地表水、地下水污染方面较少，主要就是存在一定的恶臭气体、粉尘污染，但通过控制技术都能很好的解决污染问题。
但堆肥处理也存在一定的问题，其问题主要不是技术因素，而主要表现在非技术因素方面，归纳如下：
一是混合收集的生活垃圾杂质含量高，为保证产品质量而采用复杂的分离过程导致产品成本高，没有政府的补贴，是很难运行下去的；
二是一般堆肥厂的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂，其销路取决于堆肥厂所在地区封条件的适宜性，在粘性土壤地区，特别是南方的红黄粘土、砖红粘土、紫色土地区有较好的销路；
三是堆肥厂产品的经济服务半径一般较小。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售，利用粗堆肥产品制造的复合肥，其销售也面临一般化肥和复合肥的竞争；
四是生活垃圾处理的连续性和堆肥产品销售季节性之间存在的固有盾，也会增加生活垃圾的处理成本和堆肥产品的生产成本。
目前在成都市大力倡导田园城市的生态城市下，绿地建设是其重要组成部分之一。如果政府倡导、政策上给与更多的支持，在城市范围内开辟垃圾堆肥产品系列的草坪、花卉、树木的种植、试验等等，不仅宣传绿色，更是以行动倡导绿色，根据一些文献报导，在美国仅公路两侧绿化项目每年就可以消纳数万吨的垃圾堆肥，因为美国规定公路两侧绿化地土壤有机质含量必须超过5%-8%，所以建设单位多选用成本较低的垃圾堆肥产品。在这种情况下，堆肥的销售问题基本上得到了解决。
2、成都市生活垃圾成份分析
成都市环境卫生监测中心每年都进行了对成都市中心城区生活垃圾常规监测分析，以下是成都市中心城区生活垃圾物理成份、含水率往年百分比分析结果，见表2
表2 2001年-2009年成都市中心城区生活垃圾物理成份、含水率分析
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从上表分析结果来看成都市生活垃圾有机物含量基本上在50%～60%之间，可回收物占30%左右，无机物占8%左右，含水率平均约为56%。
2010年成都市环境卫生监测中心对成都市区生活垃圾进行了元素分析，结果见下表3
表3成都市中心城区生活垃圾元素分析
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根据表中分析，成都市中心城区生活垃圾碳氮比约为21：1。
依据中华人民共和国行业标准《城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程》CJJ/T52-93中规定生活垃圾作为堆肥原料时进仓条件要求：含水率宜为40%～60%；有机物含量为20%～60%；碳氮比为20：1～30：1；重金属含量指标应符合现行国家标准《城镇垃圾农用控制标准》的规定，成都市生活垃圾可以用堆肥处理。
四、城市生活垃圾综合处理技术
城市生活垃圾综合处理技术是在克服单一处理方法缺点的基础上，必须采取多种技术对其进行综合处理才能达到垃圾处理的减量化、资源化、无害化。但是，这需要在一个新的基础上去考虑综合处理模式中各种技术的地位和作用。
针对我国混合收集垃圾的特点，将生物处理技术作为填埋或焚烧的预处理技术，是解决我国垃圾处理难题的一种有前途的技术组合。近10年来，机械生活处理技术在欧洲作为填埋处理或焚烧处理的预处理技术得到了快速发展，已经出现了机械生物处理——卫生填埋、机械生物处理——焚烧发电等一些综合处理的趋势。
机械生物处理技术，是采用机械或其他物理方法与生物工艺相结合，对垃圾中可生物降解组分进行处理和转化，并使之达到稳定化的技术。这种技术实际上是在混合垃圾堆肥处理的基础上衍生发展而来的，但更多地采用了高效的机械或物理分选技术，强化了材料的分选回收或发酵过程的控制。混合垃圾经机械生物处理后，95%的可降解TOC（总有机碳）和86%的非纤维素碳水化合物得到转换，垃圾重量、体积和含水率都会减小，热值增大，有利于后续处理并能减轻对环境的影响。如减少了填埋过程中的填埋气体、渗滤液，减少占地空间等。经过机械生物处理稳定化的垃圾，填埋后渗滤液和填埋气体产生的污染可以减少95%。假设原始生活垃圾含水率为60%，经垃圾堆肥处理后，含水率一般可降为20%～30%，假定下降到25%，而这含水率的减少，对垃圾的热值贡献很大。我们可以通过一些数据来初步估算在生活垃圾焚烧过程中其含水率对垃圾热的影响变化，在通常情况下，原始垃圾含水率为40%～70%时，焚烧场垃圾收集池中析出的渗沥液量约为6%～20%，那么在上面我们的假设中，原始垃圾产生的渗沥液约为17%，经堆肥处理后，垃圾渗沥液将下降到7%左右，从而使垃圾渗沥液减少10%左右。由于析出渗沥液后的垃圾热值在边界条件具有不确定的因素，但一般可按垃圾渗沥液减少1%，垃圾热值增加104kJ/kg进行计算，因此经过垃圾堆肥后，垃圾热值无形中就增加了1040kJ/kg左右。而这增加的热值对于垃圾焚烧来说，可是不容忽视的，一来热值的增高，在垃圾焚烧时所投入的助燃剂就降低，垃圾的粒径比较均匀，对焚烧炉型的选择及设备损坏程度都得到了改善，从而降低了垃圾焚烧时运行成本。二来垃圾所产生的渗沥液也减少，对焚烧厂建立污水处理系统减少了处理负荷，其次还减少空气环境污染。
近年来在意大利、西班牙实施的几个综合处理项目表明，在对垃圾进行破碎，并经过通风发酵预处理的前提下，热值能从2000kcal/kg提高到3000kcal/kg，经过适当分选后再采用流化床进行焚烧处理，热能利用率可以达到30%以上。
五、结论
从系统管理的角度出发，抓好垃圾源头减量工作，尽量少产生垃圾，将已产生垃圾最大程度回收利用，再通过卫生填埋、堆肥、焚烧制能等工程技术措施减容及进一步资源化，是符合循环经济和可持续发展要求的做法。综合分析垃圾处理技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的无害化、减量化、资源化效果等方面，卫生填埋、焚烧、堆肥都有各自的优缺点和适用条件，如果成都市生活垃圾处理在坚持因地制宜、技术可行、设备可靠、适度规模、资源利用和综合治理的原则下，采用三种主要方法适当组合，能取得更大的环境效益、社会效益和经济效益。
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