李湘洲
(長春理工大學(xué),吉林長春130022)
國外城市垃圾回收利用與管理的新動向
李湘洲
(長春理工大學(xué),吉林長春130022)
介紹發(fā)達(dá)國家美、日、德、瑞士、澳大利亞、新加坡等城市生活垃圾回收利用、管理與政策方面的最新發(fā)展動向。
垃圾;分類;回收;焚燒
目前,國外對生活垃圾的處理方法很多,包括:堆肥、填埋、焚燒、流化床制燃?xì)?、垃圾燃料、垃圾養(yǎng)殖蚯蚓法、垃圾制建筑材料、垃圾制石油、纖維糖化技術(shù)、廢纖維飼料化技術(shù)、垃圾煉鋼、垃圾產(chǎn)沼氣技術(shù)等。其中最常見的處理方式是堆肥、填埋、焚燒。不同國家所選擇的方式因垃圾成分不同而異,而且也不是一成不變的。
近30年來,國外垃圾焚燒技術(shù)之所以飛速發(fā)展,其主要原因有:(1)人們的物質(zhì)文化生活水平有較大提高,垃圾產(chǎn)量猛增,填埋已難以滿足需要。(2)燃燒構(gòu)成發(fā)生了重大變化,人們由燒煤、柴改為燒氣和石油,并且大量使用電能。(3)出現(xiàn)了超級市場,人們購買到的食品大都經(jīng)過加工處理,大大減少了廚房廢品。(4)各種物品大都改善或增加了包裝,垃圾的成分發(fā)生了很大變化,垃圾熱值有了顯著提高。(5)能源緊張,特別是石油危機(jī)以后,加速了垃圾產(chǎn)能的開發(fā)。(6)垃圾焚燒技術(shù)有了進(jìn)步和完善。(7)焚燒可使垃圾體積減少95%,質(zhì)量減輕75%~80%。堆肥在國外使用較少,因?yàn)榕c填埋法相比,其投資費(fèi)用較高。此外,堆肥產(chǎn)品的運(yùn)費(fèi)和銷路以及產(chǎn)品可能引起土壤重金屬污染等問題,都使堆肥法在國外發(fā)展較慢[1]。
就城市垃圾的控制、管理而言,國外大多通過法律、經(jīng)濟(jì)等手段控制其產(chǎn)生量,而對已產(chǎn)生的生活垃圾,則分類收集、回收利用、分類處理,概括起來有以下措施。
(1)法律控制:a.征收垃圾稅,尤其對塑料制品和一次性器具等加重征稅的國家越來越多;b.罰款;c.禁用;d.懲處。(2)回收利用。(3)收費(fèi)制約。(4)綠色交換。
國外生活垃圾的處理技術(shù)除了傳統(tǒng)的填埋法、焚燒法和堆肥法外,還有以下方法。
(1)內(nèi)核燃燒法。利用垃圾自身熱量焚燒垃圾,采用大量高加料,在垃圾點(diǎn)燃后,在料層底部形成若干熱核,熱核逐步擴(kuò)大后使整個料層著火燃燒并燃盡??梢圆焕闷渌o助燃料來處理低熱值、高水分的生活垃圾,這是垃圾焚燒的新方法。
(2)高技術(shù)垃圾分選處理法。利用不同垃圾的物理性質(zhì),采用人工粗選、重選、磁選以及氣流分選等方法進(jìn)行分類,再進(jìn)行回收利用。此法最大限度地做到物盡其用,將污染降低到最低限度,是目前最先進(jìn)的垃圾處理方法之一。由于一次性投入過大,除少數(shù)發(fā)達(dá)國家外,多數(shù)國家難以推廣使用。
(3)垃圾無害化處理篩選回收法。對生活垃圾實(shí)行無害化處理,然后再進(jìn)行資源回收,在化學(xué)試劑(包括催化劑)的作用下,利用微生物的降解力,通過10~15 d的高溫處理后,達(dá)到有機(jī)降解和無害化的目的。最后篩選分離為四部分,用作固體燃料、建筑材料、化工原料和金屬原料。是垃圾資源化處理的新方法。
(4)利用動物和微生物處理垃圾。此法目前尚處于實(shí)驗(yàn)階段,但其前景可觀。養(yǎng)殖蚯蚓是處理垃圾的一種好方法。一條蚯蚓每天吞食的垃圾量相當(dāng)于其體重的2~3倍,經(jīng)蚯蚓吞食處理后的排泄物是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)物;蟑螂可使分解后的有機(jī)物垃圾不必再經(jīng)過腐蝕發(fā)臭的污染階段。如果能有計劃、有目的地發(fā)揮蟑螂的分解作用,人們將能系統(tǒng)地處理有機(jī)物垃圾,并擴(kuò)大有機(jī)質(zhì)肥源。
美國是世界上經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的國家,也是產(chǎn)生垃圾最多的國家之一。據(jù)最新資料,自1960年以來,美國的城市垃圾總量幾乎增加了兩倍,2005年達(dá)到了2.45億t,平均每人每天產(chǎn)生2.5kg的垃圾。
為了減少城市垃圾,美國長期采取標(biāo)本兼治的方針。首先致力于改善產(chǎn)品結(jié)構(gòu),從源頭減少垃圾的產(chǎn)生量。如要求生產(chǎn)廠家簡化產(chǎn)品包裝,制定相關(guān)法律,使工廠在生產(chǎn)產(chǎn)品時就考慮垃圾處理和廢物利用問題。通過采取一系列措施,美國的城市垃圾從1960年不足1億t,持續(xù)上升到2005年的2億t之后,開始出現(xiàn)下降趨勢,人均每天產(chǎn)生垃圾從最高時的2.5kg,減少到今天的1.8kg左右[2]。
在控制垃圾增加量的同時,美國城市垃圾的處理方式也在不斷改進(jìn)。廢紙、玻璃、塑料和金屬等可再加工利用的垃圾,先被分類,然后被加工成新產(chǎn)品出售。食品垃圾和庭院草地垃圾則在分類后通過微生物技術(shù)制造成堆肥。據(jù)統(tǒng)計,城市垃圾回收利用率1960年只有6.4%,1990年增加到16.2%,至今大約30%的城市垃圾已被回收利用,發(fā)展速度很快。
對那些無法回收利用的垃圾,則主要采取填埋和焚燒的處理方法。目前被填埋的垃圾占總垃圾量的55%,被焚燒的占17%。美國目前大約有110多個垃圾焚燒場,平均每天的焚燒能力在10萬t左右。由于垃圾焚燒和空氣污染有密切關(guān)系,所以這項(xiàng)工作由美國環(huán)保署的空氣和輻射辦公室嚴(yán)格監(jiān)管。
就堆肥而言,目前美國庭院垃圾堆肥設(shè)施總數(shù)有3 000多家,堆肥廠的主要收入來源是向傾倒垃圾者收費(fèi)。堆肥廠無論由地方政府或私人擁有,垃圾送至堆肥廠時均需交費(fèi),標(biāo)準(zhǔn)為50~80美元/t[3]。
美國的垃圾資源回收再利用是通過開展街頭的分類收集活動來實(shí)現(xiàn)的。由環(huán)衛(wèi)部門,從住戶擺放在街頭的垃圾桶內(nèi)收集有用物質(zhì)。一般每個住戶都有一只自己的垃圾桶,里面放廢塑料、紙張、易拉罐等,在每周指定時間,要求住戶將垃圾桶放在人行道上供環(huán)衛(wèi)人員收集。有些地區(qū)則要求居民把垃圾分類放到不同顏色的容器內(nèi)。有的社區(qū)也允許居民將所有有用的垃圾放在一個容器里,然后再由市區(qū)進(jìn)行分棟。
執(zhí)行這一活動有兩個原則:一要方便居民,二要使分類收集的物質(zhì)易于再生處理。這樣做的結(jié)果是環(huán)衛(wèi)部門通過定期的分揀,來減少垃圾的總量。在農(nóng)村,由于垃圾分類收集的成本太高,因此要求居民把垃圾送到處理場去就地分揀,對居民十分不便,參與這種活動的人數(shù)相對較少,致使一些有用物質(zhì)不得不被填埋。
日本是世界上人均垃圾生產(chǎn)量最少的國家,每年每人只有410kg;同時,也是世界上垃圾分類回收做得最好的國家。從1980年開始,日本逐步建立起一套近乎苛刻的垃圾分類制度。每年12月份,日本的每一家住戶都會收到一張來年的特殊“年歷”,每月的日期都用黃、綠等不同顏色來標(biāo)注,每一種顏色代表哪一天可以扔哪種垃圾,比如,廚房垃圾,每周三和周五才能扔。如果不嚴(yán)格照規(guī)程分類操作,按規(guī)定時間扔到指定地點(diǎn),將面臨巨額罰款[4]。
日本的垃圾分類標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格而細(xì)致,包括資源垃圾、可燃垃圾、不可燃垃圾、危險垃圾、金屬垃圾等等。分類工作與相關(guān)教育和社會管理配套制度密切相關(guān)。日本進(jìn)行了10年全民教育,年年講,月月講,通過學(xué)校環(huán)境教育,由小學(xué)生來教育大人,這才有了今天的局面。一個社區(qū)新入住的居民,第一天就收到有關(guān)垃圾分類的說明和扔垃圾時間表,上面還有中、日、韓、英四種文字說明的彩色漫畫圖示。
在投放垃圾時加以分類,無疑會大大減輕環(huán)衛(wèi)人員的負(fù)擔(dān),加快垃圾處理的速度。日本垃圾分為三類:一是可燃性垃圾,包括廚房垃圾、紙屑、破舊服裝類等;二是不可燃性垃圾,有陶瓷器、金屬、玻璃、塑料、橡膠、皮革;三是大件垃圾,家具、家用電器、自行車等。要求不同類別垃圾在不同時間放到不同的垃圾收集場所。
垃圾減量是從源頭上減少和緩解垃圾的形成。日本在這方面主要發(fā)動群眾,搞“3R”運(yùn)動。第一個R是減少過分的包裝,提倡自帶購物袋;第二個R是不用的東西拿出去再利用(如不穿不用的東西拿到市場上出售);第三個R是把廢舊物資作為再生資源(如報紙、雜志及紙制品)。
日本垃圾處理的過程大致如下:居民把分好的垃圾投放到指定地點(diǎn),由垃圾車運(yùn)往垃圾收集站,經(jīng)過人工分選,壓縮后再送往大型轉(zhuǎn)運(yùn)站。大型轉(zhuǎn)運(yùn)站實(shí)際上也是一個資源回收中心,在這里通過機(jī)械與人工分選的方式,垃圾數(shù)量進(jìn)一步減少。下一步,在大型綜合處理廠,分選預(yù)處理后的垃圾進(jìn)入最后的處理階段,直接焚燒發(fā)電,或者制成RDF(垃圾燃料棒)焚燒發(fā)電,最終的殘渣被送去填埋。
可燃垃圾在經(jīng)過破碎、分選、干燥、成形等工序之后,變成了直徑2.5 cm、長約3~7 cm的燃料棒,熱值相當(dāng)于標(biāo)煤,這樣的燃料棒可以成為發(fā)電廠的燃料。與普通的垃圾焚燒不同,RDF的生產(chǎn)實(shí)際上是個物理過程。由于溫度控制較低、操作相對簡單,所以管理比較容易,可靠性高,對環(huán)境影響小,因而受到人們的歡迎。它可以作為發(fā)電廠的助燃劑,或與其他可燃垃圾一起作為燃料用于發(fā)電,發(fā)出的電又可以回供工廠[5]。
德國為垃圾處理規(guī)定了一個嚴(yán)格的程序:避免—收集—分檢—利用—焚燒—堆放。過去,垃圾業(yè)的任務(wù)是收集和處理垃圾,而現(xiàn)在的首要任務(wù)是設(shè)法避免垃圾。如科隆市設(shè)立了垃圾咨詢處,傳播如何避免垃圾的知識和方法。德國企業(yè)已增強(qiáng)環(huán)保意識,不再一味追求繁復(fù)的裝璜,推出了很多簡裝商品招攬顧客。
產(chǎn)品責(zé)任制原則是德國法律的一個特色。根據(jù)這一原則,誰生產(chǎn)了產(chǎn)品,誰就要對這一產(chǎn)品從生產(chǎn)過程直到產(chǎn)品使用結(jié)束成為垃圾負(fù)責(zé)。這一原則不僅解決了廢棄物后續(xù)處置費(fèi)用,而且起到鼓勵生產(chǎn)者減少原材料的使用量以及用可回收利用材料制造產(chǎn)品的作用。石油工業(yè)被要求免費(fèi)回收廢油,并且以無害生態(tài)環(huán)境的方式對廢油加以處理。與此相關(guān)的另一個規(guī)定是污染者付費(fèi)原則。公民必須支付以無害生態(tài)環(huán)境的方式(即費(fèi)用更高的方式)處理廢油所引發(fā)的費(fèi)用。
通過立法進(jìn)行管理是德國垃圾管理體系中關(guān)鍵的一環(huán)。如《廢棄物處理法》、《循環(huán)經(jīng)濟(jì)法》等都是德國政府為適應(yīng)不同時期垃圾的性質(zhì)和時代要求而制定的垃圾法。
完善而且提前建立的相關(guān)法規(guī)推進(jìn)了德國廢物處理業(yè)的發(fā)展。例如,根據(jù)2001年的廢物儲存法和1993年的生活垃圾處理技術(shù)法規(guī),自2005年6月1日起,只有在廢物焚化場處理過的生活垃圾才可以排放到垃圾填埋場。這樣,使垃圾填埋場的數(shù)量大大減少。德國的目標(biāo)是,爭取到2020年,對廢物中的有用物質(zhì)和能源進(jìn)行全部回收。
從20世紀(jì)90年代至今,德國投資了200億歐元用于焚化場、排放物過濾器、分類場、肥料廠、生物質(zhì)能廠等方面?,F(xiàn)在,德國不僅建立了最復(fù)雜、技術(shù)含量最高的廢物處理系統(tǒng),同時廢物業(yè)已成為一個很重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。雇員人數(shù)高達(dá)24萬人,營業(yè)額高達(dá)370億歐元,其中機(jī)器設(shè)備的出口額達(dá)66%,主要出口國為歐洲鄰國、美國和中國。
技術(shù)和管理水平的提高,改善了德國的環(huán)境狀況。20世紀(jì)90年代生活垃圾的利用率不到15%,而現(xiàn)在回收率幾乎達(dá)到了60%,其中玻璃、紙張、包裝材料、金屬和生物垃圾的回收率已經(jīng)達(dá)到90%。同時空氣質(zhì)量也有了很大改善,工業(yè)二氧化碳排放從1999—2003年下降了40%,塵埃排放從1990年的43.1萬t下降到2001年的10萬t[6]。
經(jīng)過幾十年的努力,瑞士這個面積只有4.1萬km2,人口僅700多萬的國家,在人均年收入超過4.57萬美元,居全球百萬人口以上國家第一位的同時,在廢棄物循環(huán)利用方面也處于世界領(lǐng)先地位。
2001年,瑞士政府頒布《填埋禁入法》,規(guī)定城市生活垃圾禁止直接進(jìn)入填埋場,由末端轉(zhuǎn)向源頭處理,形成倒金字塔的管理模式,即必須經(jīng)源頭減量,分類收集、處理、利用后,最終的惰性物質(zhì)才能填埋處理。
2005年以來,瑞士垃圾產(chǎn)量每年在增長,但送入焚燒廠的垃圾量在減少,可回收利用垃圾量不斷增加。其城市垃圾總回收率已達(dá)40%以上。以回收利用廢塑料瓶為例,目前瑞士全國設(shè)有1.5萬個回收中心,國民每年人均送往回收中心的塑料瓶100多個。全國廢棄塑料瓶回收率已超過80%,而歐洲其他國家的回收率只有20%~40%。瑞士之所以能有如此高的回收率,原因是政府規(guī)定相關(guān)企業(yè)只有在對自己的塑料瓶回收率達(dá)到75%以上,才能繼續(xù)生產(chǎn)或使用塑料瓶作為包裝[7]。
舊電池回收和再利用技術(shù)復(fù)雜,耗資巨大。目前世界上僅有兩家大型舊電池回收處理公司,其中就有一家落戶瑞士。瑞士有法律規(guī)定,居民不得隨意丟棄舊電池,更不能遺棄汽車蓄電瓶,電池也不能與其他垃圾混合處理,居民必須將廢電池投入專門回收箱,由物業(yè)集中處理。目前瑞士的廢舊電池回收率已達(dá)65%以上,政府期望達(dá)到80%以上。
瑞士還有許多致力于再生資源回收利用的民間“回收協(xié)會”,并形成一個網(wǎng)絡(luò)來加強(qiáng)各個回收組織之間的聯(lián)系,傳播有關(guān)再生資源分類、回收、處理加工等的最新信息。該協(xié)會以其獨(dú)立性和專業(yè)性成為循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的重要組織,起到密切聯(lián)系官方機(jī)構(gòu)、零售商和普通居民的作用。
澳大利亞年人均產(chǎn)生的垃圾量僅次于美國,居世界第二位。為解決垃圾問題,1992年,澳大利亞聯(lián)邦政府與各州政府確定了垃圾減量計劃,即到2010年,在1992年的基礎(chǔ)上減少垃圾50%。政府的政策、管理和宣傳在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)計劃方面起了積極的作用。
一是制定垃圾逐年減少的規(guī)劃目標(biāo),逐年提高廢物利用的比例。新州計劃在未來12年,使城市廢物回收利用率由現(xiàn)在的25%提高到66%;商業(yè)及工業(yè)由現(xiàn)在的23%提高到63%;建造業(yè)及折除業(yè)由現(xiàn)在的60%提高到75%。二是積極發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的作用,通過各種廢物回收利用專業(yè)委員會,與城市居民、工商企業(yè)進(jìn)行良好的溝通,制定有關(guān)政策,積極引導(dǎo)鼓勵人們減少廢棄物,提倡利用再生資源。三是注重宣傳,加強(qiáng)全民對環(huán)保和再生資源回收利用的認(rèn)識,政府印發(fā)小冊子,配備教員講解,評選先進(jìn)典型,使全民意識有了很大提高。
在澳大利亞,居民及企業(yè)廢棄物的處理,都必須由個人或企業(yè)交納一定的費(fèi)用,不管是可利用或不可利用的,包括報廢汽車都得自己送到處理場并交費(fèi)。不管是誰,如果隨意丟棄廢物,屬違法行為,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)將會受到重罰,甚至被起訴。所以人們都自覺遵守規(guī)定。
澳大利亞的再生資源利用比較充分。由私人投資的澳大利亞最大的廢品回收利用企業(yè)VISY公司,擁有8000名員工,100座工廠。每年可回收加工85萬t紙、50萬t玻璃、2萬t塑料和0.5萬t金屬,年銷售規(guī)模達(dá)30億澳元,已形成一整套回收、加工、產(chǎn)成品循環(huán)利用體系[8]。
新州的一家政府所有的垃圾處理廠,占地20.4 hm2,實(shí)行工廠化操作。巨大的封閉車間,只有少量工人在車間內(nèi)進(jìn)行機(jī)械分選。分選出紙、塑料和玻璃,然后分別運(yùn)往加工企業(yè)。分選后不能利用的廢物運(yùn)往填埋場。設(shè)備是引進(jìn)美國的,這樣的企業(yè)全州共有4個。他們還把生活垃圾收集起來,進(jìn)行分類粉碎,將綠色垃圾(指沒有油漆過的舊木要、樹枝、樹葉)與廚房產(chǎn)生的有機(jī)物垃圾處理后混合,作為蚯蚓的食物,蚯蚓的糞便是很好的農(nóng)業(yè)有機(jī)肥料。
新加坡是一個面積只有680 km2的國家,人口密度大,資源匱乏。政府十分重視垃圾廢料的再循環(huán)利用、節(jié)能和環(huán)保,以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。從20世紀(jì)90年代初起,新加坡政府就開始了促進(jìn)減少垃圾和廢物利用工作,力圖減少焚化和填埋的垃圾數(shù)量。到2001年,新加坡廢物循環(huán)量已達(dá)處理總量的44%。
近年來,新加坡政府又先后出臺了2012年綠色計劃、國家再循環(huán)計劃、無垃圾行動等政策。綠色計劃的目標(biāo)是,政府、公可機(jī)構(gòu)及民眾三方合作,訂立保持健康生活環(huán)境的10年規(guī)劃。來自上述3個社會領(lǐng)域的115名成員成立了新加坡綠色計劃協(xié)調(diào)委員會和6個行動計劃委員會,提出了廢物處理、清潔空氣、自然保護(hù)等24個項(xiàng)目的155個行動計劃,并定期檢查、評估、監(jiān)督及落實(shí)。
實(shí)馬高垃圾處理場位于新加坡本島以南8 km,面積約350 hm2,是世界第一個人工海濱垃圾填埋場。建造實(shí)馬高垃圾處理場的投資約4億美元,包括11個大小不同的區(qū)域。其規(guī)劃填埋土方總量達(dá)6 300萬m3,預(yù)計使用30年。1999年4月,隨著新加坡政府關(guān)閉本島最后一個垃圾填埋場,實(shí)馬高垃圾處理場正式開啟使用。主要填埋來自新加坡本島4個焚化場的灰燼,日填埋垃圾量2 000 t左右[9]。無論是規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)還是投入運(yùn)營,實(shí)馬高垃圾處理場對自然環(huán)境和生態(tài)物種的保護(hù)都非常重視。
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[2] 李天信.美國2億t垃圾三成回收[N],經(jīng)濟(jì)日報,2000-09-25.
[3] 松 茲.美國的垃圾處理[J].知識就是力量,2003(3):18-19.
[4] 董金獅.垃圾處理:看看發(fā)達(dá)國家怎么做[N].經(jīng)濟(jì)參考報,2010-03-30.
[5] 孫秀艷.垃圾處理:向日本學(xué)什么?[N].人民日報,2010.4.8.
[6] 易懿敏.城市垃圾車開向哪里?[J].百科知識,2006.8(下):29-30.
[7] 趙劍英.瑞士:人均首富得益于循環(huán)經(jīng)濟(jì)[N].經(jīng)濟(jì)日報,2005.-08-29
[8] 澳大利亞的廢料回收[J].資源再生2008(10):35-36.
[9] 李 滿.新加坡:環(huán)境保護(hù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)政策收效明顯[N].經(jīng)濟(jì)日報,2005-08-29.
The trends of urban garbage recycling and management in foreign countries
LI Xiangzhou
(Changchun University of Science and Technology,Changchun 130022,China)
This paper introduced the latest trends of urban garbage recycling,management and policies in developed countries,such as America,Japan,Germany,Switzerland,Australia and Singapore.
garbage;sorting;recycling;incineration
X799.3
A
1674-0912(2010)09-0041-04
2010-07-23)
李湘洲(1940-),男,大專學(xué)歷,副教授,專業(yè)方向:機(jī)械制造。