淺析浦東新區(qū)垃圾處理技術(shù)發(fā)展及對(duì)比

李 美

(中海船研科技股份有限公司，上海 200135)

1 浦東新區(qū)垃圾產(chǎn)生及收運(yùn)情況

浦東新區(qū)面積為1 210 km2，常住人口526.39萬(wàn)，按照人均生活垃圾末端處理量0.74 kg/d計(jì)算[1]，日均產(chǎn)生垃圾約3 740 t。

人們生活中產(chǎn)生的垃圾可粗分為干垃圾和濕垃圾。干垃圾包括除廚余果皮(濕垃圾)、專項(xiàng)收運(yùn)、廢品回收以外的日常生活垃圾，如廢棄餐巾紙、尿不濕、灰土、廢紙、塑料袋等。濕垃圾(餐飲垃圾、廚余垃圾)是植物類和廚余類垃圾，如花草、菜葉、剩飯、食物殘?jiān)⑦^(guò)期食品等。實(shí)施干濕分類投放對(duì)減少生活垃圾處理量以及處理效果至關(guān)重要，而浦東新區(qū)政府以及居民近年來(lái)在垃圾分類方面也做了很多努力。

2011年2月，上海市浦東新區(qū)環(huán)保市容局頒布了《關(guān)于“十二五”期間全面推進(jìn)本區(qū)生活垃圾分類促進(jìn)源頭減量的實(shí)施意見(jiàn)》，明確“十二五”期間全面推進(jìn)本區(qū)生活垃圾分類促進(jìn)源頭減量工作的重要性，確定從2011— 2015年，該項(xiàng)工作分成試點(diǎn)階段(2011年)、推廣階段(2012—2013年)、完善階段(2014—2015年)三個(gè)階段，要因地制宜，循序漸進(jìn)，確保工作扎實(shí)有序推進(jìn)，取得實(shí)實(shí)在在的成效[2]。截至2012年底，上海市共有2 300余個(gè)小區(qū)、247個(gè)機(jī)關(guān)、396個(gè)學(xué)校、67個(gè)公園、914家企事業(yè)單位、349家菜場(chǎng)實(shí)行了垃圾分類，垃圾分類覆蓋到120萬(wàn)戶居民；其中，浦東新區(qū)共有430個(gè)小區(qū)、5座公園、120所學(xué)校等開(kāi)展了垃圾分類[1]。

2 浦東新區(qū)現(xiàn)有垃圾處理處置設(shè)施情況

浦東新區(qū)現(xiàn)有垃圾處理與處置設(shè)施三座，即御橋垃圾焚燒發(fā)電廠(設(shè)計(jì)處理規(guī)模1 000 t/d)、上海浦東美商生物高科技環(huán)保有限公司垃圾生化處理廠(設(shè)計(jì)處理規(guī)模1 000 t/d)和黎明垃圾老填埋場(chǎng)(設(shè)計(jì)處理規(guī)模1 500 t/d)，目前已封場(chǎng)。2009 年3 月在原黎明垃圾填埋場(chǎng)北側(cè)又進(jìn)行了擴(kuò)建工程(設(shè)計(jì)日處理規(guī)模882 t/d)，總庫(kù)容360 萬(wàn)t，填埋年限為9 年。現(xiàn)有的垃圾處理與處置設(shè)施的處理量不能完全解決現(xiàn)有的垃圾產(chǎn)生，因此在2012年新建上海黎明資源再利用中心(設(shè)計(jì)處理規(guī)模2 000 t/d)。接著對(duì)曹路地區(qū)臭氣擾民的主要源頭美商生物高科技環(huán)保有限公司垃圾生化處理廠進(jìn)行關(guān)停，并新建浦東有機(jī)質(zhì)固廢處理廠(設(shè)計(jì)處理規(guī)模300 t/d)。

3 浦東新區(qū)垃圾處理技術(shù)發(fā)展及對(duì)比

浦東新區(qū)垃圾處理發(fā)展至今，主要用到的技術(shù)有：填埋、焚燒和生化處理。每一種處理方式均有其適應(yīng)性和優(yōu)缺點(diǎn)，而正是干垃圾與濕垃圾的特點(diǎn)決定了它們所適用的處理方式也大為不同。較之干垃圾，濕垃圾具有含水量、有機(jī)物量、油脂及含鹽量高，易腐敗等特點(diǎn)。因此，濕垃圾如果填埋則會(huì)存在著浪費(fèi)土地、產(chǎn)生惡臭氣體及滲濾液等問(wèn)題。此外，由餐飲垃圾、廚余垃圾派生的“潲水油”、地溝油等問(wèn)題，危害人民健康，也引起了社會(huì)的極大關(guān)注。同樣的由于濕垃圾含水量高，如果混入干垃圾中焚燒，則會(huì)降低干垃圾的熱值，使垃圾得不到充分燃燒，影響后期焚燒處置的效果。把濕垃圾與干垃圾分開(kāi)投放，濕垃圾可以通過(guò)集中生化處理，轉(zhuǎn)化為肥料或者沼氣等，實(shí)現(xiàn)資源再利用，有利于減少生活垃圾的運(yùn)輸處置量及相關(guān)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的污染。而浦東新區(qū)的生化處理技術(shù)又經(jīng)歷了從美商生化處理廠到浦東有機(jī)質(zhì)固廢處理廠的過(guò)程，這兩者最大的不同在于兩者工藝中對(duì)氧的需求。美商生化處理廠應(yīng)用的是好氧堆肥工藝，而新建的浦東有機(jī)質(zhì)固廢處理廠應(yīng)用的是厭氧消化工藝。

3.1 好氧堆肥

好氧堆肥是在有氧的條件下，依靠好氧微生物(主要是好氧細(xì)菌)的作用來(lái)進(jìn)行的。好氧菌對(duì)有機(jī)質(zhì)進(jìn)行吸收、氧化、分解。微生物通過(guò)自身的生命活動(dòng)，進(jìn)行分解代謝(氧化還原過(guò)程)和合成代謝(生物合成過(guò)程)，把一部分被吸收的有機(jī)物氧化成簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，同時(shí)釋放出可供微生物生長(zhǎng)活動(dòng)所需的能量，而另一部分有機(jī)物則被合成新的細(xì)胞質(zhì)，使微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)生出更多生物體，從而將可生物降解的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的腐殖質(zhì)。這些腐殖質(zhì)可以用作土壤改良劑或肥料(見(jiàn)圖1)。

圖1 好氧堆肥工藝

好氧堆肥的最大特點(diǎn)是需要保證供氧量。氧氣是微生物賴以生存的物質(zhì)條件，供氧不足會(huì)造成大量微生物死亡從而影響最終處理效果。好氧堆肥的優(yōu)點(diǎn)在于投資較小，反應(yīng)過(guò)程參數(shù)控制簡(jiǎn)單，設(shè)備要求較低；缺點(diǎn)是占地大；需要保持開(kāi)放狀態(tài)，帶來(lái)臭氣問(wèn)題難以控制。

3.2 厭氧消化

厭氧消化是無(wú)氧環(huán)境下有機(jī)質(zhì)的自然降解過(guò)程。在無(wú)氧的條件下，依靠厭氧微生物(主要是厭氧細(xì)菌)的作用來(lái)進(jìn)行。在此過(guò)程中微生物分解有機(jī)物，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的化合物，同時(shí)釋放能量。其中，大部分能量以甲烷形式出現(xiàn)，這種可燃?xì)怏w可回收利用。同時(shí)，僅少量有機(jī)物被轉(zhuǎn)化、合成為新的細(xì)胞組成部分。影響反應(yīng)的環(huán)境因素主要有溫度、pH 值、厭氧條件、C/N、微量元素(如Ni、Co、Mo 等)以及有毒物質(zhì)的允許濃度等。厭氧過(guò)程一般在缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生，它的形成見(jiàn)圖2。

圖2 厭氧消化工藝

厭氧消化在大自然中是廣泛存在的，只是速度較為緩慢，效率無(wú)法最大化，隨著厭氧技術(shù)在污水治理的發(fā)展，人們已經(jīng)慢慢研究出了不同類型的厭氧反應(yīng)器，甚至在某些反應(yīng)器中可以形成富含厭氧菌的高效顆粒污泥，大大提高了厭氧消化的效率。厭氧消化分為兩步，第一步是酸化過(guò)程，分解成有機(jī)酸、醇類等。第二步是甲烷化階段，生成甲烷、水等。整個(gè)厭氧的過(guò)程在密閉反應(yīng)器中進(jìn)行，最終的產(chǎn)品甲烷可以通過(guò)管道收集、輸送，經(jīng)過(guò)凈化，脫氨，形成可以回收的沼氣，用于發(fā)電或者供熱，最大程度的進(jìn)行資源化。

其優(yōu)點(diǎn)是:具有高的有機(jī)負(fù)荷承擔(dān)能力；能回收生物質(zhì)能；不存在同源性的問(wèn)題，有機(jī)物被變成CH4和CO2；產(chǎn)品(CH4)銷路較好。其缺點(diǎn)是工程投資較大；工藝較復(fù)雜；對(duì)預(yù)處理及過(guò)程控制要求較高。

3.3 好氧堆肥和厭氧消化的對(duì)比

表1 好氧堆肥與厭氧消化的對(duì)比

好氧堆肥和厭氧消化都是垃圾資源化利用的方法，相較之下，厭氧消化技術(shù)更為先進(jìn)；可靠性較高；符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向；產(chǎn)品為沼氣或電力，能平穩(wěn)銷售，可保證垃圾的長(zhǎng)期持續(xù)性處理；適合大規(guī)模連續(xù)化工廠生產(chǎn)；二次環(huán)境污染較小，易于控制。

且厭氧消化方式的突出優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在節(jié)能環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等多種理念，能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。

(1) 厭氧消化后產(chǎn)生的沼氣是清潔能源;

(2) 在有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)變成甲烷的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了減量化和資源化;

(3) 厭氧消化產(chǎn)生的沼氣可以進(jìn)行發(fā)電或者制取天然氣，減少了溫室氣體的排放量;

(4) 餐飲垃圾含水率高，采用厭氧消化處理幾乎不用調(diào)節(jié)其含水率，節(jié)省了新水消耗量。

由于厭氧消化對(duì)于預(yù)處理的要求也更高，隨著浦東新區(qū)在垃圾分類工作的不斷進(jìn)步，相信未來(lái)的垃圾處理技術(shù)也將向著更專業(yè)化、細(xì)致化的程度發(fā)展。

總而言之浦東新區(qū)采用厭氧消化的方式新建有機(jī)質(zhì)固廢處理廠不僅能改善原美商生物處理廠周邊的臭氣問(wèn)題，也對(duì)浦東新區(qū)居民的垃圾分類提出了更高的要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

垃圾是一種放錯(cuò)地方的資源，若任由其不規(guī)范的管理和處置，將會(huì)帶來(lái)不良社會(huì)影響、環(huán)境影響和健康影響。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，隨著浦東新區(qū)生活垃圾分類工作的深入以及垃圾處理處置設(shè)施的逐步完善，浦東新區(qū)的生活垃圾處理逐步形成焚燒發(fā)電、生化處理、填埋等多元化、產(chǎn)業(yè)化生活垃圾處理處置體系；逐步形成全封閉、全壓縮生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)模式，這種垃圾綜合管理模式將對(duì)于推進(jìn)浦東新區(qū)垃圾的減量化、資源化、無(wú)害化處理處置起到積極作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭劍烽. 今年人均生活垃圾處理量每天0.74公斤[N/OL].新民晚報(bào)，2012-06-06[02][2013-02-06].http://xmwb.xinmin.cn/xmwb/html/2012-06-/06/content_2_6.htm.

[2] 浦東新區(qū)人民政府．關(guān)于“十二五”期間全面推進(jìn)本區(qū)生活垃圾分類促進(jìn)源頭減量的實(shí)施意見(jiàn)，浦府[2011]53號(hào)[R]．上海：浦東新區(qū)人民政府，2011．