3種生活垃圾處置方式的特點(diǎn)解析及評價(jià)方法研究展望

王德芳 高賢彪 項(xiàng)娟 李妍 段志潔

摘 要：本文對填埋、焚燒和好氧堆肥3種垃圾收集處置方式的特點(diǎn)及其應(yīng)用情況進(jìn)行定性解析，并根據(jù)定性比較存在的缺陷，提出對生活垃圾處置方式進(jìn)行定量評價(jià)的必要性，并對其評價(jià)方法的研究進(jìn)行了展望，旨在為生活垃圾處理方式的合理選擇及其評價(jià)指標(biāo)體系的建立提供參考。

關(guān)鍵詞：生活垃圾； 處置方式； 特點(diǎn)解析； 評價(jià)

中圖分類號(hào)：R124.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.10.018

Abstract：In this paper， the characteristics and application of landfill， incineration and composting were analyzed qualitatively. According to the defects of qualitative comparison， the necessity of quantitatively evaluating in the domestic waste disposal methods was proposed， and the evaluation method was prospected， aiming to provide reference for the reasonable selection of disposal method and the establishment of evaluation index system.

Key words：domestic waste； disposal mode； features analysis； evaluation

垃圾問題已經(jīng)成為人類文明發(fā)展的一個(gè)“世界難題”，如何提高生活垃圾安全化、無害化、資源化處理效率成為了垃圾處置行業(yè)的重要發(fā)展方向，首要問題是找到一種適宜推廣的、便捷高效的系統(tǒng)性處理方法[1]。目前，混合收集處理是我國大部分城市所采用的垃圾處理方式，即各種生活垃圾混雜在一起收集后再集中處理，傳統(tǒng)無害化處理方式主要有填埋和焚燒，根據(jù)《2015年中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中數(shù)據(jù)顯示，2014年全國共有818座無害化處理場，604家是衛(wèi)生填埋場，188家垃圾焚燒場，2014年生活垃圾產(chǎn)生量為1.78億t，生活垃圾無害化處理1.64億t，無害化處理率為92.1%，其中1.07億t為衛(wèi)生填埋，0.53億t為焚燒，其余顯示通過其他方式處理[2]。除上述兩種傳統(tǒng)處理方式外，好氧堆肥是在通氣條件好，氧氣充足的條件下，好氧菌對廢物進(jìn)行吸收、氧化以及分解的過程，可以實(shí)現(xiàn)易腐有機(jī)廢物再利用，產(chǎn)生價(jià)值，逐漸成為政府倡導(dǎo)的資源節(jié)約型生活垃圾無害化處理方式。

本文根據(jù)已有的相關(guān)研究資料，對填埋、焚燒和好氧堆肥3種生活垃圾處置方式進(jìn)行比較，旨在為生活垃圾高效處置方式的評價(jià)方法提供參考。

1 3種生活垃圾處置方式的特點(diǎn)及應(yīng)用概況解析

綜合減量化、無害化和資源化指標(biāo)，對填埋、焚燒和堆肥3種生活垃圾處置方式的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)[3-4]，詳見表1。從減量化指標(biāo)看，堆肥優(yōu)于衛(wèi)生填埋和焚燒；從無害化和資源化指標(biāo)上看，3種處置方式各有利弊。

我國幅員廣闊，不同區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平差別很大，垃圾處理方式的選擇受到多方面因素的制約，首先要考慮土地資源的稀缺程度和城市人口發(fā)展趨勢，其次還要綜合考慮城市已有的生活垃圾處置場的布局和規(guī)劃、當(dāng)?shù)丨h(huán)境管理和監(jiān)管水平等因素。焚燒、填埋和堆肥3種處置方式孰優(yōu)孰劣，沒有絕對標(biāo)準(zhǔn)，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行判定并合理選擇。

1.1 衛(wèi)生填埋處理

垃圾填埋場最大的優(yōu)點(diǎn)就是操作簡單，可以處理所有種類的垃圾，技術(shù)也相對成熟，可以實(shí)現(xiàn)較低成本的啟動(dòng)和運(yùn)行。垃圾填埋處理最突出的特點(diǎn)是需要投入大量的土地，如目前亞洲最大的垃圾填埋場——上海老港垃圾填埋場，占地約1 467 hm2，但其處理能力有限，服務(wù)期滿后仍需建設(shè)新的填埋場，進(jìn)一步占用土地資源[5]。另外，當(dāng)前我國的垃圾填埋場普遍存在嚴(yán)重的二次污染，例如垃圾滲出液、臭味、填埋氣等問題也是困擾垃圾填埋場運(yùn)行的環(huán)境問題。

我國《垃圾填埋場設(shè)計(jì)規(guī)范》明確要求新建的垃圾填埋場要建設(shè)填埋氣收集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)填埋氣的利用，其主要方式是利用垃圾填埋氣發(fā)電。新建的高水平垃圾填埋場基本上從設(shè)計(jì)階段就解決了垃圾滲濾液污染地下水和土壤、垃圾堆放臭氣影響場地周邊空氣質(zhì)量、寄生蟲等對動(dòng)植物的危害、垃圾填埋氣（主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氫和氮?dú)?，成分和天然氣類似，其中甲烷含量一般達(dá)50%以上）安全隱患以及溫室氣體效應(yīng)等問題，避免了二次污染，同時(shí)也加大了項(xiàng)目建設(shè)的投資和運(yùn)行成本。相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在填埋氣被集中收集用于發(fā)電后，可增加垃圾填埋場20%的庫容量[6]。此外，填埋氣發(fā)電無需向政府收取垃圾處理費(fèi)，國家對垃圾填埋氣上網(wǎng)電價(jià)的補(bǔ)貼政策為2005年脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)加補(bǔ)貼電價(jià)0.25元·（kW·h）-1，補(bǔ)貼時(shí)間為自投產(chǎn)之日起15年內(nèi)。

目前，根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展階段及現(xiàn)實(shí)情況，衛(wèi)生填埋具有技術(shù)成熟、處理費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，適用于我國大部分地區(qū)[7]，這也是導(dǎo)致衛(wèi)生填埋依然是我國大部分城市生活垃圾主流處理方式的主要原因。

1.2 焚燒處理

垃圾焚燒處理是除衛(wèi)生填埋外應(yīng)用最多的生活垃圾無害化處置方式。相比于垃圾填埋，垃圾焚燒發(fā)電首先的優(yōu)勢就在于減少了占地，對土地資源的索取小，而且減量化和無害化程度都很高，從根本上避免了對地下水和土壤的污染。但污染主要轉(zhuǎn)化為大氣污染，其范圍變得更廣，處理不當(dāng)可能產(chǎn)生二噁英——被世界衛(wèi)生組織稱做“最毒的致癌物質(zhì)”，因此，在國家對環(huán)保管控越來越嚴(yán)格的情況下，對焚燒尾氣的關(guān)注度日趨增加[8]，該處理方式對焚燒條件要求亦日趨嚴(yán)格，其投資和運(yùn)行成本巨大 。從資源循環(huán)利用的角度，配合發(fā)電設(shè)備將焚燒的能量用來發(fā)電，一般垃圾低位熱值達(dá)到5×103 kJ·kg-1（1 200 kcal·kg-1）以上時(shí)才可以進(jìn)行焚燒處理，熱值越高，垃圾焚燒的發(fā)電效率越高，可以帶來一定的經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)垃圾的能源化，但是依然不能完全實(shí)現(xiàn)盈利。目前，我國對于垃圾焚燒發(fā)電廠的上網(wǎng)電價(jià)執(zhí)行全國統(tǒng)一垃圾發(fā)電標(biāo)桿電價(jià)每千瓦時(shí)0.65元（含稅），每噸生活垃圾折算上網(wǎng)電量暫定為280 kW·h；此外，在稅收方面享受增值稅即征即退和免征收營業(yè)稅的優(yōu)惠政策。但垃圾焚燒發(fā)電要求每天的垃圾處理量達(dá)到一定規(guī)模才能夠穩(wěn)定供應(yīng)機(jī)組，加上投資額較大（平均2億元以上），因此在省會(huì)城市可行，在中小城市則不易推廣[9]。

1.3 堆肥處理

堆肥適合于易腐熟、有機(jī)質(zhì)含量高的生活垃圾，可對生活垃圾中可降解的部分進(jìn)行資源利用，將生活垃圾中的生物質(zhì)經(jīng)無害化處理后返回到生態(tài)系統(tǒng)中去，有助于改善土壤，是一種符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的處理理念。堆肥工藝簡單，等量生活垃圾的處置成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于焚燒和填埋，適合在農(nóng)村地區(qū)推廣。根據(jù)我國垃圾具體特點(diǎn)，生活垃圾中的易腐有機(jī)物含量較高，采用堆肥技術(shù)可以達(dá)到比較好的處理效果。但堆肥技術(shù)不適合不可生物降解部分的有機(jī)物和無機(jī)物，對這部分的減量化、無害化、資源化程度低[10]；此外，生活垃圾中可能含有有害物質(zhì)，例如重金屬，對堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量影響嚴(yán)重，進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)后會(huì)危害人體健康。因此，堆肥方式必須是建立在垃圾分類收集和運(yùn)輸?shù)那疤嶂?，再將易腐有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵，才能在實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥料生產(chǎn)的同時(shí)防止重金屬對農(nóng)作物和土壤的滲入，真正實(shí)現(xiàn)無害化和資源化處理。另外，還要指出的是生活垃圾堆肥產(chǎn)品由于其肥效、成本及可能存在重金屬等問題，農(nóng)戶對其信任度低，較難打開市場，故還需進(jìn)一步提高其質(zhì)量監(jiān)管和政府支持力度。

習(xí)近平總書記2016年底在“研究‘十三五規(guī)劃綱要確定的165項(xiàng)重大工程項(xiàng)目進(jìn)展和解決好人民群眾普遍關(guān)心的突出問題等”工作會(huì)上，強(qiáng)調(diào)“要普遍推行垃圾分類制度，努力提高垃圾分類制度覆蓋范圍”。2016年6月國家發(fā)展改革委會(huì)同住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部根據(jù)《中共中央國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》和《生態(tài)文明體制改革總體方案》的要求，組織起草了《垃圾強(qiáng)制分類制度方案（征求意見稿）》，方案中除了提出強(qiáng)制垃圾分類的對象（公共機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)）、分類的方法（有害垃圾、易腐垃圾和可回收垃圾）、居民生活垃圾分類的鼓勵(lì)方向，也指出了要建立與之匹配的收運(yùn)體系的重要性，避免出現(xiàn)現(xiàn)階段垃圾分類投放后重新混合收運(yùn)的尷尬局面。由此可見，在生活垃圾分類勢在必行的情況下，堆肥工藝在易腐有機(jī)物的無害化和資源化利用中具有一定的優(yōu)勢，但還需解決其市場和監(jiān)管問題。

2 生活垃圾處置方式的評價(jià)方法研究展望

以天津市為例，截止目前，天津市共建成生活垃圾無害化處理設(shè)施12個(gè)，包括焚燒發(fā)電廠6個(gè)（雙港生活焚燒發(fā)電廠、青光垃圾焚燒發(fā)電廠、濱海新區(qū)第一垃圾焚燒發(fā)電廠、大港焚燒廠、天津貫莊垃圾焚燒廠）、衛(wèi)生填埋場6個(gè)（大韓莊垃圾填埋場、雙口垃圾填埋場、武清填埋場、薊縣生活垃圾填埋場、漢沽生活垃圾填埋場、大港生活垃圾填埋場）、綜合處理場2個(gè)、糞便和餐飲垃圾處理場各1個(gè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年天津市清運(yùn)生活垃圾216萬t，其中109萬t是采用衛(wèi)生填埋的方式，107萬t是采用焚燒的方式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年，天津市填埋處理生活垃圾109萬t，約占總量的50%；焚燒處理107萬t，占總量的49%，填埋比重略高于焚燒。市環(huán)衛(wèi)設(shè)施布局規(guī)劃提出，到2020年全市垃圾處理處置比例為焚燒50%、衛(wèi)生填埋20%，完成既定目標(biāo)任務(wù)艱巨[11]。

非定量分析僅可了解3種生活垃圾處理方式的特點(diǎn)，但無法站在全生命周期的角度形成一套科學(xué)、系統(tǒng)的生活垃圾不同處置方式的評價(jià)方法，對其應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)性的產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)，尤其對于能夠直接堆肥的生活垃圾部分，沒有確切的數(shù)據(jù)體現(xiàn)利用當(dāng)前農(nóng)業(yè)廢棄物和家庭生活垃圾堆肥帶來的環(huán)境績效和產(chǎn)生的正面影響。隨著我國垃圾分類相關(guān)政策的出臺(tái)，生活垃圾分類處理勢在必行，如何對分類后的生活垃圾進(jìn)行合理的分類處置非常重要，由于研究數(shù)據(jù)缺失導(dǎo)致無法通過量化數(shù)據(jù)反映不同處置方式的環(huán)境績效，故在未來的工作中開展實(shí)地調(diào)研顯得尤為重要?？筛鶕?jù)實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)繪制生活垃圾高效處置方式的系統(tǒng)邊界圖，確定輸入、輸出和過程，全方位探討對環(huán)境量化的貢獻(xiàn)值，包括輸入（基礎(chǔ)建設(shè)、能源、資源）的減少、輸出（可回收物、有機(jī)肥料、溫室氣體、滲濾液、惡臭氣體）的變化、以及過程控制（無害化、安全化）部分，引入第三方評價(jià)，以權(quán)威、獨(dú)立、科學(xué)的方式協(xié)助確立生活垃圾的資源化水平評價(jià)方法，以量化的結(jié)果向社會(huì)、政府、公眾反映當(dāng)前農(nóng)村生活垃圾處理方式的利弊，為未來在我國推廣高效處置方式提供技術(shù)和科學(xué)數(shù)據(jù)的支撐。

通過定期由第三方機(jī)構(gòu)主導(dǎo)的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)分析、直觀對比來引導(dǎo)農(nóng)村生活垃圾高效處置方式的規(guī)范化發(fā)展，以權(quán)威、科學(xué)的研究方法和分析數(shù)據(jù)向消費(fèi)者、社會(huì)、政府等相關(guān)利益方展示本系統(tǒng)的相關(guān)信息。通過建立一套科學(xué)、有效的環(huán)境績效評價(jià)指標(biāo)體系，不僅有利于因地制宜選擇適當(dāng)有效的垃圾處理方式，為政府部門提供決策依據(jù)，同時(shí)還可改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用和環(huán)境的低碳綠色發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]樊石磊，呂梃，席北斗，等.垃圾填埋場填埋氣產(chǎn)生與遷移計(jì)算機(jī)模擬[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2008，2（8）：1115-1120.

[2]王海瑞.城市生活垃圾直接氣化熔融焚燒過程控制[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008.

[3]李松干.BM區(qū)城市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目可行性研究[D]. 廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2014.

[4]周振鵬，曾彩明，李小建，等.東莞市生活垃圾堆肥減量化的試驗(yàn)研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2012（3）：23-25.

[5]王臨清，李梟鳴，朱法華.中國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].環(huán)境污染與防治，2015 （2）：106-109.

[6]劉勇.城市生活垃圾焚燒發(fā)電的現(xiàn)狀及建議[J].襄樊學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（5）：54-57.

[7]鄭祥，楊勇，雷洋.中國城市垃圾填埋場沼氣發(fā)電潛力分析[J].環(huán)境保護(hù)，2009（4）：19-22.

[8]李軍，肖燕，陳竹.垃圾焚燒發(fā)電廠臭氣控制方案優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2016（6）：56-57.

[9]葉紅升.城市生活垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目效益分析[D].長春：吉林大學(xué)，2015.

[10]張瑾.垃圾滲濾液處理難點(diǎn)及其處理技術(shù)探討[J].河南科技，2014（6）：39-40.

[11]陶淵，黃興華.城市生活垃圾綜合處理導(dǎo)論[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.