城市固體廢物處理及資源化利用的有效途徑

郭 健，王海勇，孫久振，曹 欣

（1.濟(jì)南市環(huán)境研究院，山東 濟(jì)南 250102；2.濟(jì)南市生態(tài)環(huán)境局平陰分局，山東 濟(jì)南 250400)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，伴隨著工業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)流通、消費(fèi)等社會(huì)活動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生很多的固體廢物，固體廢物是當(dāng)前城市環(huán)境污染的主要來(lái)源。隨著城市化進(jìn)程不斷加快，固體廢物增加趨勢(shì)明顯。固體廢物對(duì)環(huán)境的影響最為嚴(yán)重，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和固體廢物產(chǎn)生量具有明顯的同位關(guān)系，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展又和固體廢物有著明顯的矛盾關(guān)系，重視固體廢物處理，做好資源化利用，才能推動(dòng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，建設(shè)更加美麗的現(xiàn)代化中國(guó)。

1 固體廢物處理和資源化利用的必要性分析

全國(guó)每年新增固體廢物100多億噸，歷史堆存總量高達(dá)600-700億噸。如果固體廢物不能很好地收集和處理，對(duì)環(huán)境造成的影響會(huì)越來(lái)越大。任何產(chǎn)品發(fā)揮完使用價(jià)值后，作為價(jià)值的物質(zhì)承載體就成了固體廢物，失去使用價(jià)值的固體廢物，占據(jù)一定的空間，在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或生物轉(zhuǎn)化，如果不能及時(shí)加以科學(xué)合理處理，嚴(yán)重影響人們的生活，會(huì)占據(jù)人類(lèi)更多的生產(chǎn)或者生活空間，尤其是對(duì)空氣、土壤、水及食物鏈等產(chǎn)生諸多污染，嚴(yán)重威脅人類(lèi)賴(lài)以生存的地球環(huán)境[1]。

作為世界制造大國(guó)，產(chǎn)生工業(yè)下腳料越來(lái)越多，圍繞工業(yè)生產(chǎn)原材料使用產(chǎn)生的包裝材料也不斷增加。作為世界第一人口大國(guó)和消費(fèi)大國(guó)，國(guó)人的消費(fèi)能力不斷增強(qiáng)，生活水平不斷提升，日常消費(fèi)所產(chǎn)生的各種固體廢物與日俱增。城市固體廢物處理與資源化利用也成為當(dāng)前首要解決的問(wèn)題之一，如果不能很好地加以科學(xué)處理和資源化利用，會(huì)帶來(lái)非常嚴(yán)重的后果。以印度為例，作為發(fā)展中國(guó)家，近年來(lái)垃圾堆積成山，垃圾圍城越來(lái)越嚴(yán)重，不僅影響城市形象，更給居民的生活、出行、健康帶來(lái)諸多的影響，固體廢物污染成為印度政府最為頭疼的問(wèn)題。

同時(shí)，我國(guó)是資源消耗大國(guó)，也是資源相對(duì)不足的國(guó)家，國(guó)家每年需要進(jìn)口大量的物資，耗費(fèi)大量的外匯儲(chǔ)備。2019年我國(guó)累計(jì)進(jìn)口鐵礦石10.7億噸，進(jìn)口金額1 014.6億美元；2019年中國(guó)原油進(jìn)口量為5.05億噸，進(jìn)口金額為1 662億美元；2019年1月-10月，我國(guó)木材進(jìn)口總量為9 429.27萬(wàn)立方米。而國(guó)內(nèi)資源開(kāi)采也會(huì)對(duì)環(huán)境承載帶來(lái)很大的壓力。如果將這些固體廢物進(jìn)行很好的分類(lèi)篩選，做好資源化利用，就能減少資源進(jìn)口量，減緩國(guó)內(nèi)資源開(kāi)采，降低對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)變廢為寶，從而最大限度地保護(hù)我們賴(lài)以生存的環(huán)境，更好地滿(mǎn)足人們的生活和發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)固體廢物的資源再利用[2]。

2 固體廢物污染分析

2.1 對(duì)水體的污染

不少?lài)?guó)家在固體廢物處理方面沒(méi)有成熟的技術(shù)，缺乏完善的配套設(shè)施，產(chǎn)生的固體廢物直接拋進(jìn)河流、傾倒湖泊或推入海洋，一些國(guó)家把投棄海洋作為最為簡(jiǎn)潔的處理方式。隨著污染物負(fù)荷不斷加大，超過(guò)水體自?xún)裟芰r(shí)，就會(huì)對(duì)水體產(chǎn)生不可逆的污染，嚴(yán)重影響水中生物的生存，對(duì)生態(tài)平衡構(gòu)成極大的危害。同時(shí)，大量露天堆積固體廢物，經(jīng)過(guò)雨水的浸泡，同樣會(huì)產(chǎn)生大量的滲濾液，沒(méi)有很好地防滲或者收集處理的情況下，這些滲濾液還會(huì)污染到土壤和地下水，使得后續(xù)處理的難度和成本大大增加。固體廢物對(duì)地表、地下水造成不同程度的污染，嚴(yán)重影響生態(tài)平衡，影響居民的身體健康[3]。

2.2 對(duì)大氣的污染

固體廢物堆積的尾礦、粉煤灰、干污泥、工業(yè)腳料、建筑廢料、生活垃圾等等，在沒(méi)有很好地覆蓋和儲(chǔ)存的條件下，很容易產(chǎn)生揚(yáng)塵等大氣無(wú)組織排放，在不利氣象條件下，容易生成更多的塵埃或顆粒物懸浮，以及PM2.5的前體物等等，更有助于重污染天氣的形成。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和城市建設(shè)產(chǎn)生的固體廢物不斷增多，給大氣造成的影響越來(lái)越嚴(yán)重，曾經(jīng)在詞典里的陌生名詞——霾，如今成為最為熱門(mén)的詞語(yǔ)，尤其是在每年的秋冬季節(jié)，成為天氣預(yù)報(bào)的高頻詞，市民最為關(guān)心的空氣問(wèn)題。造成霧霾天氣增多并不斷嚴(yán)重的原因之一就是固體污染排放物增多，給大氣造成嚴(yán)重粉塵污染，從而加重了霧霾天氣的產(chǎn)生。同時(shí)，各種固體廢物與空氣發(fā)生作用，或在微生物的作用下，產(chǎn)生有毒有害氣體，帶來(lái)更嚴(yán)重的空氣污染，嚴(yán)重威脅人們的身體健康。這些污染給一些有基礎(chǔ)病的老年人帶來(lái)嚴(yán)重的健康威脅，甚至造成很多老年人因?yàn)榭諝馕廴菊T發(fā)呼吸道或者心腦血管疾病，造成嚴(yán)重的后果。

2.3 對(duì)土壤的污染

廢棄物堆積在土地上，造成土壤成分改變，嚴(yán)重影響土壤的肥力，影響植物的生存。尤其是改變土壤結(jié)構(gòu)，改變土質(zhì)，給土壤中的各種微生物帶來(lái)極大的危害，對(duì)植物根系造成極大的破壞，城市生態(tài)承載本來(lái)就已經(jīng)過(guò)量，這會(huì)進(jìn)一步危害城市環(huán)境。近年來(lái)，我國(guó)一些地區(qū)的土地肥力下降，尤其是城郊地區(qū)以及比鄰工業(yè)污染相對(duì)嚴(yán)重的地區(qū)，土壤污染問(wèn)題突出，給農(nóng)作物生產(chǎn)帶來(lái)很大影響，造成農(nóng)作物減產(chǎn)，甚至因?yàn)橹亟饘傥廴镜?，造成糧食或蔬菜質(zhì)量問(wèn)題。有機(jī)蔬菜越來(lái)越受追捧，一個(gè)重要原因是土壤污染問(wèn)題突出，居民對(duì)因固體廢物造成土壤污染的常規(guī)蔬菜的安全性產(chǎn)生質(zhì)疑。這樣不僅影響了居民的消費(fèi)支出，造成很大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也給我國(guó)食品安全帶來(lái)很多影響。如果各種固體廢物的有害物質(zhì)被植物吸收，又會(huì)間接傳播到生物鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)成更大的危害。這些生態(tài)型污染范圍廣，根治難，波及面寬，帶來(lái)的影響很難一時(shí)消除，造成嚴(yán)重的生態(tài)威脅。且各種固體廢物又會(huì)滋生蚊蟲(chóng)蒼蠅，給細(xì)菌繁殖提供溫床，造成嚴(yán)重的城市環(huán)境污染[4]。

3 固體廢物處理資源化利用措施分析

3.1 安全填埋技術(shù)

這是最為傳統(tǒng)的固體垃圾處理方式，建造封閉式垃圾填埋場(chǎng)，將這些沒(méi)有回收價(jià)值的固體廢物經(jīng)過(guò)預(yù)處理之后，通過(guò)專(zhuān)用運(yùn)輸工具輸送到封閉式填埋場(chǎng)，在用推土機(jī)將其推平壓實(shí)，中間覆蓋相應(yīng)的土層。該方法采用先地下再地上的方式，在地下填埋完后，再實(shí)施地上部分填埋。此種處理方式已經(jīng)堅(jiān)持了很長(zhǎng)時(shí)間，并且積累了相對(duì)成功的經(jīng)驗(yàn)，具有經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)，處理規(guī)模大，能源消耗低等特點(diǎn)。這種模式從我國(guó)早期大城市開(kāi)始，隨著規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市用地成本越來(lái)越高，尤其是城市污染治理越來(lái)越受到重視后，目前，一線(xiàn)和二線(xiàn)城市已經(jīng)基本不采用這種模式，而中西部地區(qū)，尤其是四五線(xiàn)城市，在處理危害相對(duì)較小的固體廢物時(shí)，因經(jīng)濟(jì)成本原因，還在進(jìn)行。而國(guó)外發(fā)展中國(guó)家，很多城市也在運(yùn)用這種模式。但是，這種處理方式的缺點(diǎn)也非常明顯，對(duì)環(huán)境污染并沒(méi)有徹底根除，其危害依然存在[5]。尤其是一些有毒的固體廢物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的生物作用或雨水侵蝕，就會(huì)產(chǎn)生更多的滲濾液，對(duì)土壤和地下水造成極大的危害。而且固體垃圾填埋會(huì)占用大量的土地，在國(guó)家耕地保護(hù)不斷加壓的背景下，在用地日益緊張的新形勢(shì)下，這種填埋處理辦法是不可持續(xù)的技術(shù)和方式。同時(shí)，為了減少這種填埋處理對(duì)環(huán)境的影響，還需要研究與之相對(duì)應(yīng)的預(yù)警技術(shù)、防滲漏修補(bǔ)技術(shù)，后期管理成本也在持續(xù)增加[6]。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)污染治理力度不斷加大，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越緊迫，特別是“綠水青山就是金山銀山”理念的不斷深入，各地也在采取更具可持續(xù)性的固體廢物處理方式。當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量不斷提升，政府財(cái)政收入和財(cái)政能力不斷增強(qiáng)，地下填埋的方式也越來(lái)越?jīng)]有市場(chǎng)。

3.2 焚燒處理方式

焚燒處理技術(shù)是經(jīng)過(guò)高溫分解或氧化燃燒處理，一般是在燃燒爐中加入一定的空氣或者助燃劑，使這些有機(jī)固體廢物在燃燒池中充分燃燒。且很多有毒的固體廢物經(jīng)過(guò)高溫處理或燃燒變成無(wú)害的氣體或者固體廢物，這些固體廢物會(huì)生成大量的二氧化碳、水蒸氣排入空氣中，留下一定的固體殘?jiān)?，此時(shí)的固體廢物的體積大大減少，只有不到原來(lái)體積的20%。并且在燃燒過(guò)程中余熱還可以用來(lái)回收利用，發(fā)電或供熱，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)固體廢物的處理和資源化利用。這種方法是當(dāng)前應(yīng)用比較多的處理方式，尤其是大量有機(jī)固體廢物處理，一般采用焚燒處理。該技術(shù)可以很好地減少固體廢物體積，并且處理量非常大，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化循環(huán)處理。但這種技術(shù)也有一定的缺點(diǎn)，一次性投資比較大，需要建設(shè)大規(guī)模的垃圾焚燒電廠(chǎng)，還有與之相配套的各種設(shè)備。尤其是在焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，在全球節(jié)能減排的背景下，二氧化碳對(duì)全球的溫室效應(yīng)產(chǎn)生一定的影響。同時(shí)，有些有機(jī)廢物在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氯化氫、呋喃類(lèi)化合物，還有二噁英等有毒物質(zhì)，這些對(duì)空氣的污染更嚴(yán)重。另外，固體廢物燃燒處理也不是簡(jiǎn)單焚燒，需要對(duì)這些固體廢物進(jìn)行分類(lèi)，要根據(jù)其熱值、成分、可燃度等進(jìn)行更科學(xué)合理的搭配，才能確保這些固體廢物得到充分高效燃燒，最大限度地降低殘留，并需要做好各種有害氣體處理等工作[7]。現(xiàn)在，環(huán)保和垃圾處理已經(jīng)形成了聯(lián)系非常緊密的產(chǎn)業(yè)，尤其是基于焚燒處理技術(shù)和工藝的不斷創(chuàng)新改進(jìn)，焚燒處理成本越來(lái)越低，二次污染影響越來(lái)越小，而由此產(chǎn)生的收益在不斷增加，未來(lái)將會(huì)有更好的發(fā)展空間。

3.3 堆肥處理技術(shù)

堆肥處理技術(shù)主要是微生物培植分解，根據(jù)厭氧和好氧細(xì)菌不同特點(diǎn)，做好分類(lèi)堆肥處理。既能夠讓城市固體廢物得到很好地處理，又能夠通過(guò)城市工業(yè)化堆肥處理，改善城市環(huán)境，還能為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更多的有機(jī)肥料，增強(qiáng)土壤肥力，提升農(nóng)作物產(chǎn)量，降低生產(chǎn)投入成本。但是這種處理方式對(duì)固體廢物有著非常明顯的要求，必須有機(jī)質(zhì)含量足夠高，生物降解性足夠好，且不能存在有毒、有害物質(zhì)，這就使得實(shí)施堆肥處理受到更多的限制。處理時(shí)先做好破碎和分選，其中的玻璃陶瓷塑料等廢物要篩選出來(lái)，再將這些易分解的有機(jī)物通過(guò)攪拌、通風(fēng)，讓微生物更好地生存繁殖，經(jīng)過(guò)幾次發(fā)酵，這些有機(jī)物廢物實(shí)現(xiàn)了減量和轉(zhuǎn)化。并且要去除其中的氨、硫化氫等有毒有害氣體，并將這些好的廢物加以?xún)?chǔ)存，在春季或秋季當(dāng)作肥料來(lái)使用。隨著我國(guó)生物技術(shù)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，以科技推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，堆肥處理技術(shù)也越來(lái)越具有市場(chǎng)潛力，未來(lái)將會(huì)形成與之相對(duì)應(yīng)的完善產(chǎn)業(yè)。

3.4 固體廢物資源化利用

固體廢物資源化，主要針對(duì)退出生產(chǎn)或消費(fèi)中環(huán)節(jié)的固體廢物，通過(guò)更加完善的社會(huì)化分揀處理，制定配套管理措施，依靠一定的經(jīng)濟(jì)手段和技術(shù)設(shè)備，確保這些固體廢物能夠無(wú)害化處置，并且最大限度地減少污染物堆放，做好有價(jià)物質(zhì)的回收利用[8]。這種處理方式具有更好的公益性和經(jīng)濟(jì)性，也是未來(lái)處理最為主要的方向和趨勢(shì)，更是推動(dòng)固體廢物處理的動(dòng)力所在。要進(jìn)一步強(qiáng)化固體廢物的社會(huì)化綜合管理，全民參與固體廢物分類(lèi)，固體廢物分類(lèi)投放，這是實(shí)施廢物資源化利用最為重要的環(huán)節(jié)。全民參與垃圾分類(lèi)能夠最大限度地減少固體廢物分選、篩選、運(yùn)輸、處置成本，大大提高固體廢物的處置效率。尤其是將可回收利用的固體廢物加以分類(lèi)，實(shí)現(xiàn)資源化，動(dòng)員全社會(huì)的力量，制定強(qiáng)制性處罰措施，并輔之以經(jīng)濟(jì)性獎(jiǎng)勵(lì)，變廢物為資源。隨著我國(guó)環(huán)保政策以及固體垃圾分類(lèi)制度越來(lái)越完善，固體廢物資源化利用將會(huì)形成更為完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

總之，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，固體廢物也在快速增長(zhǎng)，充分重視固體廢物處理和資源化利用，并在實(shí)踐中依靠全民參與，做好科學(xué)分類(lèi)，借助更加先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備和更具持續(xù)性的處理方式，將這些固體廢物變成不同種類(lèi)的資源，真正實(shí)現(xiàn)固體廢物處理綠色化、低碳化，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)固體廢物處理和資源化利用，建設(shè)好美麗中國(guó)。