吳莉鑫,薛 映,虞文波,于澤聰,金 攀,關(guān)文義,武 艷,王松林,肖可可,劉冰川,袁書珊,楊家寬
(1.華中科技大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,湖北 武漢 430074;2.固廢處理處置與資源化技術(shù)湖北省工程實(shí)驗(yàn)室,湖北 武漢 430074;3.武漢市危險(xiǎn)廢物處置與資源化工程技術(shù)研究中心,湖北 武漢 430074;4.安徽國禎環(huán)衛(wèi)科技有限公司,安徽 合肥 230000)
隨著各地生活垃圾分類管理?xiàng)l例的推行,垃圾處置日益成為人們廣泛關(guān)注的環(huán)境問題,城市生活垃圾管理與處置日漸規(guī)范,無害化處理率達(dá)99.2%[1]。另一方面,隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和生活水平的提高,農(nóng)村垃圾產(chǎn)生量呈增加態(tài)勢,目前我國農(nóng)村年生活垃圾產(chǎn)生量約為9.0 ×107t[2],并以8%~10%的速度逐年增長[3]。而村鎮(zhèn)生活垃圾管理尚存在許多不足,我國大多數(shù)村鎮(zhèn)地區(qū)的生活垃圾仍然采用簡易填埋的方式進(jìn)行處理[4],大部分垃圾未按照規(guī)范要求進(jìn)行處置,嚴(yán)重危害周邊環(huán)境與居民正常生活[5]。與城市生活垃圾相比,村鎮(zhèn)生活垃圾具有產(chǎn)生分布分散,季節(jié)性與地區(qū)性明顯,組分差異較大,產(chǎn)生量較小等特點(diǎn)[6]。因此選擇合適的處理處置方式以降低村鎮(zhèn)垃圾處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用與環(huán)境影響亟待研究。
生活垃圾理化特性分析是進(jìn)行垃圾科學(xué)管理與合理處置的重要前提,由于垃圾的異質(zhì)性,根據(jù)不同處置模式對各種類型與地區(qū)的垃圾特性進(jìn)行分析具有必要性。目前,針對我國主要大、中城市生活垃圾產(chǎn)生狀況及特點(diǎn)已有比較充分的研究。北京城區(qū)生活垃圾組分中廚余、紙類和塑料占總量的85%以上[7]。上海市生活垃圾含水率及有機(jī)質(zhì)含量較高[8]。華南某市垃圾濕基低位熱值為8 243 kJ/kg[9]。寧波主城區(qū)生活垃圾碳氮比為18.2[10]。張鵬等[11]針對重慶市生活垃圾特性提出了以填埋為主、結(jié)合少量焚燒的處置方式。
而對于較為偏遠(yuǎn)和欠發(fā)達(dá)的村鎮(zhèn)地區(qū),也有部分學(xué)者逐步開展了相關(guān)探究。江西省贛州市東江源區(qū)農(nóng)村生活垃圾以廚余為主(占60%以上),其次是灰土類(占12%以上)[12]。廣東省農(nóng)村生活垃圾各組分比例中可農(nóng)用成分、易燃物質(zhì)、難以降解的物質(zhì)分別占62.6%、30.0%、6.6%[13]。李志龍等[14]發(fā)現(xiàn)我國春季村鎮(zhèn)生活垃圾含水率為54.0%,濕基低位熱值為3 611 kJ/kg。於俊穎等[15]的調(diào)查發(fā)現(xiàn)我國中部地區(qū)典型農(nóng)業(yè)型村鎮(zhèn)生活垃圾中重金屬含量順序?yàn)镃r>Zn>Cu>Pb>Cd>As>Hg,其中Cd的超標(biāo)現(xiàn)象最為嚴(yán)重。
與此同時(shí),為了探究生活垃圾在填埋過程中特性的變化,Saluja等[16]的分析得出老齡填埋場陳垃圾中土壤狀物質(zhì)占總組分的73.6%,碳氮比為38.2 。張志彬等[17]對準(zhǔn)好氧填埋工藝中陳垃圾特性探究,發(fā)現(xiàn)垃圾含水率、電導(dǎo)率、有機(jī)質(zhì)均隨著填埋時(shí)間的增加呈現(xiàn)明顯的降低趨勢。張維等[18]的研究發(fā)現(xiàn)5 a填埋齡的陳腐垃圾的揮發(fā)性固體和總有機(jī)碳含量較新鮮垃圾顯著降低,準(zhǔn)好氧和厭氧填埋之間無顯著差異。已有研究大多是對村鎮(zhèn)生活垃圾特性時(shí)空分布規(guī)律進(jìn)行探究,而針對多雨地區(qū)村鎮(zhèn)生活垃圾及當(dāng)?shù)靥盥駡鲫惛匦缘木C合分析對比較少。
本研究對南方典型村鎮(zhèn)埠河鎮(zhèn)垃圾產(chǎn)生情況及物理組成、含水率、濕基低位熱值、有機(jī)質(zhì)等理化特性進(jìn)行詳細(xì)分析,并進(jìn)一步探究了當(dāng)?shù)乩亟M成及重金屬含量,為提出適合當(dāng)?shù)氐睦幚泶胧┙o予了相關(guān)數(shù)據(jù)支撐。并首次將村鎮(zhèn)新鮮垃圾與填埋陳腐垃圾組分及理化特性進(jìn)行對比,進(jìn)一步說明南方多雨地區(qū)村鎮(zhèn)簡易填埋場中垃圾特性變化規(guī)律,對我國村鎮(zhèn)生活垃圾處置模式的選擇提供理論依據(jù)。
以湖北省荊州市埠河鎮(zhèn)為主要研究對象進(jìn)行生活垃圾的采樣調(diào)查,埠河鎮(zhèn)目前垃圾處置以應(yīng)急填埋為主,部分垃圾外運(yùn)至焚燒廠進(jìn)行處置,總服務(wù)人口約82 335人[19]。選擇埠河鎮(zhèn)應(yīng)急垃圾填埋場為生活垃圾采樣與調(diào)查點(diǎn),填埋場位置及主要服務(wù)區(qū)域如圖1所示。同時(shí)對安徽省滁州市小崗村生活垃圾進(jìn)行采樣分析,根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研,小崗村垃圾處置方式主要為外運(yùn)焚燒,計(jì)劃實(shí)施垃圾分類-易腐垃圾翻板式引風(fēng)動態(tài)堆肥的處置模式,總服務(wù)人口為3 024人。小崗村的生活垃圾采樣點(diǎn)為當(dāng)?shù)乩?、垃圾箱?/p>
圖1 埠河鎮(zhèn)應(yīng)急填埋場主要服務(wù)區(qū)域及位置Figure1 The main service area and location of the emergency landfill in Buhe Town
根據(jù)CJ/T 313—2009生活垃圾采樣和分析方法,從2020年6月至次年1月,每月對埠河鎮(zhèn)生活垃圾進(jìn)行采樣,具體采樣頻次根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整,共進(jìn)行13次采樣。2021年1月2日對埠河鎮(zhèn)應(yīng)急填埋場陳腐垃圾進(jìn)行取樣,共進(jìn)行3次采樣。2020年7月10日至10月28日,對小崗村進(jìn)行生活垃圾特性現(xiàn)場調(diào)研及采樣,共進(jìn)行7次采樣。
填埋場采樣采取邊坡法,從當(dāng)日清運(yùn)的垃圾堆周圍均勻選取12個(gè)點(diǎn)采集垃圾,對垃圾桶、垃圾箱采樣采取全采集的方式,兩種方法采集量均在200 kg左右。將采集到的生活垃圾攪拌均勻后混合堆放于平地,等量劃十字分成4份,隨機(jī)選取對角的兩份垃圾舍棄,剩余的兩份繼續(xù)混勻,重復(fù)四等分操作,直到余下垃圾質(zhì)量為25 kg左右。將得到的樣品按照分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分揀,分別稱質(zhì)量后將樣品置于密封袋中,冷藏箱保存,立即送往實(shí)驗(yàn)室檢測其他指標(biāo)。
依據(jù)CJ/T 313—2009,對帶回實(shí)驗(yàn)室的生活垃圾樣品理化特性進(jìn)行相應(yīng)測定。
1)將新鮮垃圾樣品放入(105±5)℃的恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干至質(zhì)量恒定,根據(jù)烘干前后垃圾質(zhì)量差測定含水率。再對烘干后的樣品進(jìn)行破碎,過100目篩,處理后的樣品保存于干燥器中,用于后續(xù)測定。
2)稱取0.1 g左右樣品,使用氧彈式量熱儀(中國,三德,SDACM3100)測定垃圾樣品發(fā)熱量,按照標(biāo)準(zhǔn)方法(CJ/T 313—2009)的運(yùn)算步驟進(jìn)行濕基低位熱值的計(jì)算。
3)稱取0.3 g左右烘干樣品在馬弗爐(中國,武漢電廬實(shí)驗(yàn)電爐廠,SX-2-5-11)550℃恒溫灼燒2 h測定有機(jī)質(zhì)含量。
4)使用元素分析儀(德國,Elementar,Vario Micro cube)對過篩后的樣品中C、H、O、N、S元素含量進(jìn)行測定。
5)準(zhǔn)確稱量0.1 g樣品于消解管中,分別加入6mL HNO3、3mL HCl、2mL HF通過微波消解儀(中國,新儀,MDS-6G)進(jìn)行消解[20],消解后的樣品定容于50mL容量瓶中,使用ICP-OES(美國,珀金埃爾默,OPTIMA8300)對垃圾樣品中Zn、Cu、Cr、Cd、As、Pb、Ni等7種典型重金屬元素含量進(jìn)行測定。
采用Excel和OriginPro 9.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與圖像繪制。
受氣候等外界因素的影響,同一地區(qū)不同時(shí)間段產(chǎn)生的生活垃圾存在一定差異。埠河鎮(zhèn)夏季平均氣溫為30℃左右,冬季平均氣溫5℃左右。夏季降雨較多,日平均降雨量最高可達(dá)15mm,秋冬季節(jié)日平均降雨量均不超過5mm。整體呈現(xiàn)夏季高溫多雨、冬季溫和少雨的氣候特點(diǎn)。
埠河鎮(zhèn)不同月份垃圾物理組分如圖2所示,整體呈波動型變化,其中變化最為顯著的是廚余類、橡塑類和紡織類。廚余類垃圾在1、10、11月含量最高,紙類含量在1、6、7月最高,橡塑類在12、8、9月含量最高,紡織類在6、9、7月含量最高,其余類別垃圾組分由于含量較低,在不同月份中未表現(xiàn)出明顯差異。埠河鎮(zhèn)近半年來垃圾組分平均值如表1所示,當(dāng)?shù)厣罾詮N余類為主,占比(62.0 ±4.8 )%。其次是橡塑類和紙類,分別占比(15.1 ±4.5 )%和(10.1 ±3.9 )%,再次為紡織類和玻璃類,含量分別為(5.6 ±2.8 )%和(2.1 ±1.8 )%。其余類別含量均小于2.0%。
表1 生活垃圾物理組分Table 1 Physical components of domestic solid wastes
圖2 埠河鎮(zhèn)不同月份生活垃圾物理組成Figure2 The physical composition of domestic solid wastes in Buhe Town in different months
埠河鎮(zhèn)不同季節(jié)生活垃圾含水率、有機(jī)質(zhì)及濕基低位熱值(以下簡稱“熱值”)分析結(jié)果如圖3所示。埠河鎮(zhèn)生活垃圾含水率為58.0%~69.7%,秋季垃圾含水率較高,夏季較低,主要是由于秋季存在一定降雨現(xiàn)象,環(huán)境中濕度較高,且溫度相對較低,能夠在一定程度上減緩垃圾中水分的散失,使垃圾維持較高的含水率。埠河鎮(zhèn)生活垃圾有機(jī)質(zhì)含量為80.7%~85.2%,遠(yuǎn)高于北京市九渡河鎮(zhèn)垃圾有機(jī)物含量(32.5%)[21]。秋冬季節(jié)垃圾有機(jī)質(zhì)含量較夏季稍高,整體變化不大。埠河鎮(zhèn)生活垃圾熱值為3 374~5 725 kJ/kg,高于垃圾燃燒最低限值3 344 kJ/kg,但未滿足持續(xù)燃燒需要[22],冬季生活垃圾的熱值最高,秋季垃圾熱值最低。我國生活垃圾中塑料類、紙類、紡織類垃圾對熱值貢獻(xiàn)較高[23],而村鎮(zhèn)生活垃圾濕基低位熱值還受到垃圾含水率的影響,同含水率存在顯著負(fù)相關(guān)性[14],埠河鎮(zhèn)秋季垃圾熱值較低可能與含水率較高有關(guān)。
圖3 埠河鎮(zhèn)不同季節(jié)生活垃圾理化特性分析Figure 3 Analysis of physical and chemical characteristics of domestic solid wastes in Buhe Town in different seasons
從表2中元素分析結(jié)果來看,埠河鎮(zhèn)新鮮生活垃圾中C元素(占31.2 9%)含量最高,其次是O元素(占13.3 3%),H和N元素總占比約5.0 0%,S元素含量很少,只有0.4 8%。新鮮生活垃圾C/N為25.23 ,可生化性較好。由于有部分S元素存在,對生活垃圾進(jìn)行焚燒處置時(shí)應(yīng)注意二次污染的控制。
表2 生活垃圾元素組成Table 2 Elemental composition of domestic solid wastes
生活垃圾中的重金屬是環(huán)境重金屬污染的重要來源,可通過滲濾液或焚燒等途徑進(jìn)入周邊土壤或大氣[24],尤其是焚燒產(chǎn)生的大量飛灰,構(gòu)成重大的潛在環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)[25]。埠河鎮(zhèn)生活垃圾中重金屬元素含量如表3所示,按從大到小順序排列為:Zn(418.16 mg/kg)>Cu(192.00 mg/kg)>As(121.33 mg/kg)>Cr(97.58 mg/kg)>Pb(41.81 mg/kg)>Cd(35.86 mg/kg)>Ni(0.35 mg/kg)。埠河鎮(zhèn)較粵東城市生活垃圾中As(0.76 mg/kg)、Cr(55.42 mg/kg)、Pb(30.67 mg/kg)、Cd(2.14 mg/kg)含量更高[26]。浙江省城市生活垃圾中Zn、Cu元素含量分別為109.3 ~1077.9 mg/kg和41.2 ~1643.7 mg/kg[27],不同地區(qū)生活垃圾中重金屬含量差異較大。
表3 生活垃圾重金屬含量Table 3 Heavy metal contents of domestic solid wastes
埠河鎮(zhèn)應(yīng)急垃圾填埋場于2018年開始運(yùn)行,占地面積10 000m2,每日消納村鎮(zhèn)生活垃圾約30 t。進(jìn)場垃圾通過簡易壓實(shí)覆蓋操作進(jìn)行填埋處置,填埋后的陳腐垃圾運(yùn)往垃圾焚燒廠進(jìn)行最終處置。上述垃圾處理模式是我國村鎮(zhèn)垃圾處理的典型案例,通過對比填埋場新鮮垃圾與陳腐垃圾可以為后續(xù)垃圾焚燒處置提供理論支撐。
取樣過程中于填埋齡1 a以上填埋區(qū)域選擇3個(gè)間距10m左右的取樣點(diǎn),使用鐵鍬對每個(gè)取樣點(diǎn)1m深處陳腐垃圾進(jìn)行開挖取樣。埠河鎮(zhèn)陳腐垃圾物理組分如表1所示。主要的3類成分為橡塑類(占42.8%)、灰土類(占2 6.5%)和紡織類(占17.0%),其次是磚瓦陶瓷類(占7.0%),其余類別組分含量很少,均低于3.0%。與新鮮生活垃圾相比較,陳腐垃圾中易降解的廚余類組分大幅度下降,由62.0%降至0.5%,紙類由1 0.1%降至1.3%,基本轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)等渣土狀物質(zhì)。而橡塑、紡織等難降解物質(zhì)在填埋過程中占比有所上升,其中橡塑類占比相對增加1.8 倍,紡織類占比相對增加2.0倍,灰土含量相對增加28.4 倍,磚瓦陶瓷含量相對增加6.0 倍。隨著有機(jī)組分質(zhì)量不斷減少,橡塑類垃圾逐漸成為主要組成部分,紡織類垃圾占比也明顯升高。增加的灰土主要為廚余垃圾降解形成的團(tuán)狀土壤物質(zhì)。金屬、玻璃等由于初始占比很小,填埋過程中組分含量未發(fā)生明顯變化。
陳腐垃圾理化特性如圖4所示。陳腐垃圾含水率為(43.9 ±5.1 )%;有機(jī)質(zhì)含量為(52.7 ±7.6 )%,較新鮮垃圾明顯降低;熱值為(3 377±1 488)kJ/kg。在填埋過程中垃圾所含水分可通過蒸發(fā)等物理作用或有機(jī)物分解、發(fā)酵等生化途徑轉(zhuǎn)化為滲濾液散失[28],有機(jī)物隨著微生物的降解逐漸消耗殆盡,因此陳腐垃圾含水率、有機(jī)質(zhì)含量及熱值均大幅下降。
圖4 生活垃圾理化特性對比Figure4 Comparison of physical and chemical properties of domestic solid wastes
陳腐垃圾元素組成如表2所示,O元素(占17.3 0%)含量最高,其次是C元素(占1 4.3 7%),H和N元素總占比約5.0 0%,S元素含量最少,為0.2 2%。與新鮮垃圾相比,陳腐垃圾中O元素含量略微升高,C元素含量明顯降低。陳腐垃圾C/N為6.75 ,較新鮮垃圾顯著下降,可生化性較差。
埠河鎮(zhèn)陳腐垃圾中重金屬元素含量如表3所示,按從大到小順序排列為:Zn(965.83 mg/kg)>Cu(255.33 mg/kg)>Pb(216.33 mg/kg)>Cr(195.83 mg/kg)>As(149.17 mg/kg)>Ni(36.67 mg/kg)>Cd(14.50 mg/kg)。與新鮮垃圾相比,陳腐垃圾Cd含量有所下降,其余重金屬元素含量均有不同程度的增加。我國村鎮(zhèn)垃圾中Cd元素主要來源于灰土和廚余類垃圾[29-31],埠河鎮(zhèn)陳腐垃圾中廚余與灰土類垃圾相比新鮮垃圾總占比下降57.1%,垃圾中Cd可通過與腐殖質(zhì)結(jié)合和與其他陰離子結(jié)合的方式溶解于滲濾液中[32]。因此分析填埋過程中Cd元素的下降可能是廚余垃圾降解,垃圾中Cd遷移進(jìn)入滲濾液流出所致,具體原因還需進(jìn)行更加深入的探究。
受經(jīng)濟(jì)水平、生產(chǎn)方式等多種因素綜合影響,我國農(nóng)村生活垃圾的理化特性存在一定的地域性差異[33]。湖北省埠河鎮(zhèn)與安徽省小崗村均屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候,雨量充沛,對比兩地生活垃圾理化特性,以探究我國不同地區(qū)村鎮(zhèn)生活垃圾組成及產(chǎn)生特性。由表1可知,小崗村生活垃圾中廚余類組分含量最高,占總含量的73.3%,其次是紙類(占8.7%)和橡塑類(占8.5%),再次是紡織類(占3.5%)。其他組分含量較低,均小于2.0%。比較兩地生活垃圾物理組分可知,小崗村生活垃圾中有機(jī)物含量更高,橡塑等可回收物及無機(jī)物含量更低。主要是由于不同地區(qū)生產(chǎn)方式與經(jīng)濟(jì)水平有所不同,埠河鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)水平較小崗村更高[19]。隨著經(jīng)濟(jì)水平和生活方式的改變,村鎮(zhèn)生活垃圾的組成情況發(fā)生了顯著變化。與傳統(tǒng)村鎮(zhèn)垃圾組分[34]相比,村鎮(zhèn)垃圾中灰土類含量大幅降低,廚余類含量急劇升高,同城市生活垃圾的差異正逐漸縮小。
小崗村生活垃圾理化特性如圖4所示。小崗村生活垃圾含水率為65.8%~82.3%,較埠河鎮(zhèn)垃圾更高,可能與小崗村廚余垃圾含量較高有關(guān),同時(shí)受季節(jié)和降雨影響[9]。埠河鎮(zhèn)2020年6月至次年1月的降雨量為957.7 mm,小崗村年平均降雨量為800~1 000 mm,兩地年降水量均超過800 mm,都可以認(rèn)為是我國多雨地區(qū)[35]。埠河鎮(zhèn)生活垃圾中廚余組分占比62.0%,含水率為6 3.6%,有機(jī)質(zhì)含量為83.7%,濕基低位熱值為(4 269±1 271)kJ/kg。小崗村生活垃圾中廚余組分占比73.3%,含水率為76.4%,從結(jié)果來看,廚余垃圾比例高會導(dǎo)致垃圾的含水率高。另外,對比我國干旱地區(qū)的垃圾特性,如烏魯木齊市年平均降雨量為298 mm,生活垃圾廚余組分占比62.1%,含水率為47.0%[36]??梢园l(fā)現(xiàn)降雨量也會影響生活垃圾的含水率,降雨量少的地區(qū),垃圾含水率較低。小崗村生活垃圾有機(jī)質(zhì)含量為84.3%~86.0%,平均值為(85.1 ±0.8 )%,略高于埠河鎮(zhèn)垃圾有機(jī)質(zhì)含量。小崗村生活垃圾熱值為2 388~3 209 kJ/kg,平均值為(2 829±414)kJ/kg,小崗村生活垃圾熱值相對較低主要是由于垃圾含水率較高。
小崗村生活垃圾元素組成如表2所示,小崗村生活垃圾中O元素(占16.1 5%)含量最高,其次是C元素(占13.7 4%),H和N元素總占比約5.0 0%,未檢出S元素。小崗村生活垃圾C/N為7.06 。
小崗村生活垃圾重金屬含量如表3所示,各重金屬元素含量按從大到小順序排列為:Zn(792.00 mg/kg)>Pb(164.00 mg/kg)>As(145.50 mg/kg)>Cu(121.00 mg/kg)>Cr(55.25 mg/kg)>Cd(1.75 mg/kg)>Ni(1.50 mg/kg)。
隨著農(nóng)村的發(fā)展,村鎮(zhèn)垃圾的組成及特性發(fā)生了顯著變化,傳統(tǒng)的單一垃圾處理模式未能有效地滿足當(dāng)前處置的需要。針對農(nóng)村垃圾現(xiàn)狀,建議村鎮(zhèn)生活垃圾也實(shí)施有害垃圾(即危險(xiǎn)廢物)分類收集的處置模式,張黎等[37]提出了垃圾分類與就近處理模式,崔偉[38]認(rèn)為對于村鎮(zhèn)垃圾應(yīng)采取分散處置為主、集中處置為輔的處置方式。
針對埠河鎮(zhèn)與小崗村目前垃圾特性及處置方式,提出兩種村鎮(zhèn)垃圾處理處置模式(圖5)。
圖5 兩種村鎮(zhèn)垃圾處理處置模式Figure 5 Two typical treatment and disposal models ofvillage and town
建議埠河鎮(zhèn)垃圾采取二分法:有害垃圾分類收集,其他混合垃圾采取外運(yùn)焚燒為主、微好氧填埋為輔的應(yīng)急處置模式。埠河鎮(zhèn)生活垃圾中部分重金屬元素存在超標(biāo)現(xiàn)象,應(yīng)該是生活垃圾中廢電池、廢日光燈管等危廢的分類收集及配套處理處置設(shè)施不完善,需要在村鎮(zhèn)垃圾處置時(shí)加強(qiáng)危廢管理,建立集中收集點(diǎn),定期外運(yùn)至危廢處理企業(yè)進(jìn)行處置。埠河鎮(zhèn)生活垃圾熱值符合燃燒要求,其他混合收集垃圾可選擇外運(yùn)焚燒為主要處置方式,以小單元微好氧填埋作為應(yīng)急處置方式,在焚燒廠檢修時(shí)啟用。填埋1 a以上陳腐垃圾中易降解有機(jī)物含量小于5%,屬于較穩(wěn)定狀態(tài),橡塑、紡織等可燃物占比較高,穩(wěn)定后的陳腐垃圾可開挖運(yùn)往焚燒廠,經(jīng)過篩分去除腐殖土,與新鮮垃圾摻燒。二分法通過危廢分類收集以降低垃圾處置產(chǎn)生的環(huán)境影響,主要適用于我國多雨地區(qū)生活垃圾重金屬含量較高的大規(guī)模發(fā)達(dá)村鎮(zhèn)的垃圾處置。
小崗村垃圾采取三分法:有害垃圾分類收集,濕垃圾(即易腐垃圾)就地生物穩(wěn)定化處理,其他垃圾外運(yùn)焚燒。小崗村生活垃圾廚余類含量較高,分離出來的易腐垃圾可進(jìn)行就地生物穩(wěn)定化處理,產(chǎn)生的肥料用于當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)與種植業(yè)生產(chǎn),其他垃圾運(yùn)至垃圾焚燒廠進(jìn)行處置。電池等有害垃圾可進(jìn)行分類收集,每月定期運(yùn)輸至固廢處理企業(yè)進(jìn)行處置。通過處理前的分類處置能夠有效地避免垃圾處置產(chǎn)生的各種污染問題,同時(shí)做到資源回收再利用。三分法通過對濕垃圾進(jìn)行就地生物處置,無害化減量化的同時(shí)獲得的堆肥產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)垃圾資源化利用,適用于我國多雨地區(qū)小規(guī)模農(nóng)業(yè)型村鎮(zhèn)的垃圾處置。
干旱地區(qū)生活垃圾具有含水率較低、灰分高、低位熱值較高的特點(diǎn)[21]。由于含水率和有機(jī)質(zhì)含量相對較低,采用填埋及生物堆肥等方式的處置效率較低,建議選擇以焚燒為主的處置方式。垃圾中灰土組分可能會影響焚燒效率,焚燒處置前可進(jìn)行粗篩分處置去除灰土等無機(jī)成分以提高能源利用效率。
1)埠河鎮(zhèn)生活垃圾以廚余類、橡塑類、紙類為主,含水率及有機(jī)質(zhì)含量較高,熱值符合垃圾焚燒最低要求。垃圾組分及理化特性受溫度和降雨等氣候條件影響。
2)埠河鎮(zhèn)陳腐垃圾以橡塑類、灰土類及紡織類為主,與新鮮垃圾相比廚余類占比顯著下降。陳垃圾含水率、有機(jī)質(zhì)含量及熱值均顯著降低,可生化性較差。填埋過程中Cd元素含量有所下降,其余重金屬元素含量均出現(xiàn)不同程度的上升。
3)同埠河鎮(zhèn)生活垃圾相比,小崗村有機(jī)物含量更高,可回收物和無機(jī)物含量較低。垃圾含水率及有機(jī)質(zhì)含量更高,熱值相對較低。經(jīng)濟(jì)水平較高地區(qū)可回收垃圾含量更高。
4)建議村鎮(zhèn)垃圾實(shí)施有害垃圾分類收集的處置模式,以減少重金屬對周圍環(huán)境造成的污染。埠河鎮(zhèn)等較發(fā)達(dá)村鎮(zhèn)垃圾處置采取二分法,即有害垃圾分類收集,其他混合垃圾以外運(yùn)焚燒為主要處置方式,微好氧填埋為輔助的應(yīng)急處置模式;小崗村等農(nóng)業(yè)型小規(guī)模村鎮(zhèn)垃圾處置采取三分法,即有害垃圾分類收集,濕垃圾(即易腐垃圾)就地生物穩(wěn)定化處理,其他垃圾外運(yùn)焚燒。