城市垃圾處理技術應用探討

呂銀河

（定邊縣環(huán)衛(wèi)園林所，陜西 榆林 718699）

在人們生活水平不斷提升的過程中，城市生活垃圾的數量在不斷增加，如果不進行及時清理，會造成嚴重的環(huán)境污染，不僅污染空氣，還會導致嚴重疾病的發(fā)生。因此，為了避免這些現象的發(fā)生，相關部門或企業(yè)有必要利用衛(wèi)生填埋場、焚燒技術、堆肥技術、綜合廢物處理等處理方法及時處置生活垃圾。有關管理部門要廉潔負責、與時俱進、結合實際完善法規(guī)、加強公關活動，增強社會大眾的生態(tài)環(huán)保意識。同時，要做好城市垃圾處理工作，就需要政府通過多種途徑提供財政支持。

1 城市生活垃圾的主要特點

“城市垃圾”是指城市居民在日常生活和生產中實際產生的垃圾，其來源有生活垃圾、城市衛(wèi)生垃圾和建筑垃圾等。隨著近年來我國城市化和工業(yè)化進程的加快，城市規(guī)劃的擴大等原因導致城市垃圾數量直線增長，對城市環(huán)境產生了不利影響[1]。其中生活垃圾主要是指污垢、落葉、商品包裝等垃圾，在收集各項調查所得數據并進行分析的基礎上，我們發(fā)現城市生活垃圾的結構因地區(qū)而異，其主要影響因素有：城市燃料結構、居民生活方式、區(qū)域經濟發(fā)展水平等。城市生活垃圾成分的復雜性、產量的波動以及有機物比重的逐年明顯上升，對社會發(fā)展產生了極為不利的影響。

2 現階段城市垃圾處理技術介紹

2.1 堆肥處理技術

微生物交換是一種古老的垃圾處理技術，微生物在特定條件下通過生化反應將累計廢物轉化為肥料。目前我國普遍采用兩種堆肥技術，氧氣堆肥技術和厭氧堆肥技術，這兩種技術較為成熟，處理過程完全是有機加工。其中厭氧堆肥技術雖然處置成本較低，過程相對簡單，但廢物處置的周期較長，有機物的分解不充分，對環(huán)境影響非常嚴重[2]。目前我國堆肥技術水平不斷提升，但由于工藝比較簡單，只能對有機質含量相對較高的垃圾進行處理。在使用堆肥技術的過程中，需要做好以下幾方面工作：第一，廢氣處理。堆肥元素中的污染物通常是代謝堆肥過程中一次主動發(fā)酵的結果，達諾式堆肥過程是一個連續(xù)的好氧堆肥過程，原料在專門設計的酶中發(fā)酵，處于一直旋轉的狀態(tài)，物料能夠進行比較均勻的混合，加快水分蒸發(fā)的速度，從而減少發(fā)酵的周期，有效消滅病原微生物，防止異味的產生。第二，污水處理。在堆肥過程中，少量的濾液主要由原材料中所含的電離水的機械排放和有機物的代謝反應形成，其特征是合成有機污染物。堆肥過程中的低濕度混合物有效地防止了積聚，并利用堆肥過程的新陳代謝減少蒸發(fā)。第三，堆填區(qū)設置。填埋場的建設、垃圾填埋、卸載、平整、堆放等都要滿足相關的規(guī)定。廢物處置采用單層處理，為環(huán)境提供有利條件。堆填區(qū)底部不宜沖破，四周應設置擋土溝，底部應設置過濾收集設施及過濾設施。在掩埋過程中，應按要求安裝儲層和排水系統，水平距離約50～80 m，垂直向上游，外表面填充高度0.5 m。第四，關閉堆填區(qū)。在重建工程完成后，堆填區(qū)必須蓋上并封閉，以便利用綜合體內的土地，減少雨水滲出。堆填區(qū)的最終覆蓋范圍由以下三部分組成：覆蓋下層的泥土（滲透率為10～7 cm/s、粘土厚度0.03 m、基質層0.03 m）、植物根系防止?jié)B水及漏水的功能組織（表層為養(yǎng)分土，壓實至0.2 m厚）、用作種植的草本或細根植物。

2.2 垃圾填埋處理技術

目前，垃圾填埋也是一種廣泛應用的城市垃圾處理技術。為避免對堆填區(qū)周圍的環(huán)境造成影響，需要在垃圾填埋區(qū)底部裝設排水管以及在填埋區(qū)周圍挖壕溝。與堆肥技術相比，采用填埋方法更簡單，無須事后處理，可有效降低不同成分廢物的處置成本。但是堆填區(qū)如果設置或管理不當會造成二次污染，其廢物產生的甲烷，對人體健康會產生非常不利的影響。

2.3 燃燒處理技術

2.3.1 分層式焚化爐

與其他焚化爐比較，這類焚化爐內的廢物可以完全混合，采用分層式焚化爐燃燒處理垃圾，可有效縮短廢物的焚化時間，提高廢物處理的質量，為達到預期的處理目標奠定良好的基礎。此外，分層式焚化爐的最大優(yōu)點是對進入焚化爐的廢物的預處理要求低，不會影響焚化爐內廢物的傳熱和流動，以及燃燒的穩(wěn)定性。但分層式焚化爐在運行過程中成本昂貴，對污染物排放的控制水平相對較低。

2.3.2 流化床焚燒爐

作為最新研究成果的沸騰床燃燒爐能有效處理城市固體廢物，在污染控制方面具有一定的優(yōu)勢，滿足了現階段社會可持續(xù)發(fā)展的基本需要。但通過大量研究發(fā)現，流化床焚燒爐的導熱系數很高，所以對進入焚燒爐的垃圾質量要求較高。

2.4 生物處理技術

隨著近年來人們生活水平和生活質量的提高，城市垃圾中有機物的含量不斷增加。有機物在土壤生物的作用下，可以被分解形成腐殖質，因此可以利用生物技術，在肥料中加入相應的生物細菌和無機添加劑，最后在顆粒機中形成顆粒并進行廢物回收，從而解決垃圾問題。

2.5 厭氧消化處理技術

紙張、塑料、織物、金屬和其他生活垃圾都被揀選回收，其余的則隨可分解的動植物有機體丟棄。傳統的垃圾填埋場和其他處置方法會增加廢物處置成本，并導致二次污染。鑒于我國目前缺乏更好的廢物處理手段，可利用厭氧消化技術對生活固體廢物進行處理，使其無害化，對資源進行合理的利用，有效減少廢物量。生活垃圾厭氧發(fā)酵主要是指微生物在厭氧條件下對有機物進行分解，同時把C、H、O轉化成甲烷以及二氧化碳，也就是對殘留物進行轉化的過程，它們在這個過程中很容易被動植物吸收和利用。在這個過程中，有機物先溶于含量高、pH值敏感的酸性微生物，發(fā)酵后轉化為揮發(fā)性酸，然后進行分解。

生活垃圾厭氧消化處理主要處理含有食品的生活垃圾殘渣和花園垃圾，以前用于處理高強度有機廢水的厭氧消化技術只能處理生活垃圾的一小部分，1920年英國農學家阿爾伯特·霍華德發(fā)明厭氧堆肥后，以濕法全厭氧消化、厭氧發(fā)酵和兩級厭氧消化為基礎的技術革新不斷創(chuàng)新，20世紀80年代初以來，厭氧消化方法已成為日本等國垃圾處理的研究課題。

2.5.1 全濕厭氧消化工藝

厭氧消化與濕法完全混合（簡稱加濕法）是第一種也是應用最廣泛的方法，液化、酸化以及氣化在一個反應器中進行，過程非常簡單，資本密集度低，易于操作和管理。但在最初的消化過程中沒有混合，很容易造成分層，反應器中的物質通過沉淀進行分離，形成不同的物理層，不僅會對攪拌效果產生影響，而且不利于進行發(fā)酵。與其他工藝相比，濕法工藝由于濕度高，可促進稀釋抑制劑濃度（高達固體含量的15%），在一定程度上提高了系統的抗菌能力。

2.5.2 一級厭氧發(fā)酵工藝

濕法工藝得到廣泛應用，為提高加工效率，出現了厭氧發(fā)酵工藝。厭氧干燥發(fā)酵系統中的固體濃度可保持在20%～50%，大大提高了加工性能。在干燥發(fā)酵系統中，必須稀釋濕度極低、耗水量低的原料，同時，厭氧干燥發(fā)酵系統不需要對飼料進行高排序，在原料進入加工系統之前，需要通過滾筒篩去除大顆粒。但從投資角度看，干發(fā)酵的成本要比濕發(fā)酵高，高酸性、耐腐蝕的發(fā)酵反應器對提高固體濃度也是非常必要的設備。

2.5.3 兩步厭氧消化工藝

在濕法和干法發(fā)酵過程中，通過連續(xù)生化反應將有機物從廢物轉化為沼氣，反應的每個階段都能夠實現最佳的反應條件。例如，pH值能夠在氧化階段進行下降，甲烷生產階段需要接近中性或堿性環(huán)境，而厭氧消化過程被設計為需要產生溫度和酸堿水平不同的兩種生物及營養(yǎng)條件。典型的兩階段過程包括氧化水解反應以及甲烷產生過程，在微生物環(huán)境中，水解細菌和產甲烷細菌對厭氧環(huán)境的要求是不一樣的，只有在甲烷產生階段才需要厭氧環(huán)境，因為水解細菌是厭氧的。

2.6 熱解處理技術

對熱解技術進行應用，是指通過高溫的作用對生活垃圾所進行的干燥、熱解、溶解以及燃燒等過程。熱解技術可用于分解聚合物化合物，同時把原始的有機聚合物轉化成不同的小分子可燃氣體（CH4）或者液體燃料（甲醇）。這種方法雖然與焚燒法有非常大的相似性，但它們之間仍有差異。熱解技術不屬于明火燃燒，不破壞工藝材料的原始形態(tài)，加工后產生的氣體或燃料更便于儲存和運輸。處理過程不會對環(huán)境造成二次污染，但該技術僅用于處理有機廢物。

2.7 氣化溶解處理技術

氣化溶解處理技術是將生活垃圾在450℃～600 ℃進行溶解，并熱解氣化，然后在1 300℃或更高溫度下二次溶解氣化后產生灰分的技術。氣化溶解處理技術被用于將廢物熱解生成可燃氣體，廢物中所含的金屬不會被氧化，可以再次回收，從而有效減少空氣凈化的成本。同時，通過高溫處理，能夠有效地降低熱解灰的毒性，通過凈化后實現利用，有效降低了垃圾處理量，節(jié)省了垃圾處理空間。

2.8 綜合資源處理技術

城市生活垃圾的綜合治理可以實現垃圾的再利用，對垃圾中可使用的有益資源的收集和進行化學生物手段的相應技術處理，使資源得以回收轉化成經濟效益。這種方法對環(huán)境保護、減少垃圾廢物產生、建立環(huán)保型社會都有一定的推動作用。因此，選擇適當的廢物處理方法，要視乎廢物的種類和物料而定，這項技術可以在保護環(huán)境的同時為城市帶來更大的經濟價值。

3 城市垃圾處理技術的應用措施

3.1 做好對垃圾源頭的控制

目前我國的生活垃圾處理主要發(fā)生在垃圾堆這個末端，但這種做法不能有效地解決垃圾問題，也沒有產生預期的效果。這種做法的問題尤其表現在相對較高的投資額、較高的成本和漫長的建設周期，這些都給城市發(fā)展帶來了沉重的經濟負擔。同時，最終的處置不能通過制造新的污染物來徹底消除污染，因此，在廢物處理過程中，需要將終端處理轉為源頭管理，盡量減少源頭的廢物量，以減少廢物量控制產生的垃圾。同時，在實際執(zhí)行過程中，應盡可能有效地實施廢物收集和分類制度，確保資源循環(huán)利用。雖然現在很多企業(yè)和個人都在處理廢物，但出發(fā)點往往是經濟目標，而不是真正減少廢物，有效保護資源，在這種處理中，塑料、玻璃和其他材料的廢物利用率不高，大大降低了廢物的總體利用率[3]。對此，需要重點開展垃圾廢物分類行動，有效實施資源回收，讓公眾能夠積極參與，對不同的垃圾進行合理的分類，確保其更加充分地被回收利用。

3.2 不斷優(yōu)化和改進現有的管理系統和模式

要從根本上有效避免當前市場經濟體制下的多重管理問題，進一步提高生活垃圾管理效率，必須不斷改革優(yōu)化特色管理體制，充分明確相關部門和員工職責，明確部門職責，實行地方負責制，加強地方管理，充分保證制度的完整性和有效性。同時，要完善生活垃圾處理政策，實現“政企分開”，政府要梳理其職能，更有效地參與政策的制訂和監(jiān)察工作，使垃圾收集和處理更多與公營部門脫離，更方便有關企業(yè)進行合約交易的市場行為。廢物生產者須向廢物處理公司支付費用，而政府亦無須再為廢物收集及處置提供大量財政補貼，廢物處理公司本身亦須建立市場化的管理機制。通過引入市場競爭機制不僅能夠極大提升廢物處理效率，還能提升垃圾處理的盈利能力，從而減輕政府的財政負擔。同時，必須更有效地開發(fā)和引進新技術、新模式，不斷優(yōu)化和完善管理任務，以獲得更大的管理和創(chuàng)新效益。

3.3 進一步完善收費系統

對企業(yè)和居民征收一定的垃圾處理稅，可以有效彌補公共資金的不足，減輕財政負擔，提高環(huán)保意識。目前，從實踐角度看，我國城市垃圾收費存在一些問題和不足，如收費體系不完善、收費標準相對較低、收集率低等。僅僅進行垃圾處理是不夠的，資金不足問題也需得到有效解決。針對這種情況，政府需要進一步建立和完善更加系統和全面的廢物管理體系，落實污染者付費原則，并采取更加務實的規(guī)章制度來解決不付款和少付款的問題，對相關單位和個人進行處罰，確保垃圾處理費的有序繳納。同時，要貫徹因地制宜的基本原則，制定更加具體的收費規(guī)則，實施更加高效的收費方式，大幅提高垃圾處理費的征收率。

3.4 提高人們的環(huán)保意識

只有社會各界共同努力，加大控制力度，才能有效地控制垃圾污染。居民應遵守法律法規(guī)，盡量減少產生廢物，并在指定區(qū)域處理廢物。此外，亦須自覺遵守家居廢物分類標準，并按類別分類。這樣做不單只為都市廢物的回收，更是個人道德品質的彰顯。即使到了今天，很多人也沒有意識到垃圾帶來的危害，因此，需要提高市民的環(huán)保意識，加強教育和宣傳。政府可以利用廣播、電視、微信公眾號等媒介，向市民宣傳環(huán)保信息，有效提高市民的環(huán)保意識；亦可與城市社區(qū)合辦公眾活動，講解垃圾危害、普及環(huán)保知識；可以經常舉辦知識競賽，提高人們對環(huán)境的了解，實現廢物的有效處置和利用。

4 結語

簡而言之，社會各界必須充分認識到廢物處理是一項十分復雜和艱巨的工作，與社會和國家發(fā)展息息相關。目前的廢物處理技術還不完善，存在許多問題和不足，因此，為了有效處理垃圾，就必須減少來源的產生，有關部門需要增加處理和管理垃圾的財政撥款，通過優(yōu)化法律法規(guī)、有效引進新技術、加大開發(fā)應用力度，完善廢物綜合治理體系，為社會的可持續(xù)發(fā)展提供保障。