城市固體廢物處置技術(shù)分析

王施娜，姜星星，於 偉

（南通昊宇環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇 南通 226000）

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)資源過(guò)度開(kāi)采導(dǎo)致能源枯竭，而且現(xiàn)代城市中人口密集程度較高，使得生態(tài)環(huán)境日益惡化，已經(jīng)成為當(dāng)今世界潮流之外的第3大社會(huì)性問(wèn)題，逐漸成為影響經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。城市固體廢物污染環(huán)境及巖土廢物污染的特殊之處就在于較難處置，也比較貼近環(huán)境，以固體廢物最難處置，因其成分比較復(fù)雜、物理性狀多樣，所以具有一定的綜合性特征，既可能直接造成污染問(wèn)題，也可能造成次生污染。其中固體廢物的污染問(wèn)題所造成的大氣污染、水污染等，會(huì)直接影響到城市環(huán)境，尤其是現(xiàn)代城市中的生活垃圾部分，最貼近人們的生活但是也最容易被現(xiàn)代城市中生活的人們所忽視，成為影響現(xiàn)代城市環(huán)境建設(shè)的最主要問(wèn)題。

1 城市固體廢物的主要處理方式與優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對(duì)比

當(dāng)前，現(xiàn)代城市的固體廢物處置方式比較多，包括資源回收再利用、焚燒與熱解及衛(wèi)生填埋與堆肥等，或者有關(guān)部門(mén)可以采用結(jié)合處理的方式，將回收再利用與衛(wèi)生填埋結(jié)合起來(lái)，或?qū)⒒厥赵倮门c堆肥結(jié)合起來(lái)，此類(lèi)的方法可以變廢為寶，將垃圾作為發(fā)電的原料。在所有的處理方法中，焚燒是具有高熱值的有機(jī)物理廢物處理方法，可以對(duì)不同性質(zhì)的廢棄物進(jìn)行處理，焚燒以后可以直接減少?gòu)U物體積的80%～95%，該結(jié)果主要受到灰份多少的影響，以便于進(jìn)行填埋處理。然而該方法也具有一定的缺點(diǎn)，就是容易造成二次大氣污染，并且最終的廢物形式仍然需要進(jìn)行填埋處置。衛(wèi)生填埋是指在土地中填埋，技術(shù)人員需要采用防滲、壓實(shí)及覆蓋等技術(shù)，加強(qiáng)掩埋垃圾對(duì)環(huán)境的保護(hù)力度，需要隔離污染物與土壤。而堆肥技術(shù)則是指代使用微生物對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分解，使之腐熟為肥料。其中填埋的方式是最常見(jiàn)的處理方式，通常來(lái)說(shuō)，幾種方式結(jié)合應(yīng)用，所呈現(xiàn)的處理效果較好。幾種常見(jiàn)的垃圾處理方式優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)如下。

其一，填埋處理方式。其優(yōu)點(diǎn)為投資相對(duì)較少、處理容量大、處理速度快及必要時(shí)可重新資源化；缺點(diǎn)為永久性占地面積大、潛在污染大。

現(xiàn)如今，在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都出現(xiàn)過(guò)垃圾填埋幾十年后造成環(huán)境污染的惡性事件。

其二，堆肥處理方式。其優(yōu)點(diǎn)為使垃圾變成有機(jī)肥；缺點(diǎn)為只能處理有機(jī)含量較高的垃圾、垃圾肥的肥效低，銷(xiāo)售有限，發(fā)展余地不大。

其三，焚燒處理方式。其優(yōu)點(diǎn)為回收熱能、減量最徹底（體積減量80%～95%）；缺點(diǎn)為投資巨大、產(chǎn)生二噁英等多種有害氣體污染大氣，仍需要設(shè)計(jì)終極處理?，F(xiàn)如今，建造處理垃圾1 000 t/d的焚燒爐及附屬熱能回收設(shè)備，大約需要7億～8億元的人民幣。

其四，回收再利用處理方式。其優(yōu)點(diǎn)為綜合利用資源化、減少終極垃圾量；缺點(diǎn)為很難實(shí)現(xiàn)分揀、仍需要終極處理。

2 城市固體廢物填埋處置方式現(xiàn)狀與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析

填埋的處置方式屬于國(guó)際上比較普遍的處置方式，各個(gè)國(guó)家均有使用，并且處理垃圾的質(zhì)量占比有所不同。如美國(guó)使用該方法占總處理量的75%，英國(guó)則達(dá)到88%，在奧地利、澳大利亞及比利時(shí)等國(guó)使用該方法處理垃圾的比例則達(dá)到了60%以上。此外，日本及荷蘭等國(guó)則主要以焚燒為主，比如瑞士80%的垃圾處理方式都是通過(guò)焚燒完成的，這些經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快、環(huán)保水平較高的國(guó)家之所以選擇焚燒的處理方式，主要是因?yàn)閲?guó)土面積較小，難以選擇用就地填埋的方式處理垃圾，堆肥的方式也比較次要，所以焚燒的處理方式比較符合國(guó)情。在堆肥處理方式中，美國(guó)占比10%、澳大利亞僅為3%，其他國(guó)家則較少。

現(xiàn)代城市廢棄物的處置方式會(huì)受到經(jīng)濟(jì)成本的限制，在對(duì)幾種處置方法的分析中，以填埋法的成本最低，僅為堆肥法的1/3、焚燒法的1/10，所以在較長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)生填埋將會(huì)成為我國(guó)城市垃圾處理的主要發(fā)展方向。我國(guó)杭州天子嶺、福州紅廟嶺及廣州興豐填埋場(chǎng)等一些經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的狀況見(jiàn)表1。3個(gè)填埋場(chǎng)的數(shù)據(jù)年份均有不同，建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)也并不相同，況且3個(gè)地點(diǎn)的物價(jià)水平不同，由此導(dǎo)致了垃圾填埋場(chǎng)的年運(yùn)行費(fèi)與單位垃圾費(fèi)用相差較大。通過(guò)綜合性的分析后，技術(shù)人員認(rèn)為現(xiàn)代城市的可持續(xù)發(fā)展要在垃圾處理方面形成良性循環(huán)，城市垃圾的根本出路在于實(shí)行垃圾減量化要求，進(jìn)一步提升資源利用率，要快速實(shí)現(xiàn)資源化、無(wú)害化處理，提升垃圾的回收利用率以后，避免或者減少污染問(wèn)題，但眼下最緊迫的發(fā)展要求是現(xiàn)代城市生活造成的垃圾產(chǎn)量較大并且對(duì)處理技術(shù)的要求較高，采用填埋法是最經(jīng)濟(jì)的方法，也是在現(xiàn)實(shí)處理中最容易實(shí)踐的方法。

表1 填埋工程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)分析（參考）

在我國(guó)各地均有已建成或者在建設(shè)中的衛(wèi)生填埋場(chǎng)，比如北京、廣州等地，都已經(jīng)成功建設(shè)多座衛(wèi)生填埋場(chǎng)，主要用于大規(guī)模地解決城市生活垃圾問(wèn)題，以便于控制大量產(chǎn)出的城市生活垃圾，但是因?yàn)榧夹g(shù)力量或者資金等方面因素的限制，各地填埋場(chǎng)的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)并不相同。以往建設(shè)的填埋場(chǎng)技術(shù)水平較低，運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題也比較多，但是近年來(lái)新建的工程，因?yàn)槌杀就度胼^大，在技術(shù)方面也有較大水平的提升。為更好地解決各地填埋工程建設(shè)中存在的諸多問(wèn)題，現(xiàn)代城市必須發(fā)展填埋技術(shù)，開(kāi)展技術(shù)研究，綜合性提升我國(guó)的填埋技術(shù)發(fā)展水平。

3 城市固體廢物處置技術(shù)中填埋技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

填埋處置的方法屬于一種多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉的系統(tǒng)性工程，其內(nèi)容包括工程建設(shè)、環(huán)境建設(shè)及社會(huì)資源體系建設(shè)等諸多方面的內(nèi)容，有關(guān)部門(mén)在建設(shè)的過(guò)程中需要綜合考慮填埋環(huán)境及經(jīng)濟(jì)等方面的因素，比如要考慮陸地環(huán)境及大氣環(huán)境等相關(guān)保護(hù)要求；要保證建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理及技術(shù)可行，需要迎合便利的交通，要滿足日常收集廢物的要求，在工作用水及生活用水等方面應(yīng)當(dāng)加以規(guī)范，要完善污水處理配套設(shè)施，保證其經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境要求，需要依靠巖土工程。技術(shù)方面的要求主要是以現(xiàn)代巖土工程技術(shù)解決的，可以解決生活垃圾填埋過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題，通過(guò)建立工程來(lái)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，使得填埋處理方式可以達(dá)成較高的環(huán)境效益與社會(huì)效益。而城市固體廢物填埋技術(shù)的關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)其工程結(jié)構(gòu)與應(yīng)用高等級(jí)材料，該方法在國(guó)外的研究較早，如美國(guó)早在20世紀(jì)40年代就開(kāi)始研究該方法，隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等條件的發(fā)展，各項(xiàng)新工藝、新技術(shù)在其中得到了良好的應(yīng)用，而填埋技術(shù)也在此階段得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。直到20世紀(jì)80年代中后期，該方法已經(jīng)進(jìn)入到現(xiàn)代化的發(fā)展階段。目前美國(guó)的生活垃圾處理技術(shù)體系中，填埋技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代環(huán)境工程和巖土工程的重要研究領(lǐng)域，并且形成了一套比較嚴(yán)格的法律規(guī)范與技術(shù)規(guī)程，這在一定程度上推進(jìn)了立法工作，依然屬于一項(xiàng)處于發(fā)展過(guò)程中的新技術(shù)，這也標(biāo)志著該項(xiàng)技術(shù)還有許多問(wèn)題需要解決。而美國(guó)也承認(rèn)在理論研究上要落后于工程實(shí)踐應(yīng)用，該項(xiàng)技術(shù)發(fā)展至今，尚未形成一套完善的且受到公認(rèn)的規(guī)范化技術(shù)體系設(shè)計(jì)，因此，還需要發(fā)展與進(jìn)步。

3.1 工程實(shí)踐

我國(guó)研究該項(xiàng)技術(shù)的起步時(shí)間較晚，并且經(jīng)歷了一定的發(fā)展歷程，國(guó)內(nèi)城市發(fā)展中產(chǎn)生的固體廢棄物主要是依賴(lài)土地堆放及填埋處置，以前屬于分散處理、自然堆放，到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展為集中堆放的形式，通常是沒(méi)有覆土、無(wú)害化處理方式的，所以垃圾污水的問(wèn)題比較嚴(yán)重，因?yàn)楦黝?lèi)污染物的自由排放，導(dǎo)致固體垃圾造成的二次污染問(wèn)題比較嚴(yán)重。這種垃圾處理方式還不能成為填埋技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，因?yàn)楹翢o(wú)填埋技術(shù)的特征。隨著現(xiàn)代城市環(huán)保要求的提升，國(guó)內(nèi)也陸續(xù)引入了許多新技術(shù)，使得固體垃圾排放造成的污染問(wèn)題得到有效的控制，可以采取一定的工程措施來(lái)完善技術(shù)體系的應(yīng)用，逐步使城市中的生活垃圾得到有效的控制。比如技術(shù)人員可以采取底部填土、堆積廢物頂部覆土等簡(jiǎn)單性的工程措施，形成了填埋法的雛形。然而因?yàn)槲覈?guó)幅員遼闊，各地產(chǎn)生的生活垃圾的量比較大，所以通常是由各地按照自身的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)完成操作的，并沒(méi)有統(tǒng)一的法規(guī)或者技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加以要求，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)對(duì)固體垃圾處置的發(fā)展速度較慢。直到20世紀(jì)80年代中后期，才進(jìn)入到相對(duì)規(guī)范的填埋階段，初步形成了填埋的要求。比如杭州天子嶺的填埋場(chǎng)，在1989年開(kāi)始建設(shè)，直到1990年12月份才基本建成一期工程，在1991年正式投入生產(chǎn)。該項(xiàng)工程是按照一定規(guī)范建設(shè)的、國(guó)內(nèi)最早的垃圾填埋場(chǎng)，在選址、設(shè)計(jì)及滲濾液收集、處理等方面，都有一定的技術(shù)措施，工程的建設(shè)、運(yùn)行方面比較成功。國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成或者正在建設(shè)的填埋場(chǎng)綜合數(shù)據(jù)是比較完善的，這些填埋場(chǎng)基本都是依照建設(shè)部發(fā)布的《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，可以基本滿足我國(guó)現(xiàn)代城市對(duì)固體廢物的處置要求，對(duì)環(huán)境的污染大大降低。

3.2 法律法規(guī)與技術(shù)規(guī)范

20世紀(jì)80年代末，我國(guó)有關(guān)部門(mén)出臺(tái)建設(shè)了相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，使得國(guó)內(nèi)的填埋處置技術(shù)是有法可依的，包括《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)規(guī)范》、GB/T 18772-2008《生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等，這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布使得現(xiàn)代城市的填埋處置技術(shù)變得有法可依。在1994年，我國(guó)發(fā)表了《中國(guó)21世紀(jì)議程》，中國(guó)政府部門(mén)向世界作出了環(huán)保宣言，其中就列舉出了我國(guó)對(duì)城市固體廢物的管理辦法與處置技術(shù)，也點(diǎn)明了該項(xiàng)問(wèn)題在城市發(fā)展中的重要性。1995年，我國(guó)又出臺(tái)了《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》，正式地從立法的角度確定了關(guān)于城市固體廢物處置的內(nèi)容，并且將固體廢物的處置方法推向了新的發(fā)展階段。關(guān)于填埋處置技術(shù)的推廣與應(yīng)用，對(duì)現(xiàn)代城市發(fā)展所產(chǎn)生重要的推動(dòng)作用，我國(guó)在固體廢物的環(huán)境污染防治方面取得巨大的突破。在填埋技術(shù)的發(fā)展方面，法律法規(guī)與政策的強(qiáng)制性要求，都為填埋處置法的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件，也構(gòu)造了較大的發(fā)展空間，使得我國(guó)的城市固體廢物處理技術(shù)體系變得更加完善，相關(guān)填埋場(chǎng)的工程建設(shè)日益加快。

3.3 科研方面的研究

我國(guó)環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)在填埋技術(shù)方面已經(jīng)做出了大量的科學(xué)技術(shù)研究，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究雖然起步時(shí)間較晚，但是研究的進(jìn)程較快且成果較多。如沈陽(yáng)環(huán)衛(wèi)科學(xué)研究所帶頭編制的《城市生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》中，對(duì)填埋技術(shù)的研究更加深入，而廣州環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究起步時(shí)間較早，主要是從環(huán)境工程與環(huán)保專(zhuān)業(yè)的角度出發(fā)進(jìn)行研究。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，垃圾填埋處理技術(shù)屬于巖土工程技術(shù)，在巖土工程技術(shù)介入以后，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的效果才更加明顯。國(guó)內(nèi)有研究者在該領(lǐng)域做出了許多具有開(kāi)創(chuàng)性意義的工作，使得國(guó)內(nèi)的填埋技術(shù)的研究獲得了巨大的進(jìn)步。另外，國(guó)內(nèi)的許多大學(xué)中的相關(guān)專(zhuān)業(yè)也開(kāi)展了研究項(xiàng)目，如中國(guó)河海大學(xué)、浙江大學(xué)等，率先開(kāi)始了填埋技術(shù)的研究，并取得了諸多成果，對(duì)于全面推進(jìn)城市固體廢物填埋技術(shù)的應(yīng)用及研究產(chǎn)生了積極的影響?，F(xiàn)代城市固體廢物的處置技術(shù)會(huì)受到經(jīng)濟(jì)方面的影響，要建設(shè)科學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的填埋工程，有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)對(duì)工程建設(shè)的結(jié)構(gòu)與材料方面做出深入的研究，對(duì)工程的功能狀況加以考慮，要使工程建設(shè)能夠滿足城市固體廢物處置的基本要求，進(jìn)一步探究現(xiàn)代合成材料在工程中的具體應(yīng)用。在此過(guò)程中，有關(guān)部門(mén)需要解決的問(wèn)題來(lái)自多個(gè)方面，比如建設(shè)填埋工程的基本要素與相關(guān)要求，要保證填埋工程的安全與穩(wěn)定，對(duì)其工程的功能效果進(jìn)行全面的分析；要考慮工程的填埋功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代合成材料在填埋工程中的應(yīng)用，如在工程中應(yīng)用土工膜材料，需要在此之前對(duì)土工膜的防滲與滲漏情況進(jìn)行試驗(yàn)研究，通過(guò)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)來(lái)研究具體的應(yīng)用措施。現(xiàn)代合成材料在應(yīng)用中可能存在問(wèn)題，關(guān)于這一點(diǎn)，有關(guān)部門(mén)要在應(yīng)用之前就對(duì)其問(wèn)題與破壞形式加以分析，重點(diǎn)對(duì)材料的衰老變化、抗酸堿腐蝕特性及材料摩擦特性等方面加以研究，并擴(kuò)充試驗(yàn)條件，做好淤堵的分析及拉伸等條件的研究。

4 結(jié)束語(yǔ)

在國(guó)內(nèi)外固體廢棄物的各項(xiàng)處理措施中，填埋處置技術(shù)的應(yīng)用成本較低而且前景比較廣闊，通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)城市固體廢物的處置技術(shù)仍然以填埋工程為主，國(guó)外也是如此。通過(guò)綜合性的處置措施研究，國(guó)內(nèi)填埋工程結(jié)構(gòu)建設(shè)與材料等相關(guān)問(wèn)題都可以體現(xiàn)出來(lái)，我國(guó)在城市固體廢物處置方面的研究之路還非常遙遠(yuǎn)，在未來(lái)的發(fā)展中仍然要踐行降低垃圾對(duì)城市環(huán)境污染的標(biāo)準(zhǔn)，探尋更為有效的發(fā)展目標(biāo)。此外，我國(guó)應(yīng)當(dāng)借鑒國(guó)外在垃圾處理技術(shù)應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)，采用多種技術(shù)結(jié)合的方式擴(kuò)大垃圾處理的優(yōu)勢(shì)，解決當(dāng)下城市發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題，提升我國(guó)城市固體廢物處置的標(biāo)準(zhǔn)與效果。