固體廢棄物資源化應(yīng)用驅(qū)動(dòng)城市可持續(xù)發(fā)展

李波

我國(guó)是世界人口大國(guó)，也是固體廢棄物產(chǎn)出大國(guó)。根據(jù)固體廢棄物性質(zhì)和來源進(jìn)行分類，通?？梢苑譃槿悾阂话愎I(yè)廢棄物、危險(xiǎn)廢棄物（包含醫(yī)療廢棄物）和城市生活垃圾。固體廢棄物來源廣泛而復(fù)雜，具有產(chǎn)生量大、容易形成“面源性污染”和“點(diǎn)源性污染”的特征，對(duì)環(huán)境和城市居民的健康構(gòu)成現(xiàn)實(shí)的重大威脅。流行病學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)了城市固廢污染對(duì)人類健康的負(fù)面效應(yīng)；同時(shí)，未經(jīng)無害化處理的固體廢棄物也會(huì)污染水體、土地和大氣等人類賴以生存的自然環(huán)境和資源。另一方面，城市固體廢棄物可以產(chǎn)生價(jià)值，例如制作建筑材料、產(chǎn)生沼氣或者發(fā)電；可以在含有重金屬危險(xiǎn)廢棄物中提煉各種有色金屬；廢棄的飲料瓶甚至可以重新加工為食品級(jí)塑料粒子，重新制作為飲料包裝物。因此城市固體廢棄物的有效管理和資源化利用可以趨利避害、變廢為寶，在消除城市固體廢棄物對(duì)人類健康和環(huán)境威脅的同時(shí)，緩解人類面臨的資源短缺困境，構(gòu)建和諧的人與自然之間的關(guān)系。

一、城市固體廢棄物產(chǎn)生量以及現(xiàn)有處置能力的現(xiàn)狀

中華人民共和國(guó)生態(tài)環(huán)境部2020年底發(fā)布了全國(guó)部分城市固體廢棄物污染及防治年報(bào)，數(shù)據(jù)顯示了2019年全國(guó)196個(gè)城市固體廢棄物的產(chǎn)生數(shù)據(jù)。其中一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量為13.8億噸；工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物（包含醫(yī)療廢棄物）產(chǎn)生量為4583萬噸；城市生活垃圾產(chǎn)生量為2.4億噸。以下僅以工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物和城市生活垃圾為例：

（一）工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物

2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全國(guó)城市工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物產(chǎn)生量高達(dá)4498.9萬噸，其中山東省、江蘇省和浙江省的危廢產(chǎn)生量在各省市中排名前三，這與當(dāng)?shù)氐幕て髽I(yè)的數(shù)量以及化工產(chǎn)品的產(chǎn)出量正相關(guān)。數(shù)據(jù)顯示，2019年全國(guó)危險(xiǎn)廢棄物的處置量為2027.8萬噸，綜合利用量為2491.8萬噸，儲(chǔ)存量為756.1萬噸，占比分別為38.5%、47.2%和14.3%。由此可見，綜合利用和處置是工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物的主要處理途徑，綜合利用的處置能力在連年增加，處置能力保持穩(wěn)定。

（二）城市生活垃圾（MSW）

近年來，城市居民的生活水平在不斷提高，社區(qū)生活垃圾的產(chǎn)生量呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，由此引發(fā)的城市環(huán)境污染開始引起社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注。中華人民共和國(guó)原建設(shè)部協(xié)同科技部、原環(huán)保部于2000年聯(lián)合發(fā)布了《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)與政策》（建發(fā)〔2000〕120號(hào)文），其中明確定義了“城市生活垃圾”（Municipal solid waste， MSW）的范圍，包括了居民生活產(chǎn)生的垃圾和為居民提供服務(wù)產(chǎn)生的垃圾，也包括法律行政法規(guī)規(guī)定的可以視為MSW的其他固體廢物。

2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，全國(guó)各城市產(chǎn)生的生活垃圾為23560.2萬噸。城市生活垃圾主要由廚余垃圾（濕垃圾）、可回收垃圾、其他垃圾（干垃圾）和有害垃圾構(gòu)成，垃圾的總體產(chǎn)生量逐年上升，而廚余垃圾的產(chǎn)生比例逐年下降，從2015年的51%下降到2020年的38%。與此同時(shí)，其他非飲食類的垃圾比例較快增長(zhǎng)，體現(xiàn)了各城市消費(fèi)升級(jí)的長(zhǎng)期趨勢(shì)（資料數(shù)據(jù)參考《中國(guó)生活垃圾處理行業(yè)發(fā)展前景與投資預(yù)測(cè)分析報(bào)告》）。在全國(guó)各省市中，廣東省、江蘇省和浙江省的城市生活垃圾產(chǎn)生量名列前三位，北京市、廣州市和上海市的垃圾產(chǎn)生量在全國(guó)各城市中占據(jù)前三。生活垃圾的處理設(shè)施也得到了長(zhǎng)足發(fā)展，現(xiàn)有的城市生活垃圾的處理能力已經(jīng)和產(chǎn)生量達(dá)到基本均衡，99.7%的城市生活垃圾得到了妥善處置。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析表明，中國(guó)經(jīng)濟(jì)自2000年以來高速發(fā)展，工業(yè)化和城市化的比率穩(wěn)步提高，城市固體廢棄物的產(chǎn)生量呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，城市垃圾的處置能力相應(yīng)快速發(fā)展，無害化處理和綜合利用已經(jīng)成為主要途徑。但另一方面較大城市固體廢棄物的產(chǎn)生量還在不斷增長(zhǎng)，給這些城市的管理帶來潛在的壓力。城市管理者需要高度重視與前瞻性的規(guī)劃相應(yīng)的處置技術(shù)和能力，確保項(xiàng)目實(shí)施質(zhì)量和管理，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，也要注意科學(xué)地采用先進(jìn)的處置技術(shù)，變廢為寶，使城市固體廢棄物發(fā)揮應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

二、城市固體廢棄物處置原則、路徑和技術(shù)

（一）城市固體廢棄物的處置原則

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，城市固體廢棄物處理“應(yīng)以保障公共環(huán)境衛(wèi)生和人體健康、防止環(huán)境污染為宗旨，遵循‘減量化、資源化、無害化原則”。減量化就是減少垃圾的產(chǎn)生量，工廠要實(shí)行綠色清潔的生產(chǎn)方式，從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)，盡可能少產(chǎn)生廢棄物；無害化就是采取各種物理、化學(xué)和生物的技術(shù)和方法，使垃圾得到妥善處置，消除垃圾對(duì)城市生態(tài)環(huán)境和市民健康構(gòu)成的威脅。所謂資源化，就是以城市的固體廢棄物為原料進(jìn)行回收利用，物盡其用、變廢為寶，充分利用資源保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

環(huán)境治理是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，若遵從系統(tǒng)性原則，則需要因地制宜統(tǒng)籌安排。城市管理者需要全民動(dòng)員，科學(xué)引導(dǎo)、統(tǒng)籌規(guī)劃，合理布局，需要以政府為主導(dǎo)的全社會(huì)參與，引入市場(chǎng)化外資和民間資本以提高治理水平和效率。

（二）城市固體廢棄物處置路徑和技術(shù)

世界上的垃圾處理技術(shù)，從發(fā)展歷程來看，共經(jīng)歷了三代：垃圾填埋、垃圾焚燒、以資源化為導(dǎo)向的綜合處置。

1、填埋技術(shù)

垃圾填埋技術(shù)簡(jiǎn)單便捷，曾經(jīng)是全球最早和最廣泛使用的垃圾處理方法。我國(guó)垃圾填埋技術(shù)歷史悠久，我國(guó)考古學(xué)家甚至發(fā)掘到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的垃圾填埋場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)了很多具有歷史價(jià)值的日常用品和青銅器碎片。因?yàn)樯罾煞謴?fù)雜，有機(jī)質(zhì)在細(xì)菌的作用下，混合其他物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生沼氣、其他有害氣體和垃圾滲濾液等物質(zhì)。其中的污染物質(zhì)會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅，甚至影響到周邊居民的身體健康。20世紀(jì)末，填埋處置引起的大氣、水體和土壤的嚴(yán)重污染使人們意識(shí)到垃圾填埋的弊端，填埋場(chǎng)的后續(xù)管理及運(yùn)行的成本也相當(dāng)高昂。很多國(guó)家制定了嚴(yán)格的垃圾填埋法規(guī)，以控制垃圾填埋處置帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

2、焚燒技術(shù)

1896年，德國(guó)漢堡建立了人類歷史上的第一座垃圾焚燒廠。隨著垃圾焚燒技術(shù)提高和逐漸成熟，垃圾焚燒逐漸替代垃圾填埋成為處理城市生活垃圾的主要方式。這種方式可以避免很多填埋處置引發(fā)的潛在環(huán)境污染，同時(shí)對(duì)垃圾中的熱能進(jìn)行了有效利用，實(shí)現(xiàn)了生活垃圾能源化。與此同時(shí)，原生的生活垃圾含水量高，成分復(fù)雜，焚燒會(huì)產(chǎn)生有害的煙氣和飛灰，煙氣和飛灰處理不好會(huì)對(duì)環(huán)境形成二次污染?，F(xiàn)代城市公民的環(huán)保意識(shí)在不斷增強(qiáng)，焚燒項(xiàng)目的選址常常引起鄰避效應(yīng)，引發(fā)焚燒項(xiàng)目周邊居民的擔(dān)憂。

3、綜合處置與資源利用技術(shù)

所謂的綜合處置就是利用預(yù)處理、堆肥、厭氧發(fā)酵和化學(xué)處理等技術(shù)手段，并根據(jù)不同的固廢種類將之進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成系統(tǒng)性的固體廢棄物無害化處置，最大化地利用可再生資源，使之回到生產(chǎn)環(huán)節(jié)。綜合處置提高了垃圾無害化和資源化的效率，降低了處置成本，當(dāng)前已經(jīng)成為我國(guó)和其他許多國(guó)家的垃圾處置主流方式。

預(yù)處理是固體廢棄物資源化利用的前提和基礎(chǔ)，通常以機(jī)械處理為主，主要是簡(jiǎn)易分離某些特定物質(zhì)或者使某些物質(zhì)物理性質(zhì)發(fā)生變化的處理方法。預(yù)處理的目的是為固體廢棄物后續(xù)的資源化做準(zhǔn)備，以提高設(shè)備效率，降低運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)收益。預(yù)處理大體包括壓實(shí)、破碎和分選三種處理技術(shù)，資源化的目的不同，需要采用的預(yù)處理技術(shù)也必然不同。壓實(shí)、破碎和分選等預(yù)處理技術(shù)手段是進(jìn)行資源化利用的基礎(chǔ)性工作。

厭氧發(fā)酵工藝是利用厭氧菌分解廚余垃圾中的有機(jī)質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生沼氣的一種處理工藝，是目前廚余垃圾集中處理項(xiàng)目中最常見的處理工藝。廚余垃圾在正式處理前，需經(jīng)過嚴(yán)格的預(yù)處理過程，將雜質(zhì)去除。較為常見的預(yù)處理工藝可簡(jiǎn)單概括為破碎、分選、除油三個(gè)階段，預(yù)處理工藝的選擇由后續(xù)采用的處理工藝而定。物料經(jīng)過厭氧發(fā)酵后的消化液經(jīng)絮凝劑調(diào)配后通過離心脫水機(jī)處理后將沼渣和沼液分離，沼渣一般運(yùn)至生活垃圾焚燒廠處置；濾液進(jìn)入滲瀝液處理站或自建的污水處理設(shè)施進(jìn)行處理。厭氧產(chǎn)生的沼氣經(jīng)脫硫處理后，在沼氣儲(chǔ)柜中進(jìn)行暫存，后續(xù)部分用于沼氣發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，產(chǎn)生的電能除廠內(nèi)自用外，剩余部分可進(jìn)行上網(wǎng)。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的余熱，可轉(zhuǎn)化為蒸汽和熱水，熱水可用于廠區(qū)其他用熱，蒸汽可用于餐廚垃圾預(yù)處理中的加熱提油環(huán)節(jié)。

把垃圾進(jìn)行固體燃料化，加工成熱值更高、更穩(wěn)定的垃圾衍生燃料（Refuse Derived Fuel，RDF）在歐洲已經(jīng)有超過15年長(zhǎng)期的廣泛商業(yè)應(yīng)用。該技術(shù)通過生物或者物理方法對(duì)垃圾進(jìn)行去水干化，將生活垃圾中的可燃物制成環(huán)保的、中高熱值的燃料，進(jìn)行能源化利用；同時(shí)通過自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備，將金屬等可回收物分選出來進(jìn)行資源化利用；并且還將有害的 PVC 塑料等剔除，直接從源頭上遏制二噁英等有害氣體的生成，具有一定可觀的環(huán)保特性。

化學(xué)處理城市固體廢棄物，主要應(yīng)用于危險(xiǎn)廢棄物處置。其主要目的在于降低有毒有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)某些有毒有害的成分進(jìn)行分離或者濃縮。比如，含有重金屬、酸堿廢液、氰化物、乳化油、危險(xiǎn)廢棄物，可以采用工業(yè)冶金（濕法工藝）、中和、氧化電解、絮凝劑破乳等無害化工藝；對(duì)于飛灰、廢渣等危險(xiǎn)廢棄物可以采用固化填埋等技術(shù)工藝。

綜合處置可以利用現(xiàn)有各種處置技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以達(dá)到更優(yōu)的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

三、歐綠保踐行資源化與能源化并重，以綠色科技打造固廢處理的標(biāo)桿項(xiàng)目

作為全球十大資源再生和環(huán)境服務(wù)企業(yè)之一，源自德國(guó)柏林的歐綠保以打造零垃圾的世界為愿景，結(jié)合全球領(lǐng)先技術(shù)與五十多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)中國(guó)本地需求進(jìn)行優(yōu)化，在廣東、上海、江蘇、河南、河北、貴州、海南和香港等地打造創(chuàng)新、可靠、專業(yè)化的高標(biāo)準(zhǔn)資源化綜合利用項(xiàng)目。

（一）第三代生活垃圾處理技術(shù)——綠色燃料

歐綠保擁有世界領(lǐng)先的“綠色燃料” 技術(shù)，并將該技術(shù)針對(duì)中國(guó)垃圾特性進(jìn)行了升級(jí)與結(jié)合，為中國(guó)垃圾處理提供了更好的解決方案。經(jīng)過對(duì)垃圾的一系列無害化穩(wěn)定化分選處理后，產(chǎn)品 RDF/SRF 燃料不再是垃圾，不再具有容易腐爛、散發(fā)異味、釋放污水等垃圾的特性，而是一種干燥的、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不再具有生物活性、易長(zhǎng)期存儲(chǔ)、運(yùn)輸、適宜入爐燃燒的綠色燃料。這一技術(shù)的應(yīng)用具有多方位的明顯優(yōu)勢(shì)：

可以為碳減排作出貢獻(xiàn)，與煤炭燃燒相比，減少約 70%的二氧化碳排放。

可以做到小型化衛(wèi)星分布，避免重復(fù)投建大型垃圾焚燒設(shè)施，也為解決中國(guó)廣大而分散的農(nóng)村小量垃圾處理提供了很好的解決方案。

利用磁選等分選技術(shù)，可以有效提高能源利用率，是城市生活垃圾的第三代處理技術(shù)。

多級(jí)的物理分選可以分離出垃圾中的有害物質(zhì)，如重金屬和聚氯乙烯塑料（PVC），最大程度避免有害物質(zhì)二噁英生成，從先焚燒后處理變?yōu)橄忍幚砗蠓贌?，從源頭上控制有害物質(zhì)產(chǎn)生，有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

歐綠保已在廣東省揭陽(yáng)市投資建設(shè)了第一個(gè)綠色燃料的示范項(xiàng)目，該項(xiàng)目為揭陽(yáng)市日處理1000噸的生活垃圾，促進(jìn)了揭陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

（二）一站式的危險(xiǎn)廢物處理解決方案使工業(yè)固體廢物變廢為寶，與自然和諧共生

危險(xiǎn)廢物資源化利用重點(diǎn)從市場(chǎng)使用、毒物去除、資源回收，產(chǎn)品合格四個(gè)方面考慮：一是確保資源化利用的技術(shù)在目標(biāo)市場(chǎng)的適用性；二是資源化利用安全性比較好，保證有害去除效果；三是資源化利用技術(shù)的先進(jìn)性，確保最大程度的資源化利用；四是資源化產(chǎn)生的產(chǎn)品應(yīng)符合特定的國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，以便進(jìn)入市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。

以歐綠保危廢金屬資源化項(xiàng)目為例，采用國(guó)際成熟先進(jìn)的濕法工藝回收無機(jī)污泥中的鋅、鎳、鐵、鉻、銅等金屬元素，工藝強(qiáng)調(diào)全流程系統(tǒng)性管理，在預(yù)處理工藝中要重點(diǎn)投入合格的設(shè)備，以除雜質(zhì)，有機(jī)凈化和萃取工藝穩(wěn)定運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。相對(duì)于傳統(tǒng)的干法，濕法冶煉技術(shù)具有能耗低、污染小和低碳環(huán)保的特性。

（三）使廢舊塑料獲得新生，閉環(huán)管理塑料材料，實(shí)現(xiàn)高價(jià)值利用

塑料是現(xiàn)代世界的組成部分，應(yīng)用于生活中的各種領(lǐng)域，特別是用于包裝。然而，廢舊塑料對(duì)環(huán)境的影響已成為全球關(guān)注的話題，扔掉這些塑料也是對(duì)原材料的一種浪費(fèi)。在包裝生產(chǎn)中使用回收材料，從而減少化石燃料的消耗已成為許多國(guó)家致力推動(dòng)的環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

歐綠保收集廢舊塑料，對(duì)其進(jìn)行分選、處理和提煉，通過生產(chǎn)高質(zhì)量的原材料使廢舊塑料獲得新的生命。根據(jù)進(jìn)料不同，歐綠保采用不同的加工手段。由高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）制成的塑料包裝被加工成特定類型的回收物或顆粒，用于生產(chǎn)新的塑料產(chǎn)品。而通常用于瓶子生產(chǎn)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）則被加工成片狀用于再制造。

歐綠保在香港合資建設(shè)了塑新生有限公司，可以處理日常的塑料飲料瓶，避免使用過的PET和HDPE 瓶降級(jí)使用，生產(chǎn)成為食品級(jí)的可重復(fù)利用的塑料粒子，目前是香港規(guī)模最大塑料瓶資源化私營(yíng)工廠。這種廢塑料的閉環(huán)資源化重復(fù)利用，可以減少石油的使用量，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)減碳目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。

四、結(jié)語

隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程加快，我國(guó)固體廢物的處理技術(shù)和設(shè)施發(fā)展迅速，生態(tài)環(huán)境改善也取得了初步的成績(jī)。與此同時(shí)，一些工業(yè)危險(xiǎn)廢棄物，如含有金屬鎘的危廢污泥、生活垃圾焚燒后的飛灰，其處置技術(shù)并不盡如人意，相關(guān)企業(yè)和部門必須持續(xù)研發(fā)新的處理技術(shù)，努力提高處理效率、處置質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。城市管理者和環(huán)保參與者要堅(jiān)持環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合的原則，堅(jiān)持建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，既要實(shí)現(xiàn)垃圾的減量化和無害化，也要實(shí)現(xiàn)垃圾處置的資源化，減少對(duì)環(huán)境的碳排放，實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。

（作者單位：太原工業(yè)學(xué)院經(jīng)濟(jì)與管理系）