垃圾分類工作效果及垃圾末端處置的變化分析

嚴(yán)貴

（廈門市環(huán)境衛(wèi)生中心，福建 廈門 361000）

隨著人們生活水平的提高，垃圾產(chǎn)生量也在持續(xù)增長(zhǎng)。日益增加的生活垃圾造成了居住環(huán)境不斷惡化，而傳統(tǒng)的焚燒、填埋等垃圾處理方式容易造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。為此，通過(guò)垃圾分類收運(yùn)、處置的方式，改善居民生活環(huán)境水平，減少垃圾末端處置量，實(shí)現(xiàn)垃圾資源利用成為當(dāng)下緊迫的任務(wù)。近年來(lái)，垃圾分類在全國(guó)全面開(kāi)展，其中地級(jí)及以上城市全面啟動(dòng)，根據(jù)國(guó)家的部署要求，2023 年底前地級(jí)及以上城市居民小區(qū)覆蓋率達(dá)到90%以上，2025 年底前基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋，因此垃圾分類已成為城市管理的一項(xiàng)重要工作。依據(jù)國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的《生活垃圾分類標(biāo)志》（GB/T 19095—2019）規(guī)定，生活垃圾分類為其他垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和可回收物，垃圾分類造成了垃圾投放方式發(fā)生變化，也使得處置方式由原先的焚燒、填埋為主變?yōu)榉贌?、填埋、堆肥、綜合利用并行的情況。

1 居民垃圾投放變化

目前我國(guó)大多數(shù)城市垃圾分類主要是將生活垃圾分為其他垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和可回收物4 類，其中廚余垃圾與其他垃圾占主要部分，可回收物以及有害垃圾占比相對(duì)較小。因垃圾分類知識(shí)普及率以及居民素質(zhì)、意愿等原因，垃圾分類投放準(zhǔn)確率與4 類垃圾產(chǎn)生的實(shí)際情況一直存在一定差距。以南方某市為例，2017 年下半年該市正式啟動(dòng)垃圾分類，在2018—2022 年5 年內(nèi)的時(shí)間，城鎮(zhèn)居民生活垃圾分類投放實(shí)際情況如圖1 所示，其中廚余垃圾投放量占比由6.7%升至21.4%，其他垃圾投放量占比由93.3% 降至74.9%，可回收物投放量占比由不到1%升至3.7%，有害垃圾占垃圾總量不足0.1%。上述情況說(shuō)明隨著垃圾分類工作不斷持續(xù)推進(jìn)，垃圾分類投放工作也在不斷取得進(jìn)步。我國(guó)居民區(qū)產(chǎn)生的廚余垃圾可達(dá)生活垃圾總量的50%[1]，可回收物約占垃圾總量的20%[2]，而該市的廚余垃圾可回收物實(shí)際投放量比例與之相比仍有較大差距，說(shuō)明該市居民垃圾分類準(zhǔn)確投放率相對(duì)較低，有大量生活垃圾未實(shí)現(xiàn)分類投放或是未被準(zhǔn)確分類投放，垃圾分類投放還需長(zhǎng)時(shí)間對(duì)廣大居民教育、宣導(dǎo)。

圖1 居民生活垃圾分類投放占比圖

2 處理設(shè)施入場(chǎng)垃圾情況

生活垃圾在經(jīng)過(guò)分類投放、收集后，根據(jù)種類集中運(yùn)往末端分類處理設(shè)施進(jìn)行處理，其中其他垃圾主要用于焚燒發(fā)電，廚余垃圾則是采用堆肥處理或是綜合利用，可回收物采用商務(wù)資源回收利用系統(tǒng)進(jìn)行利用，有害垃圾則是采取專業(yè)的無(wú)害化處理。因垃圾分類投放準(zhǔn)確率問(wèn)題，進(jìn)入垃圾焚燒處理廠的其他垃圾和進(jìn)入廚余垃圾處理廠的廚余垃圾都混有一定比例的非處理目標(biāo)垃圾。尤其是對(duì)于進(jìn)入廚余垃圾處理系統(tǒng)的非處理目標(biāo)垃圾，需要將其中非處理目標(biāo)垃圾分離出來(lái)，以避免對(duì)后續(xù)處理造成不良影響甚至系統(tǒng)停擺。隨著垃圾分類工作的持續(xù)推進(jìn)，垃圾分類準(zhǔn)確率不斷提高，各類垃圾處理設(shè)施的入場(chǎng)垃圾中非處理目標(biāo)垃圾占比逐漸降低。如圖2、圖3 所示，在2018—2022 年的5 年內(nèi)，垃圾焚燒處理廠入場(chǎng)的生活垃圾中其他垃圾占比由50%升至63%，廚余垃圾占比由26%降至20%，可回收物占比由24%降至17%。進(jìn)入廚余垃圾處理廠的生活垃圾中的廚余垃圾占比由50%升至75%，可回收物占比由32%降至16%，其他垃圾占比由18%降至9%。

圖2 垃圾焚燒廠入場(chǎng)垃圾占比變化圖

圖3 廚余垃圾處理廠入場(chǎng)垃圾分類占比變化圖

3 對(duì)垃圾焚燒的影響

垃圾焚燒作為國(guó)家主要扶持的垃圾處置工藝，根據(jù)“十四五”規(guī)劃，到2025 年全國(guó)城市生活垃圾焚燒處理能力將占比65%，將會(huì)是國(guó)內(nèi)垃圾處理的最主要方式[3]，因垃圾分類造成的入廠垃圾成分變化必然對(duì)垃圾焚燒效果造成影響。如圖4、圖5 所示，2018—2022年的5 年內(nèi)，垃圾焚燒廠的入廠垃圾中可燃物成分不斷攀升，其占比由27%升至42%，而含水率則相反，占比由53%降至45%，不斷下降。上述情況造成垃圾焚燒廠的入廠垃圾垃圾熱值不斷提升，由原來(lái)的5 500 kJ/kg 逐漸提升至7 500 kJ/kg。

圖4 垃圾焚燒廠入場(chǎng)垃圾熱值及可燃物變化圖

圖5 垃圾焚燒廠入場(chǎng)垃圾含水率及灰分變化圖

隨著垃圾分類工作進(jìn)一步推進(jìn)，生活垃圾不斷被精確分類，進(jìn)入生活垃圾焚燒發(fā)電廠的入廠垃圾成分將持續(xù)變化，垃圾熱值會(huì)進(jìn)一步提高。而垃圾熱值變化，將對(duì)焚燒爐和余熱鍋爐的性能提出新的要求，這就需要原有的生活垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)此類情況進(jìn)行提前預(yù)判，并且采取應(yīng)對(duì)措施，以降低熱值升高對(duì)設(shè)備造成的不良影響，而新建的生活垃圾焚燒發(fā)電廠在設(shè)計(jì)時(shí)要統(tǒng)籌考慮熱值變化。

4 對(duì)垃圾滲濾液的影響

垃圾滲濾液作為生活垃圾主要的二次污染物，其產(chǎn)生主要來(lái)源是垃圾自身水分、有機(jī)物分解產(chǎn)生的水分以及自然降水等，其中垃圾自身水分、有機(jī)物分解產(chǎn)生的水分主要來(lái)源于廚余垃圾，故而填埋或焚燒的生活垃圾中廚余成分占比高低會(huì)直接影響垃圾滲濾液的產(chǎn)生量，隨著垃圾分類的推進(jìn)，廚余垃圾從垃圾中被不斷分離開(kāi)來(lái)，從而造成垃圾填埋場(chǎng)或是垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液的產(chǎn)生量會(huì)逐步減少[4]。如圖6 所示，2018—2022 年的5 年內(nèi)，垃圾分類收集后的其他垃圾產(chǎn)生的垃圾滲濾液由原先的107 t/kt 降到65 t/kt，降幅達(dá)到39%。

圖6 每千噸其他垃圾年平均滲濾液產(chǎn)量變化圖

除產(chǎn)生量外，垃圾滲濾液的水質(zhì)也會(huì)隨垃圾分類的開(kāi)展發(fā)生變化，如圖7、圖8 所示，2018—2022 年的5 年內(nèi)，氨氮濃度從2 600 mg/L 降至1 800 mg/L，COD由8 200 mg/L 降至4 500 mg/L，其主要原因在于進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)或是垃圾焚燒廠的其他垃圾中有機(jī)物含量逐漸降低，造成垃圾滲濾液中氨氮和COD 濃度也隨之逐漸下降。與之對(duì)應(yīng)的則是垃圾滲濾液的pH 處于上升狀態(tài)，其值由7.80 升至8.75。其原因在于垃圾分類后，因有機(jī)物形成的酸性污染物不斷減少，進(jìn)入垃圾滲濾液的堿性污染物占比則不斷增加，從而造成垃圾滲濾液pH 的上升。

圖7 垃圾滲濾液氨氮和COD 變化圖

圖8 垃圾滲濾液pH 變化圖

上述情況的變化對(duì)于后續(xù)的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)有正反兩方面影響，有利的一面是隨著垃圾滲濾液進(jìn)水污染物濃度的降低，使得處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷下降，可以更好的處理氨氮、COD 等污染物；不利的一面在于，由于有機(jī)物濃度降低，其碳氮比也會(huì)出現(xiàn)變化，可以會(huì)出現(xiàn)失衡的情況，從而會(huì)對(duì)后續(xù)處理中脫氮過(guò)程造成不良影響。

5 結(jié)論

5.1 隨著2018 年至2022 年的垃圾分類工作的推進(jìn)，我國(guó)城鎮(zhèn)居民垃圾分類準(zhǔn)確投放率有所提升，但依舊存在相當(dāng)程度的垃圾混合情況，存在垃圾分類準(zhǔn)確率不高，垃圾投放錯(cuò)誤的問(wèn)題，這需要長(zhǎng)期的宣傳與引導(dǎo)，垃圾分類工作將是我國(guó)一項(xiàng)長(zhǎng)期持續(xù)的工作。

5.2 垃圾分類后，進(jìn)入生活垃圾焚燒廠的垃圾出現(xiàn)可燃物含量上升，含水率下降的情況，其熱值在5 年內(nèi)由5 500 kJ/kg 提升至7 500 kJ/kg，并且隨著垃圾分類工作持續(xù)推進(jìn)，未來(lái)還可能進(jìn)一步提升，從而對(duì)于焚燒設(shè)施造成較大影響。

5.3 垃圾分類工作也對(duì)垃圾滲濾液的水質(zhì)水量造成較大影響，其他垃圾產(chǎn)生的水量減少了39%，同時(shí)COD、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)上升、pH 等水質(zhì)指標(biāo)下降，水質(zhì)水量的變化對(duì)垃圾滲濾液處理提出新的要求。