浅析清洁生产在城市生活垃圾处理中应用

沈学崴

（辽宁省大连市环境监测中心 辽宁大连 116023）

随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，城市生活垃圾的产生量越来越大，城市生活垃圾对环境产生危害的问题越来越突出。经过多年的探索和实践，目前在我国乃至全世界范围内得到广泛应用的垃圾处理方式主要有填埋、焚烧、堆肥三种。从技术工艺角度分析，各技术所追求的目标都是将垃圾减容、减量、资源化、能源化和无害化，但又各有利弊，技术难易程度差异较大[1-2]。

1 城市生活垃圾处理技术

1.1 卫生填埋法是指对渗滤液和填埋气体实施严格控制的填埋方法。由于其适用范围广，运行管理成本低等优点，得到了广泛应用。但它存在选址难度大的缺点，对于用地紧张的城市已很难找到合适的地点填埋垃圾[3]。垃圾填埋过程中产生的渗滤液成分复杂，处理难度大，处理成本高，对环境的影响尤其突出，如何实现达标处理垃圾渗滤液及延长填埋场的使用年限，已成为垃圾填埋场需要重点解决的难题。

1.2 早在1920年英国农学家就提出了“印多尔法”的堆肥技术。经过近百年的发展，高温堆肥技术已经日趋成熟。该技术可以使垃圾中的有机成分转化为可供施用的肥料，同时消除其环境污染，杀灭垃圾中的病菌，具有无害化和资源化特征，但是，由于该技术存在技术要求高、产品接受度低等原因难以得到推广。

1.3 高温焚烧近几十年得到了快速的发展，特别是现在大、中城市垃圾成分中低热值成分不断减少，其热值基本都能满足焚烧工艺的条件，利用垃圾焚烧热能发电的技术也非常成熟，同时，可做到炉渣制砖，经济效益较为明显。但随着人们环保意识的增强，焚烧法的群众接受度却不断降低，选址难度增大，且其投资大，对设备的要求高，运行管理要求严格，运行成本居高不下。

2 三种垃圾处理方法的清洁生产程度比较

城市垃圾处理必须依靠科学技术进步和资金投入，同时也要考虑本地区的实际情况，要坚持一切从实际出发，因地制宜。通过对三种处理工艺的环境指标和资源消耗指标的比较分析，寻求垃圾处理的最佳技术[4-5]。

2.1 环境指标

环境指标主要指产污系数，是清洁生产评价的主要指标，它直接反映出该工艺对环境的影响程度。以处理垃圾量300t/d计，卫生填埋法产生的废水（指降雨量大的地区）较多，渗滤液产生量主要受地区年降雨量和垃圾填埋场面积大小二者的影响最大。焚烧及堆肥法产生的垃圾渗滤液主要受垃圾含水率及垃圾成分的影响。而焚烧过程向大气环境排放的污染物较多，且复杂，尤其是二恶英可能对大气环境造成更大的危害。

2.2 资源消耗的指标

资源消耗的指标包括能源消耗和水资源消耗。从清洁生产角度评价，资源消耗指标高低也能间接地反映出生产过程是否对环境造成影响及影响的程度大小，因为同等条件下资源消耗量越高对环境的影响也就越大，三种处理方法资源消耗指标分析结果见表1。

表1 资源消耗指标预测

从生活垃圾三种处理方法的资源消耗指标可以看出，卫生填埋水耗最少，堆肥法水耗稍高，焚烧法水耗最多。

3 清洁生产评价结果

通过对生活垃圾三种不同处理工艺分析及各类评价指标预测，依据清洁生产指标总体评价分值要求，分别对三种工艺技术进行综合评价，其结果见表2。

表2 三种工艺技术综合评价结果表

上述清洁生产评价结果表明：三种处理工艺均存在一定差异，虽然处理的基本原材料均为垃圾，但生产过程中所产生的污染物及控制程度水平相差较大，特别是在生活垃圾资源化、无害化、减量化方面有着不同的效益，对环境的危害也有所不同。

3.1 卫生填埋工艺的清洁生产评价得分为70.3分，属于传统先进工艺。早期的垃圾填埋处理仅仅是简单的填埋，管理粗犷，垃圾渗滤液和填埋气体都对环境产生了比较严重的影响。而卫生填埋，就是对渗滤液和填埋气体进行控制的填埋方式。卫生填埋方式具有技术成熟，管理简单，处理量大，投资和运行费用低等特点，是当今世界各国主要的垃圾处理方式。但填埋混合垃圾有以下缺点：1、资源化水平很低。生活垃圾中大量的可以实现资源回收的部分被一并填埋，即使考虑填埋气的回收利用，混合垃圾填埋的资源化水平仍很低。2、我国混合垃圾含水率和有机物含量都很高，即使不考虑降水的影响，其渗滤液产生量仍较大，而垃圾渗滤液的处理成本高，间接造成填埋场运行成本的增加。3、在场址选择上日益困难，由于填埋法处理的垃圾稳定周期较长，填埋场地重复利用的可能性低，而随着人们环保意识的增强，新建填埋场的选址难度不断增大。4、垃圾中含有的有毒有害物质不断增多，对环境造成污染的可能性也大大增加，垃圾填埋场的运行管理越来越严格，运行成本不断上升。

3.2 垃圾堆肥技术清洁生产评分可达83.2分，属于先进技术。但我国的堆肥厂主要处理混合生活垃圾，由于处理成本高，而产品的销路却不好，因此其在我国的发展前景并不好。其局限性主要表现在：1、由于我国目前还没有开展普遍的生活垃圾分类收集，因此入厂垃圾中含有大量不可降解组分，这些成分必须分拣出来，另行处理，才能提高堆肥效率，但是分拣工艺复杂，费用很高，无法得到广泛应用。2、即使采用了分拣工艺，但仍然无法将垃圾中

的许多有毒、有害组分完全剔除，如农田长期大量使用堆肥，可能会造成潜在污染，3、有机肥与化肥相比，堆肥产品的肥效低、见效慢，产品接受度低，推广难度大，限制了堆肥技术的进一步发展。3.3焚烧工艺技术清洁生产评价得分73.2分，属于比较先进的方法，是垃圾无害化、减量化、资源化最彻底、最直接的一种方式，其最大优势是能将生活垃圾资源化，可以利用热能发电、供热，经济效益突出。但垃圾焚烧处理还存在一些限制：1、垃圾焚烧对垃圾热值有一定的要求，如果热值过低则必须添加软软燃料辅助，增加了运行成本。我国目前除少数经济发达的城市外，尚不具备垃圾焚烧处理的条件。2、我国混合垃圾中厨余垃圾含量较多，造成垃圾焚烧烟气中的氯化物含量高，氯化物会腐蚀焚烧炉，增加了烟气处理的难度和污染控制成本。3、随着人们对生活环境质量要求较高，针对生活垃圾焚烧过程中向空气环境排放的污染物，尤其是其中的二恶英，目前仍未能得到广大群众的普遍接受，使得这项技术发展迟缓。

4 选择适合我国发展的垃圾处理模式

我国垃圾处理必须因地制宜，针对垃圾中组分的多样性，以资源、能源回收为出发点进行综合利用。综合利用应包括以下方面的内容。

对于可用物资如废纸、金属、玻璃等要进行回收再生利用。要想使城市生活垃圾在数量上得到控制，就必须首先改变人们的一些旧的生活习惯。比如现在提倡的“光盘行动”，旨在倡导人们按需就餐，减少餐桌浪费等。这些都能从源头上减少垃圾的产生量。

对于低热值易腐有机物和高热值不易腐有机物要进行资源化利用。低热值易腐有机物的资源化利用传统的方法是采用堆肥，然而由于其产品自身的限制难以等到广泛的推广。目前，餐厨垃圾（泔脚）厌氧发酵产氢产甲烷技术日渐成熟，并逐步受到大家的重视，据研究1t餐厨垃圾在水解酸化相可以产出32.80 m3生物气，其中氢气浓度均值可达30%。在甲烷发酵过程中可以产出99.54 m3沼气，其中甲烷浓度可达67.50%。如果该技术进一步得到稳定完善，就能够实现餐厨垃圾的沼气清洁发电。

在实现低热值易腐有机物单独收集的基础上，城市生活垃圾的物理化学性状将发生较大的改变，垃圾焚烧将变得更容易，其产生大气污染的风险也会大大降低。同时垃圾焚烧炉渣的材料化应用技术已经成熟，广泛应用于各种市政建设。

垃圾是人类生产和生活活动的伴生物，只要存在人类的活动就必然存在垃圾地产生。但由于环境容量的有限性，我们要在源头上实现城市生活垃圾减量化、资源化和无害化，因地制宜，充分应用各种高科技技术，实现垃圾的分类处理和资源化利用，使更多的垃圾作为“二次资源”进入新的产品生产循环，从而减少最终排放到环境中的垃圾，实现垃圾自身的清洁生产。

参考资料

[1]辛晓牧.城市生活垃圾处理的清洁生产分析.气象与环境学报,2008,24(2):50－53.

[2]刘勇.城市生活垃圾的综合处理与“清洁生产”.投资与创业,2012,3:150－153.

[3]刘长礼,等.垃圾卫生填埋处置的理论方法和工程技术.北京:地质出版社.1999.

[4]林援朝.城市垃圾管理与处理技术标准规范应用务实全书.光明日报出版社,2002.

[5]屈志云,王敬民,刘涛,等.我国城市生活垃圾处理技术方式的选择.环境卫生工程，2007，15（3）：21-24.