村镇生活垃圾处理方式初探

侯世游

(江西省环境保护科学研究院)

1 村镇生活垃圾的特点及其造成的环境问题

村镇生活垃圾，是指在村镇日常生活中或者为村镇日常生活提供服务活动产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。近些年来,我国村镇经济飞速发展,村民的生活水平不断提高,消费品种越来越丰富,商品更新换代的速度明显加快。村民在享受物质产品的同时也暴露出另一个问题:村镇生活垃圾数量与日俱增,垃圾成分越来越复杂,治理难度增加。村镇生活垃圾污染问题已成为影响村民生活生产、村镇城镇化建设和可持续发展的重要因素。

(1)垃圾成分复杂、数量持续增长

十几年前，村镇生活垃圾以厨房剩余物为主,而且大多数厨房剩余物可作为畜禽饲料。近些年来,村镇生活垃圾成分发生了明显的变化,包装废弃物、一次性用品废弃物明显增加,如婴幼儿使用的一次性尿不湿、妇女卫生用品、废旧衣服鞋帽等,尤其是废旧电器、电池、磁带、光盘、玩具、自行车等在生活垃圾中的比例逐年增加。另外,随着村镇居住条件的改善,燃气普及,化肥用量增加,许多有机垃圾如秸秆、果藤和稻草等未被利用和还田,而是作为垃圾随意丢弃,使村镇生活垃圾数量明显增加。

(2)环境日趋恶化

由于村镇人口居住分散,而且很多村镇还没有指定的堆放垃圾场所和专门的垃圾收集、运输、填埋及处理系统,加上村镇部分村民环境保护意识较差,许多难以回收利用的固体废弃物,如旧衣服、一次性塑料制品、废旧电池、灯管、灯泡等随意倒在田头、路旁、山脚和溪边。由于这些废弃物难以分解,致使村镇暴露垃圾越来越多,严重影响了村镇的生活环境。

大大小小的垃圾堆不仅侵占了土地,而且还成为蚊蝇、老鼠和病原体的滋生场所。随着时间的推移,混合垃圾腐烂、发臭以及发酵甚至发生反应,不仅会释放出危害人体健康的气体,而且垃圾的渗滤液还会污染水体和土壤,进而影响农产品的品质。另外,村镇自来水普及率偏低,饮用水大多取自浅井,因此,垃圾中的一些有毒物质的渗漏,如重金属,废弃农药瓶内残留农药等,随雨水的冲刷,迁移范围越来越广,最终通过食物链影响人们的身体健康。走进村镇,池塘浑浊、溪水不净的情况普遍存在。解决村镇生活垃圾问题是今后村镇环境整治的难点和重点。

2 生活垃圾处理系统理论

生活垃圾治理是一项复杂的系统工程。它由垃圾收集系统、垃圾转运系统及垃圾处理系统等子系统构成，如图1所示。

2.1 生活垃圾收集系统

按照不同的划分办法，垃圾的收集方式有不同的类型。

1)按收集方法上来划分，城市垃圾收集方式有混合收集和分类收集两种。

(1)混合收集

混合收集是指产生的各种垃圾混在一起来进行收集，这是目前我国绝大多数城市采用的收集方法。这种收集方法最大的优点是简单、方便，使用的设施少，运输次数也少。这种收集方法最大的弊端是它不符合垃圾无害化、资源化、减量化的要求。

(2)分类收集

分类收集是指按照垃圾的可处理性能或可利用价值而分别收集。该方式能帮助有效地处理各种垃圾。实现垃圾源头分类收集，可以提高垃圾资源化利用率，回收利用垃圾中的有用物资；减少垃圾的处理处置量，提高垃圾处置效率：以最大限度地减轻对环境的污染以及节省开支。

2)根据操作方法的不同，垃圾收集方式分为周转容器收集系统与定点容器收集系统两种方式。

(1)周转容器收集系统

又可以称为收集站收集。该系统是将贮存站己装满垃圾的容器用运输车直接托运到处理中心或转运站，卸空后的容器返运回原站或其它站。周转容器收集系统适用于垃圾产生率较高的区域。这种收集系统的优点是可以减少人工装、卸车时间，可以采用不同尺寸的容器以适应不同类型垃圾的装运。缺点是由于大型容器人工装载时易导致较低的容积效率，在远距离运送可压缩性废物时，容积利用率是影响操作费用的主要因素。

(2)定点容器收集系统

又可以称为无站式收集(车辆流动收集)。定点容器收集系统是在贮存站设置固定的小型容器若干个，收集车沿一定路线逐个收集垃圾，采用人工或机械将容器中的垃圾倒入车斗内，收集车装满后，运送至处理中心或转运站。这种系统比较灵活、方便，车辆可大可小，但是装卸工作卫生条件较差。

2.2 生活垃圾转运系统

当生活垃圾收集点和处理系统距离较短，不需要设置中转设施时，可以直接将生活垃圾从收集点运输至垃圾处理场。

当垃圾收运系统需要设置中转环节时，通常将中转和运输统称为转运。转运过程为：垃圾收集车将在各收集点收集的垃圾运至垃圾中转站，在中转站将垃圾压缩后转载到大载重量的运输工具上，用大载重量的运输工具将垃圾运往远处的处理场。

2.3 生活垃圾处理系统

生活垃圾处理系统主要涉及两个问题：垃圾处理设施的规模和处理技术。

科学、合理地确定垃圾处理设施的规模，涉及到垃圾排放量、预测垃圾排放量等若干重要技术指标的测试、换算及选定。

垃圾成分决定着处理技术的选择。目前，国内外广泛采用的垃圾处理方法主要有卫生填埋法、堆肥法和焚烧法。

3 垃圾处理技术分析

目前，国内外广泛采用的垃圾处理方法主要有卫生填埋法、堆肥法和焚烧法。

3.1 卫生填埋技术

卫生填埋作为一种工程处理工艺，是将垃圾置于相对封闭的系统中，使之对周围环境的影响降低到最小程度。卫生填埋不仅是主要的垃圾处理方法，而且也是其他处理方法二次废弃物的最终处置途径，是必不可少的。卫生填埋和其他处理方法相比，具有投资较少、消纳量大、处理彻底等优点。正因为如此，目前卫生填埋仍是国内外普遍采用，且处理量最大的一种工程技术方法。

卫生填埋应满足以下五个方面的要求：

(1)防渗处理工程措施必须保证填埋场与外界的水环境的隔离，渗透系数必须≤10-7cm/s，以防止对地下水环境的污染。

(2)填埋场产生的渗滤液必须经过处理达到相应的排放标准后排入水体或污水管道系统。

(3)填埋作业应采用单元式填埋方式，分层填埋、碾压，并尽可能做到当日覆盖(土壤或其他材料)，以提高填埋容积的利用率，减少臭气和蚊蝇的孳生。

(4)对填埋体产生的沼气应有组织的收集、排放，如有条件可以利用，以防止发生沼气的无序迁移和聚集而可能导致的爆炸。

(5)填埋过程中要采取措施防止蚊蝇的孳生。

卫生填埋也存在很多缺点。

(1)占地面积大，可能会侵占农村大面积的良田。

(2)垃圾渗透液是一种有毒有害的高浓度有机废水，很容易引起土壤和地下水污染，而且农村垃圾填埋设施一般比较简单，容易发生渗漏现象，这给以后的环境卫生安全埋下了隐患。

(3)填埋垃圾产生的沼气收集困难，处置不当容易发生爆炸事故，农村生活垃圾填埋本来就缺乏专业技术人员的指导，更是需要防范事故的发生。

卫生填埋工艺流程如图2所示：

图2 垃圾卫生填埋处理工艺流程图

3.2 焚烧技术

焚烧法是在高温和供氧充足的条件下，将垃圾中的有机物氧化成惰性气态物，使无机不可燃物形成稳定的固态残渣的过程。垃圾经过焚烧后，体积可以减少80%-90%。此外，通过焚烧，可以破坏垃圾中有害物质的组成结构和杀灭病原菌，达到解毒、除害的目的。因此焚烧法兼有很好的减量化、资源化和无害化效果。但垃圾焚烧设施的建设投资和运行费用很高，对垃圾成份和管理水平有严格要求，只适合于经济实力强、垃圾成份热值高、用地紧张的地区。此外如果焚烧配套措施控制不当，则垃圾在焚烧过程中会产生大量的酸性气体和燃烧不完全的剧毒致癌有机成份(如二噁英等)。焚烧工艺流程如图3所示：

图3 垃圾焚烧处理工艺流程图

3.3 高温堆肥技术

堆肥法是依靠自然界广泛分布的微生物的作用，在人工控制的条件下使垃圾中可生物降解的有机废物转化为具有良好稳定性的类似腐殖质物质的一种方法。根据堆肥过程中发挥作用的微生物对氧气的不同需求，堆肥法又可以分为好氧堆肥和厌氧堆肥两类。

堆肥是一种良好的土壤改良剂，若加入一些氮、磷、钾等元素制成多元有机复合肥，则产品具有更强的市场适应能力。此方法的采用取决于当地农业生产的肥料使用习惯和市场情况。与卫生填埋法相比占地相对较少，同时可以通过分选回收有用物质；但操作管理较填埋法复杂、设备费用高、垃圾制肥成本高，肥料生产受市场销售影响大，不适合于制肥的垃圾及无销路的垃圾肥仍然需要填埋，产生的污染物(渗滤液等)仍然需要处理。堆肥工艺流程如图4所示：

图4 垃圾堆肥处理工艺流程图

3.4 综合处理

垃圾综合处理是根据社会经济及自然条件以及垃圾性状特征将多种处理技术综合集成,最大程度发挥各种技术方法的长处,同时实现资源化、减量化、无害化的一种处理方法。根据具体情况和达成目标的不同，可将卫生填埋、高温堆肥、厌氧产沼、焚烧发电(制热、产气)、物资回收等多种单项技术的合理搭配形成不同的综合处理模式和技术路线。一般而言，综合处理的关键是对进厂原生垃圾进行适当的分选/分类或分流，再采用恰当的技术方法分别进行处理；对垃圾中可利用的物质进行回收加工和重复利用；对无法直接回收利用的有机物进行生物处理或焚烧回收热能；对石块、砖瓦、泥土和焚烧残渣等可用作建筑材料或进行填埋处理。

由于世界各国和国内各城市之间垃圾成份差别很大,所以没有普遍适用的综合处理工艺流程。各城市可根据自己的具体情况，采用多种基本处理技术进行组合。

垃圾综合处理方式结合了多种处理方法的优点，但实际操作起来也存在一些困难。垃圾分类是综合处理的关键，也是最大的难题。我国的垃圾收集大部分都是混装式，仅少部分地区开始实行分类收集。大部分地区要在源头上实现垃圾的分类收集还需要较长时间的努力；对混合收集起来的垃圾实行分选，一是在技术上要求较高，二是增加了处理费用——分选费。

3.5 三种基本处理方法对比

目前国内外广泛采用的三种基本垃圾处理方法，在场址选择、投资规模、运行管理、资源回收利用等方面各有优缺点。其优缺点的对比见表1。

表1 三种基本处理方法技术经济特性比较

3.6 处理模式和处理技术遴选

技术遴选过程为区域内新建扩建垃圾处理设施提供依据，在选择处理技术路线时，必须充分考虑区域内各种因素，包括：垃圾产量、垃圾成分特点、资金、路线等等。

技术遴选包括主导技术确定、设施选址、资金预算、技术评价等方面的内容。

新建扩建处理设施时，应按照区域内垃圾量、垃圾成分、社会经济条件、环境敏感程度等来综合考虑所选用的技术类型、设施规模、设施服务区域、投资和运行费用等。重点应在于对区域内的垃圾处理存在的不足提出解决办法，包括垃圾处理能力和产生量之间的矛盾，设施分散、污染严重的问题等等。

垃圾处理技术的选择首先应该保证垃圾处理设施的稳定运行。对于城市管理者，垃圾的及时清扫和消纳是其重要职责。如果不能及时消纳城市垃圾，则有可能使城市处于瘫痪的状态。因此垃圾必须每日得到彻底地处理处置，这就要求处理设施必须运转正常，或者在出问题时，必须有备用设施等应对方案。

其次，要考虑环境保护的基本要求。一方面应对垃圾进行无害化处理，使其不对环境造成威胁；另一方面要尽量防止或减少在垃圾处理过程中产生的二次污染。垃圾填埋中的渗滤液、填埋气体，垃圾焚烧中产生的有害烟气，堆肥过程中产生的渗滤液、恶臭以及堆肥产品中的有害物质等(如重金属)等，必须通过必要的措施加以控制，减少和避免对环境的破坏。

再次，技术的选择必需考虑当地的经济技术发展水平。一方面，当地的经济发展和居民生活水平决定了垃圾的成分和数量，珠三角地区，经济较为发达，人均垃圾产生量较大，垃圾中废纸、塑料、金属等高热值或可回收物质的成分相对较高。并且该地区对生活垃圾处理处置的投入也相对较大，有更大的余地来选择适宜的处理技术。

最后，各种技术有不同适用范围，技术的确定取决于当地实际条件。例如，对于果林、蔬菜种植区，在实施分类收集、废品回收的条件下，可以优先考虑堆肥技术；土地资源紧张，垃圾易燃成分含量高的地区优先采用垃圾焚烧技术；土质条件适合的山地丘陵地区，可以采用填埋技术；还可以多种处理技术并存，发展综合处理系统，实现系统的最低费用。