变废为宝，将城市生活垃圾“能源化”

本刊记者 段雯娟

垃圾中转站

随着人民生活水平的提高，城市垃圾的产生量日益增大，每年新增垃圾约100亿吨，成为影响人类生存环境和社会发展的重大问题之一，许多城市已经陷入垃圾的包围之中。对垃圾泛滥成灾的现实，世界各国的视线已不再仅仅停留在如何控制和销毁垃圾这一老问题上，而是采取积极的态度和有力的措施，着手科学地处理、利用垃圾，将垃圾列为维持经济持续发展的“第二资源”，向垃圾要资源、要能源、要效益。城市垃圾中含有大量可利用物质，城市垃圾的处理越来越注重资源化，在能源最大化利用的同时力求尽量降低垃圾处理所带来的社会和环境负荷。

城市生活垃圾主要指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物。其中大部分来自居民的生活与消费、市政建设和维护、商业活动、市区的园林绿化及市郊的耕种生产、医疗和旅游娱乐场所。包括一般性垃圾、人畜粪便、厨房弃物、污泥、垃圾残渣和灰尘等固体物质。

城市垃圾的组分因受消费水平、燃料结构、区域气候及季节变化等多种因素的影响，使其具有垃圾组分复杂、不同城市间垃圾组分差别大、随季节变化明显等特点。随着生活能源的逐步改善，人们生活水平的不断提高，城市垃圾中无机物的含量将会逐渐减少，垃圾中的可回收废品及有机物含量将增加。

国内城市生活垃圾，目前采用单一处理方法居多，每一种处理方法只是对垃圾中一种或几种组分有效，而对其它组分常常不起作用。为了发挥某一种方法的优点，避开缺点，采用多种方法联合处理，是实现垃圾处理资源化、减量化、无害化的根本保障。而垃圾分选是实现垃圾综合处理的关键。

城市垃圾的能源化具有十分广阔的前景，既可以大幅度减轻垃圾对环境的污染，同时又开辟了能源新渠道，城市垃圾的能源化与单纯填埋相比，具有较好的经济、社会、环境效益：经能源化处理后的城市垃圾，绝大部分有机成分变成了能源，达到了减容、减量的目的；利用新的技术处理城市垃圾不但能减少垃圾处理过程中的污染，还能够利用垃圾本身来做能源等。利用处理过程中的产物得到其他有用能源，剩余的无机部分，可用作建筑材料。

城市生活垃圾的危害

我国传统的垃圾倾倒消纳方式不仅浪费了资源，也造成严重的环境污染，而现有的垃圾处理场的数量和规模远远不能适应城市垃圾增长的需求，大部分垃圾仍呈露天集中堆放状态，对环境即时和潜在的危害很大，问题日趋严重，主要表现为：

一是对土壤的污染，城市生活垃圾和其它固体废物长期露天堆放，其有害成分在地表径流和雨水的淋溶、渗透作用下通过土壤孔隙向四周和纵深的土壤迁移。在迁移过程中，有害成分要经受土壤的吸附和其他作用。由于土壤的吸附能力和吸附容量很大，随着渗滤水的迁移，使有害成分在土壤固相中呈现不同程度的积累，导致土壤成分和结构的改变，进而对土壤中生长的植物产生污染，污染严重的土地甚至无法耕种。

二是对大气的污染，城市生活垃圾和其它固体废物在运输、处理过程中如缺乏相应的防护和净化措施，将会造成细末和粉尘随风扬散；堆放和填埋的废物以及渗入土壤的废物，经过挥发和化学反应释放出有害气体，都会严重污染大气并使大气质量下降。例如：生活垃圾填埋后，其中的有机成分在地下厌氧的环境下，将会分解产生二氧化碳、甲烷等气体进入大气中，如果任其聚集会引发火灾和爆炸的危险。垃圾焚烧炉运行时会排放出颗粒物、酸性气体、未燃尽的废物、重金属与微量有机化合物等。

三是对水体的污染，如果将城市生活垃圾和其它固体废物直接排入河流、湖泊等地，或是露天堆放的废物经雨水冲刷被地表径流携带进入水体，或是飘入空中的细小颗粒通过降雨及重力沉降落入地表水体，水体都可溶解出有害成分，污染水质、毒害生物。有些简易垃圾填埋场，经雨水的淋滤作用，或废物的生化降解产生的渗沥液，含有高浓度悬浮固态物和各种有机与无机成分。如果这种渗沥液进入地下水或浅蓄水层，将导致严重的水源污染，而且很难得到治理。

四是对人体的危害，生活在环境中的人，以大气、水、土壤为媒介，可以将环境中的有害废物直接由呼吸道、消化道或皮肤摄入人体，使人致病。

城市生活垃圾处理现状及存在的问题

生活垃圾压缩成型机

填埋技术是最原始最常见的城市垃圾处理技术，一般有露天堆放、自然填沟和填坑等方式，这些方式是最不卫生的做法，是病虫、病菌的繁殖之地，危害人体健康，并且污染空气、水源和影响市容，已被许多国家禁止。可是，我国城市生活垃圾有相当部分仍是露天堆放和自然填沟。例如，城市的生活垃圾仍有部分都是人们随意丢弃或倾倒到河沟及坑里面。

垃圾压缩车

卫生填埋是将垃圾在选定的合适场所，一层垃圾一层土交替进行，又称为夹层填埋法。从横断面上看，垃圾和沙土交互填埋，即可防止垃圾的飞散和降雨时的流失；又可防止蚊蝇等害虫孽生以及臭气和火灾的发生。填埋到一定高度后，加上覆盖材料，（以免鼠、虫鸟等前来吃垃圾，传播病菌）

让其经过长期的物理、化学和生物作用达到稳定状态。但此法使用时间有限，占地面积大，侵占了宝贵的土地资源，并且填埋后的垃圾对土壤、地下水、大气造成严重污染，其现实危害和潜在危害更是在不断增加。填埋还造成了浪费垃圾中宝贵的可回收资源，城市生活垃圾本是一种资源，若利用得当，则能变废为宝，使其转化为饲料、肥料、能源等再造福于人类。

垃圾堆肥技术是我国城市垃圾处理采用较多的方法。一方面这是因为农村有着数千年来堆肥的习惯；另一方面农村需要肥料。它是将有机垃圾送入机械消化机中，利用微生物在合适的条件下对城市生活垃圾中的有机物进行降解，使之变成稳定的腐殖土。将其中的有机可腐物转化为土壤可接受且迫切需要的有机营养物，为农业提供适当的腐殖土，解决土壤板结问题，并维持了自然界物质的良好循环，基本实现垃圾的无害化、资源化，变废为宝，具有很好的前景。

但是这种垃圾处理技术应以垃圾分类为前提。因为从垃圾处理和利用角度拣的垃圾成分相当复杂，仅仅靠机械筛分的办法，许多有害物质就会随着堆肥产品进入土壤、污染土壤，并且堆肥产品杂质多，而且对重金属等有害物质不能有效分离，长期使用堆肥产品，同样会造成土壤表面沉积，破坏土壤、危害农作物。垃圾堆腐时间长、降解不彻底、处理不充分，残留物仍会造成垃圾污染，形成二次污染，堆肥过程中，大多数氮营养被自然释放，磷、钾等化合物被自然降解，所以致使肥料质量低下，广大农民不愿问津，市场前景渺茫。

焚烧技术是发达国家普遍采用的一种垃圾处理方法，焚烧处理是指在高温（1200℃）条件下，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应，放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而稳定的固体残渣，同时杀灭病毒细菌的方法。优点是能显著地减容、节省填埋场空间，可以进行余热回收利用或发电 。

但焚烧产生的烟气含有大量环境污染物，如二恶英等有毒气体。二恶英是一类急性剧毒物质，其毒性是氰化钾的1000倍以上，即使在很微量的情况下长期摄取也可引起癌变、畸形等顽症，尽管从理论上讲焚烧炉内温度达850℃以上，二恶英便可分解，但要做到垃圾焚烧炉的持续稳定运行亦非易事。

因此必须采取措施尽量避免或减少此类物质的排放，防止对环境造成新污染。从整体上看，我国采用焚烧技术尚处于起步阶段。焚烧技术的设备工艺和技术复杂严格，一次性投资巨大，而且如果解决不好排烟净化问题，很容易使得垃圾这种固体污染转化成气体污染。

城市垃圾处理的新技术

现有的垃圾处理方法，虽然能够比较有效地处理城市垃圾，但是随之而来的也是高成本的付出和环境的二次破坏，因此，对于城市垃圾的处理方法急切需要推出新的技术或者是在现有的处理方法上加以改进和充分的利用垃圾，让来造福人类，变废为宝。

垃圾变为能源的途径 一是垃圾直接焚烧余热的利用与发电。当垃圾的热值大于3349千焦P公斤时，可以自然方式直接焚烧。垃圾送入垃圾炉中燃烧，所放出的热量在余热锅炉中产生蒸汽供给需热用户或驱动汽轮机发电。日本对城市垃圾余热发电所得出经验认为，城市人口大于100万以上，每日产生垃圾1000吨，就能供给稳定发电。垃圾发电工厂实行余热发电，自给有余，并可向外供电。

二是垃圾制成衍生燃料，RDF即垃圾衍生燃料，其制造过程是将原来热值较低且热值变化较大的垃圾通过分选、破碎、加药、成型，加工成热值较高且稳定的固定燃料。制品不仅可以作为普通锅炉、工业锅炉以及食品加工业的辅助燃料使用，还可以作为垃圾焚烧炉的燃料进行燃烧，用于供热、制冷及发电。RDF的最大特点是经加工制造后无腐烂现象，无臭味，密度达 0．5～ 0．6吨 P 立方米 ，非常适于高效运输及长时间的储存，而且发热量比未经加工的垃圾高2倍，热值高达12560～18841千焦P公斤，相当于低品位的煤炭。

三是填埋气体发电，填埋气体是一种可燃气体，俗称沼气，主要成分是甲烷，产生于填埋场的垃圾填埋过程，是垃圾中可以生物降解的有机物在降解过程中产生的一种副产品。垃圾填埋场的一吨垃圾全部发酵后，产生的填埋气体(理论值)可达200～400立方米，其中甲烷约占30 %～60 % ，二氧化碳约占20 %～30 %。填埋气体发电的大致流程为：填埋气体收集，气体处理(净化和浓缩) ，分配给燃气发动机组燃烧做功发电和变送电。

四是废塑料油化技术，将各种废塑料经分拣、处理后加入反应器中，在催化剂及一定温度作用下加速塑料裂解还原反应，反应后生成汽油和柴油的混合物，经冷凝进入储罐，再经分水后泵入分馏系统，两种产品分离。

五是有机垃圾制肥时产生沼气发电，将垃圾有机物经厌氧消化，使之成为具有良好稳定性的腐殖土，添以一定的菌基及添加物制成有机肥，同时产生大量的沼气，沼气的热值范围是 5．3 ～ 6．7千瓦小时 P 立方米 ， 可转变为电能或热能。