浅析浦东新区垃圾处理技术发展及对比

李 美

(中海船研科技股份有限公司，上海 200135)

1 浦东新区垃圾产生及收运情况

浦东新区面积为1 210 km2，常住人口526.39万，按照人均生活垃圾末端处理量0.74 kg/d计算[1]，日均产生垃圾约3 740 t。

人们生活中产生的垃圾可粗分为干垃圾和湿垃圾。干垃圾包括除厨余果皮(湿垃圾)、专项收运、废品回收以外的日常生活垃圾，如废弃餐巾纸、尿不湿、灰土、废纸、塑料袋等。湿垃圾(餐饮垃圾、厨余垃圾)是植物类和厨余类垃圾，如花草、菜叶、剩饭、食物残渣、过期食品等。实施干湿分类投放对减少生活垃圾处理量以及处理效果至关重要，而浦东新区政府以及居民近年来在垃圾分类方面也做了很多努力。

2011年2月，上海市浦东新区环保市容局颁布了《关于“十二五”期间全面推进本区生活垃圾分类促进源头减量的实施意见》，明确“十二五”期间全面推进本区生活垃圾分类促进源头减量工作的重要性，确定从2011— 2015年，该项工作分成试点阶段(2011年)、推广阶段(2012—2013年)、完善阶段(2014—2015年)三个阶段，要因地制宜，循序渐进，确保工作扎实有序推进，取得实实在在的成效[2]。截至2012年底，上海市共有2 300余个小区、247个机关、396个学校、67个公园、914家企事业单位、349家菜场实行了垃圾分类，垃圾分类覆盖到120万户居民；其中，浦东新区共有430个小区、5座公园、120所学校等开展了垃圾分类[1]。

2 浦东新区现有垃圾处理处置设施情况

浦东新区现有垃圾处理与处置设施三座，即御桥垃圾焚烧发电厂(设计处理规模1 000 t/d)、上海浦东美商生物高科技环保有限公司垃圾生化处理厂(设计处理规模1 000 t/d)和黎明垃圾老填埋场(设计处理规模1 500 t/d)，目前已封场。2009 年3 月在原黎明垃圾填埋场北侧又进行了扩建工程(设计日处理规模882 t/d)，总库容360 万t，填埋年限为9 年。现有的垃圾处理与处置设施的处理量不能完全解决现有的垃圾产生，因此在2012年新建上海黎明资源再利用中心(设计处理规模2 000 t/d)。接着对曹路地区臭气扰民的主要源头美商生物高科技环保有限公司垃圾生化处理厂进行关停，并新建浦东有机质固废处理厂(设计处理规模300 t/d)。

3 浦东新区垃圾处理技术发展及对比

浦东新区垃圾处理发展至今，主要用到的技术有：填埋、焚烧和生化处理。每一种处理方式均有其适应性和优缺点，而正是干垃圾与湿垃圾的特点决定了它们所适用的处理方式也大为不同。较之干垃圾，湿垃圾具有含水量、有机物量、油脂及含盐量高，易腐败等特点。因此，湿垃圾如果填埋则会存在着浪费土地、产生恶臭气体及渗滤液等问题。此外，由餐饮垃圾、厨余垃圾派生的“潲水油”、地沟油等问题，危害人民健康，也引起了社会的极大关注。同样的由于湿垃圾含水量高，如果混入干垃圾中焚烧，则会降低干垃圾的热值，使垃圾得不到充分燃烧，影响后期焚烧处置的效果。把湿垃圾与干垃圾分开投放，湿垃圾可以通过集中生化处理，转化为肥料或者沼气等，实现资源再利用，有利于减少生活垃圾的运输处置量及相关过程中对环境的污染。而浦东新区的生化处理技术又经历了从美商生化处理厂到浦东有机质固废处理厂的过程，这两者最大的不同在于两者工艺中对氧的需求。美商生化处理厂应用的是好氧堆肥工艺，而新建的浦东有机质固废处理厂应用的是厌氧消化工艺。

3.1 好氧堆肥

好氧堆肥是在有氧的条件下，依靠好氧微生物(主要是好氧细菌)的作用来进行的。好氧菌对有机质进行吸收、氧化、分解。微生物通过自身的生命活动，进行分解代谢(氧化还原过程)和合成代谢(生物合成过程)，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量，而另一部分有机物则被合成新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多生物体，从而将可生物降解的有机质转化为稳定的腐殖质。这些腐殖质可以用作土壤改良剂或肥料(见图1)。

图1 好氧堆肥工艺

好氧堆肥的最大特点是需要保证供氧量。氧气是微生物赖以生存的物质条件，供氧不足会造成大量微生物死亡从而影响最终处理效果。好氧堆肥的优点在于投资较小，反应过程参数控制简单，设备要求较低；缺点是占地大；需要保持开放状态，带来臭气问题难以控制。

3.2 厌氧消化

厌氧消化是无氧环境下有机质的自然降解过程。在无氧的条件下，依靠厌氧微生物(主要是厌氧细菌)的作用来进行。在此过程中微生物分解有机物，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分能量以甲烷形式出现，这种可燃气体可回收利用。同时，仅少量有机物被转化、合成为新的细胞组成部分。影响反应的环境因素主要有温度、pH 值、厌氧条件、C/N、微量元素(如Ni、Co、Mo 等)以及有毒物质的允许浓度等。厌氧过程一般在缺氧状态下产生，它的形成见图2。

图2 厌氧消化工艺

厌氧消化在大自然中是广泛存在的，只是速度较为缓慢，效率无法最大化，随着厌氧技术在污水治理的发展，人们已经慢慢研究出了不同类型的厌氧反应器，甚至在某些反应器中可以形成富含厌氧菌的高效颗粒污泥，大大提高了厌氧消化的效率。厌氧消化分为两步，第一步是酸化过程，分解成有机酸、醇类等。第二步是甲烷化阶段，生成甲烷、水等。整个厌氧的过程在密闭反应器中进行，最终的产品甲烷可以通过管道收集、输送，经过净化，脱氨，形成可以回收的沼气，用于发电或者供热，最大程度的进行资源化。

其优点是:具有高的有机负荷承担能力；能回收生物质能；不存在同源性的问题，有机物被变成CH4和CO2；产品(CH4)销路较好。其缺点是工程投资较大；工艺较复杂；对预处理及过程控制要求较高。

3.3 好氧堆肥和厌氧消化的对比

表1 好氧堆肥与厌氧消化的对比

好氧堆肥和厌氧消化都是垃圾资源化利用的方法，相较之下，厌氧消化技术更为先进；可靠性较高；符合国家产业政策和发展方向；产品为沼气或电力，能平稳销售，可保证垃圾的长期持续性处理；适合大规模连续化工厂生产；二次环境污染较小，易于控制。

且厌氧消化方式的突出优势还体现在节能环保、循环经济等多种理念，能够实现环境、社会和经济效益的协调统一，对环境和经济的可持续发展都具有重要的意义。

(1) 厌氧消化后产生的沼气是清洁能源;

(2) 在有机物质转变成甲烷的过程中实现了减量化和资源化;

(3) 厌氧消化产生的沼气可以进行发电或者制取天然气，减少了温室气体的排放量;

(4) 餐饮垃圾含水率高，采用厌氧消化处理几乎不用调节其含水率，节省了新水消耗量。

由于厌氧消化对于预处理的要求也更高，随着浦东新区在垃圾分类工作的不断进步，相信未来的垃圾处理技术也将向着更专业化、细致化的程度发展。

总而言之浦东新区采用厌氧消化的方式新建有机质固废处理厂不仅能改善原美商生物处理厂周边的臭气问题，也对浦东新区居民的垃圾分类提出了更高的要求。

4 结 语

垃圾是一种放错地方的资源，若任由其不规范的管理和处置，将会带来不良社会影响、环境影响和健康影响。经过多年发展，随着浦东新区生活垃圾分类工作的深入以及垃圾处理处置设施的逐步完善，浦东新区的生活垃圾处理逐步形成焚烧发电、生化处理、填埋等多元化、产业化生活垃圾处理处置体系；逐步形成全封闭、全压缩生活垃圾转运模式，这种垃圾综合管理模式将对于推进浦东新区垃圾的减量化、资源化、无害化处理处置起到积极作用。

参考文献：

[1] 郭剑烽. 今年人均生活垃圾处理量每天0.74公斤[N/OL].新民晚报，2012-06-06[02][2013-02-06].http://xmwb.xinmin.cn/xmwb/html/2012-06-/06/content_2_6.htm.

[2] 浦东新区人民政府．关于“十二五”期间全面推进本区生活垃圾分类促进源头减量的实施意见，浦府[2011]53号[R]．上海：浦东新区人民政府，2011．