贵阳市生活垃圾产生处置现状及资源化利用∗
2016-12-19崔俊丽刘鸿雁陈泽渊李焱焱刘艳萍
崔俊丽,刘鸿雁,陈泽渊,李焱焱,陈 建,徐 梦,刘艳萍
(1.贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳550025;2.贵州大学农学院,贵州贵阳550025;3.贵阳市科学技术协会,贵州贵阳550002;4.贵阳市城市管理局,贵州贵阳550002)
贵阳市生活垃圾产生处置现状及资源化利用∗
崔俊丽1,刘鸿雁2∗,陈泽渊3,李焱焱3,陈 建4,徐 梦1,刘艳萍1
(1.贵州大学资源与环境工程学院,贵州贵阳550025;2.贵州大学农学院,贵州贵阳550025;3.贵阳市科学技术协会,贵州贵阳550002;4.贵阳市城市管理局,贵州贵阳550002)
垃圾处理能力和水平是衡量城市发展综合承载能力的重要指标,随着贵阳进入城镇化加速发展期,垃圾产生量急剧增加,每年以8%的速度增长,日垃圾产生量已突破3300 t;目前城市生活垃圾收运体系仍未完善,收运成本较高,约为150~200元/t,清运总费用达到2亿元/年;贵阳市现有6个垃圾填埋场,生活垃圾仍然以填埋处置为主,资源化利用水平很低。因此,应逐步推行生活垃圾分类回收体系,加强有机垃圾厌氧发酵、垃圾焚烧等处理设施建设,实现源头减量化、资源化和无害化,为达到贵阳市“十三五”期间城市生活垃圾资源化处理率约占80%、再生资源利用率30%的目标做出积极努力。
生活垃圾;产生量;处理处置;资源化利用
生活垃圾是指人们在日常生活或日常生活提供服务的活动中产生的固体废物,以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物[1]。伴随着城市化进程的飞速提高和社会经济的快速发展,城市生活垃圾的产生量以几何倍数日益增长聚集,由此带来的环境污染等问题逐渐引起社会各界的广泛关注,亟需采取措施加以解决。运用科学技术对城市生活垃圾进行妥善的资源化处理,在一定程度上不仅缓解资源短缺的严峻形势,而且还促进城市可持续发展。
70年代末以来,很多发达国家纷纷采取措施,提高垃圾中资源成分的循环利用率,回收垃圾中可燃物所含能量,并试图减少生活垃圾的排放量[2]。90年代以后,中国开始重视城市生活垃圾的无害化处理,投资修建垃圾填埋场和垃圾焚烧装置[2]。其实,城市生活垃圾的处理方式有很多种,包括卫生填埋、焚烧、堆肥以及分类收集等,无论采取何种方式,归根结底都是资源化利用。自2005年起,中国已成为生活垃圾产生量最大的国家[3],但是资源化处理利用技术相对发达国家发展比较缓慢,存在很大的提升空间。
本次研究以贵州省贵阳市为例,在调查分析了其生活垃圾的产生、处理处置现状的基础上,提出了资源化利用的探讨性建议,为生活垃圾的合理化处理提供一定的参考和指导,为达到贵阳市“十三五”期间城市生活垃圾资源化处理率约占80%、再生资源利用率30%的目标做出努力[4],也为其创建国家环保模范城市做出积极贡献。
1 贵阳市生活垃圾产生量及变化趋势
贵阳市现有人口470万,其中城镇人口约为280万,城市生活垃圾产生量约为2500~3000 t/d,且呈现出季节性的变化规律。全市垃圾清运量从2006年的68.23万T增长到2014年的119.5万T,8年增长了75%,2014年清运量达到3274t/d。
随着贵阳市的快速发展,其生活垃圾产生量总体而言呈明显上升趋势(见表1),部分年份垃圾量持平或者略低于上年。由贵阳市城市垃圾产生量的统计数据可以看出:贵阳市生活垃圾主要产生在人口较多的城市中心地区,而周边地区以及县级市区产生的生活垃圾相对要少很多。
贵阳市除花溪区、清镇市、息烽县(此三处垃圾在2013年前不在比例坝和高雁垃圾填埋场填埋)以外地区2013年每月的垃圾日产生量见图1。1~12月的日均垃圾产生量在2536~3110T之间,基本上稳定在2700~2800T,总体变化不大。
图1 贵阳市2013年1~12月城市生活垃圾日产生量
贵阳作为我国西南地区的重要省会城市,经济稳定快速发展,人口数量不断增长,导致了其日益增加的城市生活垃圾产生量,如表1所示。
表1 贵阳市2003-2014年人口、GDP及垃圾产生量
从表1可知,2003-2014年12年间,贵阳市的人口增加了121.2万,GDP增长了2116亿元,翻了6.56倍;贵阳市城市生活垃圾日均产生量增长了2151T,翻了2.88倍。
《贵阳市人口发展战略研究报告》指出,贵阳市人口以后将以年均10~12万人次的速度增长,那么到2025年其人口将会接近600万。若按照贵阳市GDP以8%~10%稳步增长的速度,2025年贵阳市GDP总值会达到6000亿元左右。用ORIGIN8.0软件对贵阳市2003-2014年12年的城市生活垃圾日均产生量(单位T,Y)、GDP(单位亿元,X1)以及人口数量(单位人,X2)进行多元回归拟合,得到公式如下:
其中R2=0.88209。
将2020年和2025年贵阳的预测人口数530和600万以及GDP4047.624和6000亿带入公式(1),可得2020年和2025年贵阳市生活垃圾日产生量将分别达到5274.30和7584.32吨。因此,贵阳市的生活垃圾处理系统将面临巨大的挑战。图2为贵阳市2003-2014年城市生活垃圾日产量及2015、2020、2025年的预测值。
图2 贵阳市城市生活垃圾日产生量及变化趋势预测值
2 生活垃圾主要成分
随着城市的现代化发展、人民生活方式的改变和生活水平的提高,城市生活垃圾的主要成分变化呈现一定规律性。表2显示了1995、1999、2004、2006和2012年贵阳市城市生活垃圾的主要成分比例。
表2 贵阳市生活垃圾主要成分[5][6]
从表2可以发现,贵阳市城市生活垃圾中有机物含量在逐渐上升,无机物含量所占比重则逐渐减少,生活垃圾含水率越来越高,但其容重总体上呈减小趋势,可回收物所占比例明显上升,这种趋势将有利于我市生活垃圾的资源化利用。贵阳市2011-2012年生活垃圾中有机物的含量达到了62.02%,无机物的含量只占到23.72%,各成分所占比重见图3。
图3 贵阳市2011-2012年生活垃圾组分
3 生活垃圾收运处置现状
3.1 收集运输体系现状分析
根据收运过程中垃圾容器、转运设备、转运工艺和运输车辆的不同,贵阳市生活垃圾收运模式目前主要可分为垃圾桶屋(点)型收运模式、平台式转运站收运模式和集装箱型垃圾压缩转运站收运模式。
● 垃圾桶屋(点)型收运模式
垃圾桶屋(点)型收运模式主要存在于花溪区和其他区县。
图4 垃圾桶屋(点)型收运模式作业流程图
● 平台式转运站收运模式
图5 平台式转运站收运模式作业流程图
● 集装箱型垃圾压缩转运站收运模式
图6 集装箱型垃圾压缩转运站收运模式作业流程图
垃圾收运采用集中式中转收运模式,基本做到日产日清。2014年贵阳市全市垃圾中转站建设数量为103个,垃圾年清运总量为120.4万吨,垃圾收集、垃圾清运成本约为150~200元/t,清运总费用约为2亿元左右,垃圾清运成本与2004年的70元/t相比,增加了2倍多,主要是因为人工成本和运输成本都在大幅上升。
3.2 处置方式现状分析
城市生活垃圾的处置方法主要有卫生填埋、焚烧、堆肥、回收及综合利用四大技术。我国生活垃圾成分复杂,因此很难用一种方式对其进行有效处理。四种处理方式各有优缺点和适用条件,在综合考虑资源利用、技术可行、设备可靠等原则下,采用两种或多种技术对生活垃圾进行综合处理能取得更大的经济和环境效益。
表3 贵阳市生活垃圾处理场概况
目前贵阳市城市生活垃圾主要采用卫生填埋方式处理及BOT方式运营,贵阳市全市(含三县一市)目前建成并运行的城市生活垃圾场有6座,其中卫生填埋场5座,花溪桐木岭垃圾临时填埋场今已关闭。全市日均处理城市生活垃圾2896T,无害化处理 2586T,全市生活垃圾无害化处理率为89%,城区达94%。
在2015年对高雁、比例坝垃圾填埋场进行技改升级以后,比例坝填埋场现已建成填埋场、渗沥液处理站、管理区等,其中渗沥液处理站设计日处理渗沥液200T,出水水质满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》。
而高雁垃圾填埋场的技改升级工艺以机械分选工艺为基础,将生活垃圾进行工厂化的处理,分离出宜生化湿组分和干组分。分离出的宜生化湿组分进入厌氧处理系统进行厌氧干发酵:所产沼气进入沼气净化系统,供燃或公交车等使用;所产沼渣先经脱水将其含水率降至55%后送至堆肥场采用好氧堆肥工艺进行堆肥,制成营养土。分离出的干组分进入分选系统,并最终制得资源化产品。各个阶段产生的残渣进入残渣填埋区,产生的渗滤液包括沼液进入渗滤液处理站处理。延长产业链,最大限度地进行资源化利用[7]。经过技改升级逐步将高雁原填埋区改造为惰性填埋区(填埋废物的有机质含量控制在5%以下),彻底消除填埋堆体的污染,使周边环境得到明显改善。
4 城市生活垃圾资源化利用技术方案
当前我国城市垃圾处理的方法(按处理工艺区分)主要有3种:填埋、焚烧和堆肥,其他还有热解气化、厌氧消化和高温高压液化等处理方法[8]。①卫生填埋:指采用底层防渗,垃圾分层填埋,压实后顶层覆盖土层,使垃圾在厌氧条件下发酵,以达到无害化处理。此方法包括填埋系统、废物处理系统等;②堆肥:利用各种微生物,有控制地促使垃圾中可降解有机物向稳定的腐殖质转化;③焚烧:将垃圾直接或混入少量燃料送入垃圾焚烧炉中燃烧,放出热量,转化成可以利用的热能和量少且性质稳定的固体残渣。
随着垃圾组分的变化和垃圾特性的不同,垃圾处理方法也在不断的发展变化[9],要最大程度地对生活垃圾进行资源化利用,就需要采取综合处理。城市生活垃圾的无害化综合处理过程是在克服单一处理方法缺点的基础上,将分拣、回收、堆肥、焚烧、填埋等几种垃圾处理技术有机地融为一体,扬长避短,发挥各自的优势,对不同组分的垃圾分而治之的一种垃圾处理技术。这种方法避免和降低了因处置不当而造成的对环境二次污染和资源的浪费等问题,同时达到了垃圾无害化处理和资源充分利用的目的[8]。各种垃圾处理技术特点比较见表4[10]-[12]。
表4 生活垃圾卫生填埋、堆肥、焚烧和综合处理工艺技术比较
由于垃圾焚烧分类和尾气净化所需费用较高,使得投资加大。目前,城市垃圾绝大多数采用填埋的方式处理,如美国,其城市生活垃圾75%都是采用卫生填埋,同样英国90%,德国68.9%,少数国家也发展到以焚烧为主要处理方式[13],其他处理方式尚处于试验阶段,在整个垃圾处理量中,所占比例很小。据统计,我国2013年生活垃圾清运总量达17238.6万T[14],垃圾无害化处理总量占清运量的88.84%,其中68.16%采用卫生填埋处理,30.10%进行焚烧处理,其余1.74%则利用其他方式进行无害化处理。贵阳市2014年生活垃圾无害化处理率为97.3%[15],主要处置方式也是填埋。
5 建议
鉴于贵阳市经济状况、市民环保意识水平、基础设施建设情况等因素,结合部分城市的成功经验,贵阳市生活垃圾资源化利用建议如下:
(1)建议充分调动广大市民的积极性,加大舆论宣传力度,完善公众参与机制,提高公民环保意识,增加社会对生活垃圾资源化利用的关注度。
(2)进一步完善生活垃圾收集站点的布局,建立健全生活垃圾收运车辆的技术规范,实行密封运输,避免二次污染;同时加强对我市现有生活垃圾填埋场的管理,避免出现垃圾堆坍塌以及渗漏液污染等安全隐患。
(3)建议逐步推行生活垃圾分类回收体系,减少垃圾处理量和处理设备,降低处理成本,减少资源消耗,以提高社会、经济、生态三方面的效益。
(4)建议贵阳市生活垃圾处理以“减量化、无害化、资源化”为最终目标,可以采用“分类处理+焚烧+填埋”为主线,“堆肥+生物发酵”为辅的综合处理方法,以实现源头减量化、资源化和无害化。
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(责任编辑:王先桃)
Generation,Disposition and Resoure Utilization of M unicipal Solid W aste(MSW)in Guiyang City
CUI Junli1,LIU Hongyan2∗,CHEN Zeyuan3,LIYanyan3,CHEN Jian4,XU Meng1,LIU Yanping1
(1.College of Resource and Environmental Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.College of Agriculture,Guizhou University,Guiyang 550025,China;3.Science and Technology Association of Guiyang City,Guiyang 550002,China;4.Guiyang City Administration Bureau,Guiyang 550002,China)
The garbage disposal capacity is an important indicator tomeasure the comprehensive carrying capacity of urban development.With Guiyang having entered the accelerated development phase of urbanization,the amount of garbage generated increases dramatically and annual growth rate is about 8%.On the other hand,the daily garbage production has exceeded 3300t.However,the municipal solid waste collection and transportation system is still not perfect,and the costof collection and transportation is relatively expensivewhich reaches about 150-200 yuan per ton,removal costs reaches 200million per year.At present,there are six landfills in Guiyang where garbage disposal ismainly landfill disposal,and the resource utilization level is very low.Therefore,we should gradually implement the recycling system of domestic waste,strengthen the construction of anaerobic fermentation of organic waste,garbage incineration and other processing facilities to achieve the source reduction,resource utilization and harm less transformation.Positive efforts need to bemade to realize the target of resource processing rate formunicipal solid waste about80%,the utilization of renewable resources’rate about30%during the 13th five-year plan of Guiyang.
municipal solid waste;generating amount;treatment and disposal of garbage;disposal and utility
X799.3
B
1000-5269(2016)04-0128-05
10.15958/j.cnki.gdxbzrb.2016.04.26
2016-08-20
贵阳市科协研究计划项目(2014筑KXRKX-1),研究生创新实践基地建设(编号贵大研SJJD[2015]004)
崔俊丽(1989-),女,在读硕士,研究方向:环境污染过程与控制,Email:735268134@qq.com.
∗通讯作者:刘鸿雁,Email:hongyan.L@163.com.