海岛生活垃圾处置方式探讨★

郭浩男 丁志斌

(中国人民解放军陆军工程大学，江苏 南京 210007)

0 引言

21世纪是海洋的世纪，海岛是海洋的重要组成部分。海岛可以充当开发利用海洋资源的基地和探索远海的桥头堡，因此海岛建设是海洋建设的关键。我国拥有诸多海岛，面积大于500 m2的海岛有7 300多个，海岛陆域总面积近83万km2[1]，这些具有经济、战略价值的海岛资源是我国的巨大财富。

海岛远离大陆、相对封闭。其隔离的地理特点造就了海岛独立的生态系统，与大陆相比，其环境容量小，生态脆弱，遭到破坏将很难恢复。长期以来海岛生活垃圾处置以简易填埋和简易焚烧为主，因为垃圾总量小、成分简单(以水产品养殖、加工产生的渔业垃圾为主)其生态影响并不显著。随着岛屿的开发利用，功能区发展逐步完善，旅游业兴起，岛上人口激增。海岛生活垃圾产量随之增加，成分变得复杂，塑料、纸类、玻璃、金属等组分占比上升。粗放的、原始的垃圾处置方式已经不能满足海岛发展需求。岛屿建设、居民生产生活和游客游玩过程中产生的生活垃圾，日益成为危害海岛生态系统，阻碍海岛发展的关键因素。因此，生活垃圾处置成为海岛环境保护最急需解决的问题。

1 海岛生活垃圾处理现状及评价

现行海岛生活垃圾处置方式分为外运处置和本地处置两种。距离大陆较近、人口较多且经济条件好的海岛，生活垃圾由专用垃圾运输船或车辆外运处置，如山东庙岛群岛、珠海万山群岛等。大部分岛屿采用本地处置的方式，如福建南日岛、屿头岛等[2]，它们有的居住人口较少，无条件建设车渡码头或购买专用垃圾运输船，有的远离大陆，垃圾运输距离很远，运输成本非常高，政府无法持续性承担运输费用。

海岛生活垃圾的本地处置方式较为原始且处置率低，多数生活垃圾简单填埋[3]或不规范焚烧，部分随意丢弃，不仅浪费资源还会污染海岛空气、土壤、地下水和周边海域，环境风险巨大。

课题组对广东外伶仃岛垃圾处置方式进行了调研，具有较好的代表性，下面进行介绍和分析。

1.1 外伶仃岛垃圾处理现状

外伶仃岛隶属于珠海市担杆镇，位于珠海香洲东南部，西距珠海市区27.5海里，北距香港长洲6海里，面积4.23 km2，常住人口1 018人。外伶仃岛分旱季(3月～5月)雨季(5月～12月)两季，岛上气候宜人，旅游业发达，是珠海众多海岛中有名的旅游度假区。旅游分为淡季和旺季，旺季一般为5月～10月，上岛旅游人数随季节波动较大。

外伶仃岛是一座黄岗岩的基岩海岛，外伶仃岛采用简易焚烧和打包外运相结合的方式处理垃圾。岛上西北角货运码头附近设有垃圾转运站、垃圾压缩站焚烧炉，岛上东南角海湾有一个露天建筑垃圾堆放场，见图1。

生活垃圾通过垃圾转运车收集、运输至垃圾处理站处理，旺季每日转运5次～6次，淡季每日转运2次～3次，具体转运次数根据垃圾日产生量决定。随后，生活垃圾经4名～5名工人分拣为四类，分别为：

1)可回收类垃圾，包括塑料泡沫，硬纸板，塑料瓶，金属。可回收垃圾运回珠海，卖给回收站。

2)压缩处理类垃圾，无法低温热解的垃圾，如玻璃、织物等。压缩打包后运至珠海市垃圾场处理。

3)可焚烧处理垃圾，由于垃圾含水率较高，常需要加入含水率较低物料混合。垃圾焚烧站由四座焚烧炉组成，每座焚烧炉处理量为2 t/d，焚烧炉的设置能满足最高日垃圾产量。

4)建筑垃圾及一些大件家具等，此类垃圾较为稳定，运至海岛东南角的海湾建筑垃圾堆放场。

1.2 外伶仃岛垃圾处理现状评价

2 海岛生活垃圾特点分析

海岛环境污染治理问题与大陆的农村相似，但因海岛的特殊自然条件，海岛生活垃圾处置需要探讨新的方式。

1)海岛常驻人口相对少，旅游人口多，且波动大，这造成了海岛生活垃圾具有相对分散、垃圾产量随人流量变化大的特点。以外伶仃岛为例，旅游旺季流动人口多达2 000 人/d，淡季流动人口不足300 人/d，到了冬季，甚至不足100 人/d，与之对应，外伶仃岛旺季垃圾产量7 t/d，淡季不足2 t/d。海岛生活垃圾产量波动大，处置方法要具有灵活性，能适应海岛生活垃圾产量的波动。

2)海岛位置偏远，海岛之间相对分散。由于突出的海路运输成本，这类地区不能建设规模较大的集中垃圾处理厂，为降低垃圾处理成本，最佳的垃圾处置方式为小规模的就地处置。

3)面积有限，场地坚硬，不适合占地面积较大或涉及较大工程量的垃圾处置方式，如填埋法、堆肥法等。

4)环境容量小，生态系统脆弱。海岛不同于大陆，对于环境污染的承载力较弱，这要求海岛生活垃圾处理后要实现稳定化和无害化，减少垃圾处置过程和最终产物对环境带来的负面影响。

5)海岛生活垃圾含水率高、含氯组分多。由表1可知木竹、纸类垃圾含水率最高，塑料类垃圾比重较大，水产垃圾中主要成分为贝壳。为消除垃圾不完全燃烧造成的污染问题，GB 18485—2014生活垃圾焚烧污染控制标准规定生活垃圾焚烧烟气要在温度高于850 ℃的炉膛内停留2 s以上。而高含水率的生活垃圾热值较低，不仅干燥很难达到焚烧要求，垃圾中的氯元素也会造成设备腐蚀和环境污染。

表1 外伶仃岛生活垃圾组分分析 %

海岛生活垃圾处置的特殊有利条件是：

1)海岛用电主要依靠柴油发电机组，烟气余热资源丰富。表2为2018年珠江口部分海岛电网组成情况，可以看出东澳、桂山、外伶仃等岛屿，普遍使用柴油机供电。此外，东福山岛作为我国最东的有人岛屿，居民用电常年依赖当地驻军的柴油发电机组[5]。柴油发电机用于机械做功发电的能量与烟气余热热值相当，即一台1 000 kW的柴油机工作1 d，理论上产生烟气的热值约为8.7×107kJ。烟气温度在200 ℃～300 ℃之间，可以用于生活垃圾脱水干燥。

表2 部分海岛电网组成 kW

2)海岛渔业发达，贝壳类资源丰富，贝壳垃圾占比大。根据课题组调查，珠海外伶仃岛贝壳占海岛生活垃圾总量的9.96%，贝壳垃圾含水率高，热值低，对于沿海地区而言，如何使其资源化一直是人们研究的课题。贝壳中95%的成分是碳酸钙，其他为微量元素K,Na,Mg和有机贝壳素等[6]，和垃圾焚烧时添加的吸附剂——石灰石成分相近。贝壳与传统钙基吸附剂相比，质地更加坚硬，且天然多孔[7]，是吸附氯化物、硫化物等酸性气体及部分重金属的理想材料[8，9]。程世庆等研究发现贝壳与石灰石相比具有更好的脱硫效果，笔者通过实验得到贝壳比碳酸钙具有更好的除氯效果。因此贝壳可以作为吸附剂与生活垃圾混合焚烧，从而减少烟气污染。

3 海岛生活垃圾处理方式探究

生活垃圾处理方法可以分为：填埋法、堆肥法、焚烧法、热解法、固化法。表3对各种处理方式进行比较，并对其海岛适用性进行分析。

表3 垃圾处理方式对比

4 海岛生活垃圾处置路线探讨

综合考虑海岛生活垃圾处理方法，海岛自然环境条件及海岛生活垃圾产生量、成分等因素，提出如图2所示的海岛生活垃圾处置流程。

海岛生活垃圾经过分拣挑出金属、玻璃等不可燃物，利用柴油机烟气干燥，适当破碎制成垃圾衍生燃料(RDF)，送入焚烧炉焚烧，最后灰分与金属、玻璃等物质可进行回收利用或无害化填埋。

贝壳无需单独分拣，在焚烧过程中可代替传统钙基吸附剂，减少焚烧产生有毒有害气体。生活垃圾利用烟气余热干燥后不仅可以增加热值，还有利于垃圾稳定焚烧；此外，干燥还可以减少垃圾体积，去除臭味，消除病原菌，便于垃圾短期存放，减少垃圾产量波动的影响。

5 结语

海岛生态环境日益受到重视，现行垃圾处置方式成本较高、环境污染较大。通过调研发现海岛生活垃圾的两个特征：1)海岛柴油机烟气余热丰富，可作为垃圾干燥的热源；2)海岛生活垃圾中的贝壳可以起到净化垃圾焚烧尾气的作用。

本文通过对比几种垃圾处置方式，结合海岛生活垃圾特点，提出利用柴油机烟气干燥生活垃圾，混入贝壳就地焚烧的处置方式。