3种生活垃圾处置方式的特点解析及评价方法研究展望

王德芳 高贤彪 项娟 李妍 段志洁

摘 要：本文对填埋、焚烧和好氧堆肥3种垃圾收集处置方式的特点及其应用情况进行定性解析，并根据定性比较存在的缺陷，提出对生活垃圾处置方式进行定量评价的必要性，并对其评价方法的研究进行了展望，旨在为生活垃圾处理方式的合理选择及其评价指标体系的建立提供参考。

关键词：生活垃圾； 处置方式； 特点解析； 评价

中图分类号：R124.3 文献标志码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2018.10.018

Abstract：In this paper， the characteristics and application of landfill， incineration and composting were analyzed qualitatively. According to the defects of qualitative comparison， the necessity of quantitatively evaluating in the domestic waste disposal methods was proposed， and the evaluation method was prospected， aiming to provide reference for the reasonable selection of disposal method and the establishment of evaluation index system.

Key words：domestic waste； disposal mode； features analysis； evaluation

垃圾问题已经成为人类文明发展的一个“世界难题”，如何提高生活垃圾安全化、无害化、资源化处理效率成为了垃圾处置行业的重要发展方向，首要问题是找到一种适宜推广的、便捷高效的系统性处理方法[1]。目前，混合收集处理是我国大部分城市所采用的垃圾处理方式，即各种生活垃圾混杂在一起收集后再集中处理，传统无害化处理方式主要有填埋和焚烧，根据《2015年中国统计年鉴》中数据显示，2014年全国共有818座无害化处理场，604家是卫生填埋场，188家垃圾焚烧场，2014年生活垃圾产生量为1.78亿t，生活垃圾无害化处理1.64亿t，无害化处理率为92.1%，其中1.07亿t为卫生填埋，0.53亿t为焚烧，其余显示通过其他方式处理[2]。除上述两种传统处理方式外，好氧堆肥是在通气条件好，氧气充足的条件下，好氧菌对废物进行吸收、氧化以及分解的过程，可以实现易腐有机废物再利用，产生价值，逐渐成为政府倡导的资源节约型生活垃圾无害化处理方式。

本文根据已有的相关研究资料，对填埋、焚烧和好氧堆肥3种生活垃圾处置方式进行比较，旨在为生活垃圾高效处置方式的评价方法提供参考。

1 3种生活垃圾处置方式的特点及应用概况解析

综合减量化、无害化和资源化指标，对填埋、焚烧和堆肥3种生活垃圾处置方式的特点进行总结[3-4]，详见表1。从减量化指标看，堆肥优于卫生填埋和焚烧；从无害化和资源化指标上看，3种处置方式各有利弊。

我国幅员广阔，不同区域经济社会发展水平差别很大，垃圾处理方式的选择受到多方面因素的制约，首先要考虑土地资源的稀缺程度和城市人口发展趋势，其次还要综合考虑城市已有的生活垃圾处置场的布局和规划、当地环境管理和监管水平等因素。焚烧、填埋和堆肥3种处置方式孰优孰劣，没有绝对标准，需要根据具体情况进行判定并合理选择。

1.1 卫生填埋处理

垃圾填埋场最大的优点就是操作简单，可以处理所有种类的垃圾，技术也相对成熟，可以实现较低成本的启动和运行。垃圾填埋处理最突出的特点是需要投入大量的土地，如目前亚洲最大的垃圾填埋场——上海老港垃圾填埋场，占地约1 467 hm2，但其处理能力有限，服务期满后仍需建设新的填埋场，进一步占用土地资源[5]。另外，当前我国的垃圾填埋场普遍存在严重的二次污染，例如垃圾渗出液、臭味、填埋气等问题也是困扰垃圾填埋场运行的环境问题。

我国《垃圾填埋场设计规范》明确要求新建的垃圾填埋场要建设填埋气收集系统，实现填埋气的利用，其主要方式是利用垃圾填埋气发电。新建的高水平垃圾填埋场基本上从设计阶段就解决了垃圾渗滤液污染地下水和土壤、垃圾堆放臭气影响场地周边空气质量、寄生虫等对动植物的危害、垃圾填埋气（主要成分是甲烷、二氧化碳、硫化氢和氮气，成分和天然气类似，其中甲烷含量一般達50%以上）安全隐患以及温室气体效应等问题，避免了二次污染，同时也加大了项目建设的投资和运行成本。相关数据表明，在填埋气被集中收集用于发电后，可增加垃圾填埋场20%的库容量[6]。此外，填埋气发电无需向政府收取垃圾处理费，国家对垃圾填埋气上网电价的补贴政策为2005年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价0.25元·（kW·h）-1，补贴时间为自投产之日起15年内。

目前，根据我国经济社会发展阶段及现实情况，卫生填埋具有技术成熟、处理费用低等优点，适用于我国大部分地区[7]，这也是导致卫生填埋依然是我国大部分城市生活垃圾主流处理方式的主要原因。

1.2 焚烧处理

垃圾焚烧处理是除卫生填埋外应用最多的生活垃圾无害化处置方式。相比于垃圾填埋，垃圾焚烧发电首先的优势就在于减少了占地，对土地资源的索取小，而且减量化和无害化程度都很高，从根本上避免了对地下水和土壤的污染。但污染主要转化为大气污染，其范围变得更广，处理不当可能产生二噁英——被世界卫生组织称做“最毒的致癌物质”，因此，在国家对环保管控越来越严格的情况下，对焚烧尾气的关注度日趋增加[8]，该处理方式对焚烧条件要求亦日趋严格，其投资和运行成本巨大 。从资源循环利用的角度，配合发电设备将焚烧的能量用来发电，一般垃圾低位热值达到5×103 kJ·kg-1（1 200 kcal·kg-1）以上时才可以进行焚烧处理，热值越高，垃圾焚烧的发电效率越高，可以带来一定的经济效益，实现垃圾的能源化，但是依然不能完全实现盈利。目前，我国对于垃圾焚烧发电厂的上网电价执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元（含税），每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280 kW·h；此外，在税收方面享受增值税即征即退和免征收营业税的优惠政策。但垃圾焚烧发电要求每天的垃圾处理量达到一定规模才能够稳定供应机组，加上投资额较大（平均2亿元以上），因此在省会城市可行，在中小城市则不易推广[9]。

1.3 堆肥处理

堆肥适合于易腐熟、有机质含量高的生活垃圾，可对生活垃圾中可降解的部分进行资源利用，将生活垃圾中的生物质经无害化处理后返回到生态系统中去，有助于改善土壤，是一种符合循环经济的处理理念。堆肥工艺简单，等量生活垃圾的处置成本远远小于焚烧和填埋，适合在农村地区推广。根据我国垃圾具体特点，生活垃圾中的易腐有机物含量较高，采用堆肥技术可以达到比较好的处理效果。但堆肥技术不适合不可生物降解部分的有机物和无机物，对这部分的减量化、无害化、资源化程度低[10]；此外，生活垃圾中可能含有有害物质，例如重金属，对堆肥产品的质量影响严重，进入生态系统后会危害人体健康。因此，堆肥方式必须是建立在垃圾分类收集和运输的前提之下，再将易腐有机物进行发酵，才能在实现有机肥料生产的同时防止重金属对农作物和土壤的渗入，真正实现无害化和资源化处理。另外，还要指出的是生活垃圾堆肥产品由于其肥效、成本及可能存在重金属等问题，农户对其信任度低，较难打开市场，故还需进一步提高其质量监管和政府支持力度。

习近平总书记2016年底在“研究‘十三五规划纲要确定的165项重大工程项目进展和解决好人民群众普遍关心的突出问题等”工作会上，强调“要普遍推行垃圾分类制度，努力提高垃圾分类制度覆盖范围”。2016年6月国家发展改革委会同住房和城乡建设部根据《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》和《生态文明体制改革总体方案》的要求，组织起草了《垃圾强制分类制度方案（征求意见稿）》，方案中除了提出强制垃圾分类的对象（公共机构和相关企业）、分类的方法（有害垃圾、易腐垃圾和可回收垃圾）、居民生活垃圾分类的鼓励方向，也指出了要建立与之匹配的收运体系的重要性，避免出现现阶段垃圾分类投放后重新混合收运的尴尬局面。由此可见，在生活垃圾分类势在必行的情况下，堆肥工艺在易腐有机物的无害化和资源化利用中具有一定的优势，但还需解决其市场和监管问题。

2 生活垃圾处置方式的评价方法研究展望

以天津市为例，截止目前，天津市共建成生活垃圾无害化处理设施12个，包括焚烧发电厂6个（双港生活焚烧发电厂、青光垃圾焚烧发电厂、滨海新区第一垃圾焚烧发电厂、大港焚烧厂、天津贯庄垃圾焚烧厂）、卫生填埋场6个（大韩庄垃圾填埋场、双口垃圾填埋场、武清填埋场、蓟县生活垃圾填埋场、汉沽生活垃圾填埋场、大港生活垃圾填埋场）、综合处理场2个、粪便和餐饮垃圾处理场各1个。据统计，2014年天津市清运生活垃圾216万t，其中109万t是采用卫生填埋的方式，107万t是采用焚烧的方式。据统计，2014年，天津市填埋处理生活垃圾109万t，约占总量的50%；焚烧处理107万t，占总量的49%，填埋比重略高于焚烧。市环卫设施布局规划提出，到2020年全市垃圾处理处置比例为焚烧50%、卫生填埋20%，完成既定目标任务艰巨[11]。

非定量分析仅可了解3种生活垃圾处理方式的特点，但无法站在全生命周期的角度形成一套科学、系统的生活垃圾不同处置方式的评价方法，对其应用进行系统性的产业指导，尤其对于能够直接堆肥的生活垃圾部分，没有确切的数据体现利用当前农业废弃物和家庭生活垃圾堆肥带来的环境绩效和产生的正面影响。随着我国垃圾分類相关政策的出台，生活垃圾分类处理势在必行，如何对分类后的生活垃圾进行合理的分类处置非常重要，由于研究数据缺失导致无法通过量化数据反映不同处置方式的环境绩效，故在未来的工作中开展实地调研显得尤为重要。可根据实地调研数据绘制生活垃圾高效处置方式的系统边界图，确定输入、输出和过程，全方位探讨对环境量化的贡献值，包括输入（基础建设、能源、资源）的减少、输出（可回收物、有机肥料、温室气体、渗滤液、恶臭气体）的变化、以及过程控制（无害化、安全化）部分，引入第三方评价，以权威、独立、科学的方式协助确立生活垃圾的资源化水平评价方法，以量化的结果向社会、政府、公众反映当前农村生活垃圾处理方式的利弊，为未来在我国推广高效处置方式提供技术和科学数据的支撑。

通过定期由第三方机构主导的数据收集、数据分析、直观对比来引导农村生活垃圾高效处置方式的规范化发展，以权威、科学的研究方法和分析数据向消费者、社会、政府等相关利益方展示本系统的相关信息。通过建立一套科学、有效的环境绩效评价指标体系，不仅有利于因地制宜选择适当有效的垃圾处理方式，为政府部门提供决策依据，同时还可改善生态环境，实现资源的综合利用和环境的低碳绿色发展。

参考文献：

[1]樊石磊，吕梃，席北斗，等.垃圾填埋场填埋气产生与迁移计算机模拟[J].环境工程学报，2008，2（8）：1115-1120.

[2]王海瑞.城市生活垃圾直接气化熔融焚烧过程控制[M].北京：冶金工业出版社，2008.

[3]李松干.BM区城市生活垃圾焚烧发电项目可行性研究[D]. 广州：广东工业大学，2014.

[4]周振鹏，曾彩明，李小建，等.东莞市生活垃圾堆肥减量化的试验研究[J].环境卫生工程，2012（3）：23-25.

[5]王临清，李枭鸣，朱法华.中国城市生活垃圾处理现状及发展建议[J].环境污染与防治，2015 （2）：106-109.

[6]刘勇.城市生活垃圾焚烧发电的现状及建议[J].襄樊学院学报，2012（5）：54-57.

[7]郑祥，杨勇，雷洋.中国城市垃圾填埋场沼气发电潜力分析[J].环境保护，2009（4）：19-22.

[8]李军，肖燕，陈竹.垃圾焚烧发电厂臭气控制方案优化设计[J].环境卫生工程，2016（6）：56-57.

[9]叶红升.城市生活垃圾焚烧发电项目效益分析[D].长春：吉林大学，2015.

[10]张瑾.垃圾渗滤液处理难点及其处理技术探讨[J].河南科技，2014（6）：39-40.

[11]陶渊，黄兴华.城市生活垃圾综合处理导论[M]. 北京：化学工业出版社，2006.