固体废弃物资源化的发展趋向分析

2019-01-21张海燕郑仁栋袁璐韫

中国资源综合利用 2019年10期

张海燕，郑仁栋，袁璐韫，陈培

（1.杭州临江环境能源有限公司，杭州 311200；2.杭州市环境集团有限公司，杭州 310022）

在生活水平日益提升的今天，人类活动频繁带来较为严重的环境污染问题，环境污染直接影响人们的日常生活，生活舒适度的下降成为影响人们工作和生活的主要因素之一。在城市发展过程中，固体废弃物成为环境污染的主要源头，并且随着城市建设逐步增加。作为发展中国家，我国对于固体废弃物资源化利用的投入不足，处理能力、处置技术相对滞后，固废资源化利用之路还很长。

1 固体废弃物简介

1.1 固体废弃物的概念

固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质。

1.2 固体废弃物的分类

我国通常将固体废物分为四类：城市生活垃圾、一般工业固体废物、有害固体废物和其他废物。

城市生活垃圾是城市生活中人类活动产生的固体垃圾，包括生活垃圾、商业垃圾和建筑垃圾等。一般工业固体废物是指不具有毒性和有害性的工业固体废物，包括各种工矿企业在工业生产活动的影响下产生或排出的废物，工业活动的内容包括工业生产、矿物开采、矿物冶炼、制药、化工生产和燃料废渣等。工业固体废弃物来源广泛，数量巨大，品种繁多，成分复杂，处理难度高，成为废弃物污染环境的主要形式。危险废物是列入国家废物名录或根据国家规定的危险废物标准和鉴别方法认定的具有毒性、易燃性、腐蚀性、反应性、传染性和放射性等危险特性的医疗垃圾与药物包装盒/瓶、危险化工产品等，其对环境危害巨大，是严重影响人类健康的一类固体废弃物。除了城市中人类活动影响产生的废弃物外，农业生产期间，畜牧养殖行业产生的畜禽粪便、植物种植过程产生的秸秆等都是污染环境的固体废弃物。

1.3 固体废弃物的危害

固体废弃物若不及时、有效地处理，会对环境造成严重的危害，直接影响动植物的生存。固体废弃物的环境污染主要表现在三个方面：一是对水体的污染。固体废弃物主要通过工业生产的随意或不达标排放，直接将有害成分排放到水体中，造成水体污染，水质恶化。另外，在雨水的作用下，固体弃废物中的有害物质进入河流和湖泊或渗入地下水，造成地下水或江河湖泊出现污染。二是对土壤的污染。固体废弃物一般数量巨大，随意存放会占用大量土地，长时间存放，其中的有害物质会随雨水冲刷，液体会渗入土壤内部，对土壤造成污染，影响动植物的生长，造成生态环境的破坏，甚至通过食物链的富集进入人体，对人类健康造成严重的危害。三是对大气的污染。由于温度和湿度的影响，固体废物的堆积可能引起化学反应并产生有害气体。有害气体排放到大气中会造成环境污染，人类呼吸这些被污染的气体，可能造成呼吸道污染，引起肺部疾病，威胁人类健康。

2 固体废弃物的处理与资源化利用存在的问题

2.1 固体废弃物的处理方式

目前，我国的固体废弃物处理主要包括三种基本技术，即填埋、焚烧和堆肥[1-2]。

2.1.1 填埋

填埋是我国固体废弃物最传统的处理方式，该方式技术成熟，处理量大，成本低廉，是目前应用最广的一种处理技术，对于经济相对落后且土地资源宽裕的地区而言优势显著。这种处理方式简单，但存在一些不利因素。例如，填埋处理需占用大量土地，增加土地征用与垃圾运输成本；废弃物被埋入地下，部分固体废弃物不能被分解，长期处在土壤环境中会造成土壤负担；填埋产生的沼气如不及时收集处理，会污染大气，加剧温室效应；若重金属被埋入土壤，会造成土壤重金属污染，或随雨水迁移污染附近的水体。

2.1.2 焚烧

焚烧是将固体废弃物置于高温炉中进行热氧化处理，使其中有机成分充分氧化，最终转换成水与二氧化碳等，经净化后排入大气，它是目前固体废弃物处置比较理想的方式。固体废弃物焚烧后的减容率非常高，炉渣和飞灰的重量通常只占焚烧前的15%～20%，同时产生的热量可回收用于发电和供暖等。但焚烧对科技水平、人员素质和技术管理有较高的要求，经济成本较大。垃圾焚烧炉技术主要有4 类，即机械炉排焚烧炉技术、流化床焚烧炉技术、回转窑焚烧炉技术和热解气化焚烧炉技术。机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉技术成熟，多用于规模相对较大的生活垃圾处理，回转窑焚烧炉是工业固体废物的理想焚烧系统，热解气化炉主要适用于工业废物、危险废物、生活垃圾和医疗废物等的处置[3]。

2.1.3 堆肥

堆肥是利用微生物的作用使垃圾中的有机物发生生物化学反应转化为腐殖质和无机物的过程，产物可用作肥料并用来改良土壤[4]。堆肥主要适用于可腐有机物含量高的固废。厌氧消化是指在厌氧微生物的作用下，有控制地使废物中可生物降解的有机物转化为甲烷、二氧化碳和氢气等的生物化学过程，消化后的残渣和沼液是优质的有机肥料。厌氧消化技术具有能耗低、二次污染少、可产生清洁能源等优点，在我国餐厨垃圾处理方面推广应用的潜力巨大[5]。

2.2 资源化利用存在的问题

我国是人口大国，城镇化和工业化发展迅速，发展过程中产生的固体废弃物数量巨大且逐年增长，现有资源化利用设施处置能力相对不足是固废处置领域最直观的问题。同时，公众和企业环境意识有待进一步提高。另外，还存在相关法律法规体系不完善的问题。

2.2.1 处置能力相对不足

我国固体废弃物产量和堆积量基数大，以7%～9%的年平均速度增长，但目前资源化利用设施处理能力的增长跟不上固废产量增长速度。同时，由于区域经济发展不平衡，部分地区资源化利用设施落后，难以真正做到资源化、无害化处理。高温堆肥常处于半运转状态，占据大量土地，并且卫生条件差，难以真正实现废弃物回收利用的目的。另外，一些城市废弃物处理系统不完善，其环保要求、技术操作规范等也达不到国家最新规定的标准，所产生的臭气、污水等还可能造成二次污染。这些问题都严重制约着固体废物处理资源化利用的发展[6]。

2.2.2 环保意识有待提高

近年来，我国公众环保意识总体呈上升趋势。在经济水平和文化素质相对较高的大型城市，公众环保意识和环保知识水平相对较高。但对大部分城市而言，公众环保意识薄弱，对固体废弃物分类和回收利用缺乏认识，环保行为参与度不高，分类回收没有达到预期目的。同时，部分收运单位分类回收运输管理不足，市场监管不到位，导致分类后又重新混合堆放，影响了后续资源化利用，也否定了前期的分类工作。对企业而言，部分企业的环保意识淡薄，环保技术相对落后，环保设备资源浪费等情况严重，加上个别企业一味追求经济利益，导致固废产量难以控制，资源化利用难度加大。

2.2.3 相关法律法规亟待完善

我国的固废资源化利用起步较晚，尽管已经投入了大量的资金和政策以促进产业的发展，相关政策和法律法规已初成体系，但还存在不少问题和空白。要真正实现固体废弃物的资源化利用，还需在法规建设上下大功夫。政府的大量资金投入及相应政策的制定是固废处理的基本保证，因而政府应加大力度，制定出适合国情的固废分类、收运、处置制度和法规，加大政策性资金投入和支持力度，为固废资源化利用做好保障。

3 固体废弃物资源化发展分析

现阶段，我国固体废弃物资源化利用具有很强的政策依赖性。随着相关法律法规的不断完善、处理技术的逐渐成熟和公众环保意识的逐渐增强，固废资源化利用将继续围绕减量化、资源化和无害化的目标，科学地进行固废处理，细分领域市场发展前景良好。

3.1 生物处理前景广阔

针对有机物成分和营养物质含量高的固体废弃物，利用微生物降解垃圾中的有机物，不仅投资和运行费用低，处理效率好，还可获得许多有用的副产品，如沼气、饲料、蛋白、酒精和氢气等。近年来，随着环境生物技术的发展，生物处理领域出现了不少新技术、新方法，它们的可行性和有效性也逐渐增强，正成为固废资源化利用的发展方向之一[6]。

3.2 焚烧发电快速发展

焚烧发电是近年来逐渐发展的一项技术，也是国家实现固废资源利用最大化的有效方法之一。固废焚烧发电具有节约占地、减量化显著、无害化处理较彻底、可转化为能源等优点，受到越来越多的重视，日益成为一些发达国家垃圾处理的主要方式。目前，我国垃圾焚烧发电项目数量快速增长，政府不断出台各项优惠政策支持该项技术的发展，焚烧发电逐渐进入快速发展期。作为当前最符合国情、最主流的垃圾处理方式，焚烧发电产业未来将进一步得到快速推广。

3.3 处理市场逐步向村镇转移

与城市固废处理相比，农村固废处置设备的规划建设比较落后，管理相对缺失，垃圾难以集中处理，乱象纷呈。当前，国家高度重视环境保护工作，利好政策持续加码，环境治理挺进纵深阶段，农村生活垃圾处理市场逐步向社会资本打开。2016年开始，政府对村镇垃圾处理的投入已经超过对城市垃圾处理的投入，这表明政府对于村镇垃圾处理市场的重视，未来村镇垃圾市场潜力不容小觑。

3.4 建筑垃圾资源化任重道远

随着城市建设与改造的提速，建筑垃圾污染和垃圾围城问题日益严峻。预计到2020年，我国建筑垃圾产生量将达到26 亿t。从资源化利用来看，我国建筑垃圾总体资源化率不足10%，远低于欧美国家的90%和日韩的95%。处理方式仍处于粗放的填埋和堆放阶段，资源化利用率处于很低水平，市场需求和发展空间很大[7]。目前，我国建筑垃圾资源化企业所采用的工艺加工成本相对于天然材料的加工成本更高，产业发展急需新工艺的开发和政策扶持。