城市生活垃圾处理技术现状及未来发展趋势

郭 浩

（辽宁省大连生态环境监测中心，辽宁 大连 116023）

随着经济的持续增长和人民生活水平的提高，城市化进程也在不断加快，伴随而来的便是日益恶化的环境问题，特别是生活垃圾的处理问题。目前，我国的城市生活垃圾产生量仍在以每年8%～10%的速度增长［1］，而无害化处理能力却明显不足，处理率仅为63.5%［2］，大量的生活垃圾运到城郊裸露堆放，侵占土地面积多达5×108m2［3］。截至2012年，全国657个设市城市生活垃圾清运量1.7亿t，有各类生活垃圾处理设施701座，处理能力为44.6万t／a，在701座城市生活垃圾处理设施中，填埋场有540座，处理能力为31.0万t／a，实际处理量为1.05亿t／a；城市生活垃圾焚烧厂有138座，处理能力为12.3万t／a，实际处理量为3584万t／a；城市生活垃圾堆肥厂 （含综合处理厂）有23座，处理能力为1.27万t／a，实际处理量为393万t／a［4］。

1 我国城市生活垃圾处理技术现状

目前，我国的生活垃圾处理技术主要有填埋、堆肥、焚烧和堆放简易处理4种，所占比例分别为61.4%、2.3%、21.1%和15.2%。见图1。

图1 生活垃圾处理方法占比示意图

1.1 填埋技术

我国的填埋技术大致分为两种：卫生填埋和非卫生填埋。卫生填埋是既有完善的环保措施，又能满足环保标准的填埋技术；非卫生填埋是有一些环保措施，但不完善，或者是没有达到环保标准的填埋技术。这两种填埋方法都存在着一定的环境安全隐患，如垃圾渗滤液对土壤和地下水的威胁［5］。一些地方的垃圾渗滤液的COD高达十几万［6］，渗入地下水中后致使地下水中的硝酸盐、氨氮、细菌总数等项目均超标，有的项目甚至超标数百倍［7］。

1.2 堆肥技术

堆肥技术是在有控制的条件下，利用自然界的微生物来降解垃圾中有机质，使其变为稳定的腐殖质，可作为农业生产等行业的有机肥料或土壤改良剂。虽然我国具有传统堆肥技术的悠久历史，但由于我国垃圾未进行有效的分类，使堆肥产品质量不高，处理率严重跟不上垃圾产生率等原因，目前利用堆肥法处理垃圾所占比例呈逐渐下降趋势。堆肥技术也存在着环境问题，堆肥期间产生的氨气、硫化氢、甲烷等气体会污染周边的环境空气，严重的还会引发火灾、爆炸等灾害性事故［8］。

1.3 焚烧技术

焚烧技术是在大约800～1000℃的高温条件下，将生活垃圾中的可燃组分经过燃烧，释放出能量，产生高温气体和少量性质稳定的固体残渣。高温气体可用作发电或者热能回收利用，性质稳定的残渣可直接进行卫生填埋。由于焚烧技术处理量大、速度快、占地小而且能够实现减量化、无害化、资源化的目标［9］。目前已经被东南一些沿海城市广泛采用［10］，并且所占比例呈上升趋势。但是在我国，利用焚烧技术处理垃圾还存在一些限制，比如垃圾焚烧的最低热值应在3360kJ／kg以上［11］，如果热值过低，需要添加燃料辅助燃烧，造成运行成本提高。我国的垃圾分类回收并不理想，很多生活垃圾混合收集，成份也比较复杂，热值也较低。再者焚烧技术投资和设备的运行及维护相对昂贵，一些经济不发达的地区难以承受，这也是焚烧技术在沿海一些经济发达的城市应用比较多的原因。三是焚烧垃圾产生的二恶英，因其结构稳定、半衰期长，仅需暴露一次就可长期留存体内，长期接触可造成体内蓄积，对人体健康具有极大危害［12］。

1.4 堆放简易处理

由于垃圾的产生量大而处理能力不足，一些地方和城市的生活垃圾不能及时有效处理，其中一部分堆放到城乡结合部，占用了大量的土地资源。目前全国大约有200座城市处在垃圾的包围之中［13］。垃圾中的有害成份析出后又渗入到土壤中或地下水中，对环境构成了极大的危害［14］。

2 城市生活垃圾处理技术未来发展趋势

我国城市生活垃圾处理技术的发展受到垃圾自身成分、处理技术、公众意识等诸多因素的制约，处理能力也和城市的经济发达程度有关系，因此要想实现 “三化”目标，就必须针对不同城市发展相对应的处理技术，使垃圾从 “城市的负担”转变为“城市的二次资源”。

2.1 提高处理技术水平

发展高维填埋技术［15］，并将生物工程应用于填埋场的建设，通过控制填埋场内部的一些参数来调节填埋场内部的生物反应速度，加速降解过程和垃圾的稳定化，可大幅度降低渗滤液浓度，提高填埋场的使用寿命，从而缩小填埋空间，节约土地资源，降低环境污染风险。通过对垃圾进行破碎、通风等前处理，提高垃圾的热值，再通过热物理传热技术改进焚烧发电系统，提高垃圾焚烧产电的能力。也可以使用水泥窑炉和垃圾焚烧炉联合技术处理城市生活垃圾，该技术不需要二次添加燃料，控制烟气温度在850℃以上，停留时间超过2s，防止二恶英的生成［16］。我国是一个农业大国，农业生产中的肥料需求量很大。在广泛使用化肥的今天，土壤的肥力越来越差，发展高效的堆肥技术，如发酵仓系统［17］、反应器系统［18］等势在必行。生产高质量的有机肥料不仅可以改良土壤状况，提高产值，同时也将城市生活垃圾中的有机物质重新资源化利用起来，返还给自然界。

2.2 单一化处理转向多元化处理

任何一种垃圾处理技术都有各自的优势，但由于我国城市生活垃圾成分复杂，含水率高，有机物含量大，可回收物含量少，热值低等特性，采用单一的处理技术很难达到最佳的效果。因此堆肥、焚烧、填埋多种技术相结合的多元化处理方式将成为必然趋势。但无论采用何种技术处理城市生活垃圾，最终都会有一定的数量残渣不能再处理或再利用，或是在当时的技术条件下无法再处理或再利用，必需对其作填埋处置，所以填埋技术仍将与城市生活垃圾的处理长期共存。

2.3 提高垃圾处理能力和公众的分类回收意识

加大资金投资力度，建设有综合处理能力的垃圾处理厂，减少或杜绝生活垃圾因处理能力和技术的不足而堆放到城市边缘地带造成土地资源的浪费。而综合处理就是从垃圾产生源头开始进行分类收集、回收利用和最终处理的全过程，从而使垃圾减量化、资源化和无害化，形成以回收利用为主的综合性垃圾处理系统。垃圾中含有一些半成品和物质原料，通过分类回收可重新生产出一些生活用品，其生产成本较从矿石原料中冶炼低的多，还减少了许多工序，不仅节约自然资源与经济开支，而且间接的处理和利用了垃圾资源，其经济效益非常客观，对城市发展有着巨大的促进作用［19］。此外，政府应加强宣传力度，使公众认识到垃圾分类回收利用的好处，增强全社会的资源意识、节约意识和环保意识。同时还应当制定相关法律，并在政策上予以扶持，只有这样才能在提高广大群众环保素质的同时，推进社会循环经济的发展，使得城市的整体素质更上一层楼。

3 结语

单一的生活垃圾处理技术已经不能满足当前城市发展的需要，随着城市化进程的加快和国家对环境保护的力度加大，因地制宜的寻找最优化的垃圾处理方式将成为必然。此外，公众提高自身的环保意识，对垃圾进行分类，并借鉴国外的成功经验，真正实现垃圾的无害化、减量化和资源化，让城市走上和谐、可持续发展的道路。