城市生活垃圾处理、处置和利用技术分析

邰旭萍

（江苏佳鼎生态环境科技有限公司，江苏 常州 213000）

生活垃圾的分类处理和重新利用不仅解决了“垃圾围城”的社会问题，还能够深入挖掘生活垃圾的潜在利用价值，使其为社会经济发展做出一定的贡献。目前来看，除了卫生填埋外，焚烧发电、降解堆肥、制作饲料等都是技术较为成熟且应用较为广泛的技术手段[1-2]。下一步，要继续细化生活垃圾的分类，切实提高处置效率和利用价值，最大限度地消减城市生活垃圾带来的负面影响。

1 目前城市生活垃圾处理和处置的常用方式

1.1 压实处理

为了使生活垃圾便于存储、运输和后期处理，要对其进行压实处理，形成比较规整的形状，搬运起来比较方便。压实设备通常以三/五向联合式压实机为主，对垃圾也有选择性，通常优先考虑易拉罐、纸箱等垃圾，而对于瓜果皮核等厨余垃圾，则不宜做压实处理。生活垃圾经过压实处理后，如果是塑料瓶、易拉罐之类，可以回收利用；如果是其他可降解的生活垃圾，压实之后卫生填埋能够显著降低占地面积。

1.2 破碎处理

使用破碎机对生活垃圾进行破碎处理，也是一种常用的处理手段。对于不同类型的垃圾，破碎处理的目的也不尽相同。例如，对于塑料或其他有机物，破碎之后增加比表面积，使得焚烧更加彻底，减少二噁英等危害物质的产生；对于废旧家电、橱柜等垃圾，破碎之后方便运输，减少占用空间。需要注意的是，固体垃圾在破碎处理前，要先完成分类，然后根据垃圾种类的不同，选择差异化的破碎方法。例如，骨头、木头等较为坚硬的生活垃圾需要使用冲击破碎，而塑料、橡胶等韧性较强的生活垃圾则需要使用剪切破碎，除此之外，还有球磨破碎、煮沸破碎等。

1.3 分类处理

1.3.1 根据成分性能划分

垃圾分类是降低垃圾处理难度、提高垃圾利用率的关键，而根据其组分和性能不同进行分类，是目前城市生活垃圾分类最为常见的方式之一。具体类别和常见类型如表1所示。

表1 基于组分和性能的城市生活垃圾分类

1.3.2 根据降解性能划分

按照生活垃圾能否降解，将其划分成有机垃圾（可降解）和无机垃圾（不可降解）。其中，有机垃圾占比较高，随着城镇生活条件的改善和居民日常消费能力的提升，有机垃圾的产生速度和总量不断提升。这类垃圾在自然条件下或者人工设置的特定环境下能够以不同速度完成降解。一方面实现了生活垃圾的有效处理，另一方面能够在某些领域提供特定的价值。例如，瓜果皮核等厨余垃圾被微生物降解后可以转化为有机肥料，重新为作物生长提供所需养分。而无机垃圾不可降解，因此需要先进行分类，如玻璃类、塑料类、金属类等，然后根据具体分类选择特定的处理方法。

1.3.3 根据处理工艺划分

随着城市化的发展，生活垃圾问题逐渐引起各方关注，经过长期的探索与实践，目前已经形成比较完善的处理工艺体系。处理工艺主要包括卫生填埋、焚烧处理、堆肥处理等。每种工艺有各自的特点，在现有的技术条件下，也存在一些不足。例如，卫生填埋是早期生活垃圾处理常用的方法，但是，随着城市生活垃圾总量的大幅度增加，其弊端日益显现。一方面，生活垃圾在未分选情况下进行填埋，难以处理高氨氮渗沥液，难以控制臭味；另一方面，用地成本上涨，城市化推进，导致可以用于垃圾填埋的场地空间越来越有限，这一处理方式在未来将会被淘汰。垃圾焚烧处理的主要问题是在焚烧含有氯离子成分的生活垃圾时，烟气中会产生二噁英等对人体有害的物质。

1.4 焚烧处理

从城市生活垃圾的处理效率和处理成本等角度考虑，集中焚烧相比其他几种方法仍然具有明显优势。以北京市为例，2020年全市每天产生约2.8万t生活垃圾。全市建成且投入运行的生活垃圾处理设施有44座，其中焚烧设施有11座，每天焚烧处理生活垃圾1.6万t，基本上满足了北京市生活垃圾处理需求。除了对生活垃圾进行无害化处理外，在现代科技的支持下，这些垃圾焚烧厂还可以利用焚烧产生的热量进行发电或者供热，实现了能量收集和资源利用。当然，焚烧处理也有一定弊端，例如，焚烧不彻底会产生有毒有害的烟气，其危害成分之一是二噁英。虽然它在炉温800 ℃以上可分解，但是在设备检修或间断使用等情况下，垃圾焚烧炉的炉温无法实时保持在800 ℃以上，所以不可避免地产生二噁英。因此，下一步生活垃圾焚烧厂的技术改进和设备改良应重点强化烟气无害化处理。

2 城市生活垃圾的有效利用技术

2.1 垃圾焚烧发电技术

生活垃圾分类后，将可燃烧且热值较高的归为一类，用作燃料在特定条件下进行高温焚烧，再利用热电转化技术，将转化成的电能收集起来，运用稳压技术处理后，为垃圾焚烧厂自身运行或者周边其他配套设施的运行提供电力能源。垃圾焚烧发电的实现方式主要分为2种：一是在高温焚烧中产生的热能转化为高温蒸汽推动涡轮机转动，使发电机产生电能；二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生甲烷，再经燃烧，把热能转化为蒸汽，推动涡轮机转动，带动发电机产生电能。除了发电以外，余热还可以用于供热；彻底燃烧之后剩余的无毒无害炉渣既可以直接填埋，也能够作为制作水泥、生产碴砖、制备混凝土（粉煤灰）的重要原材料。发电流程及产物利用如图1所示。

图1 垃圾焚烧发电流程及产物处理

北京市海淀区某循环经济产业园于2018年建成一座再生能源发电厂，每天可焚烧处理2 200 t生活垃圾，每日发电量71万kW·h，年发电量可达2.6亿kW·h。同等条件下，相当于燃烧14万t标准煤的发电量。由此可见，利用城市生活垃圾焚烧发电，有助于缓解城市用电紧张的局面，节约能源，提高资源利用率。

2.2 高温堆肥技术

生活垃圾中的有机物可以采用高温堆肥方式，将垃圾转化成可重复利用的肥料或饲料。首先，将有机垃圾收集起来，装入特定的敞口容器中，向其中加入适量添加剂，加快微生物的降解进程。经过一段时间后，有机垃圾的体积明显减少，残留物以上层清液和下层残渣为主。经过过滤、分离，下层残渣翻晒后可以施入土地中，改良土壤，提高地力；上层清液富含N、Mg、Ca、P等营养元素，经过消毒处理后，可以作为营养液，浇灌作物。

2.3 生物降解技术

生物降解是实现生活垃圾资源化转换的一种有效手段。根据微生物种类的不同，其垃圾降解原理各有差异。例如，细菌比表面积大，对于生活垃圾中的有机物具有很强的降解效率。在垃圾足够多的情况下，随着时间的延长，好养细菌不断繁殖，总量呈指数形式增加，垃圾降解速率会越来越快。另外，温度也是影响微生物降解速率的一个重要因素，常温环境（25～30 ℃）下，细菌活性较好，是进行垃圾降解的理想环境。除了细菌外，放线菌、真菌等也是垃圾降解和资源化利用的常用微生物。生活垃圾经过好氧微生物的处理，可以形成有机酸、沼气以及乙醇等具有回收利用价值的产物。当然，自然状态下，微生物降解生活垃圾，需要花费较长时间，且产物回收难度大，容易散发腐烂气味。因此，要在工厂环境下利用特定设备实现专业化处理，在切实提高降解速度、处理能力的基础上，将各类有价值的降解产物回收起来，创造特定的价值。

2.4 综合处理和循环利用的组合技术

实践表明，单一的生活垃圾处理方法仍然存在资源利用率不高、产物具有环境危害性等缺陷。基于此，探索一种生活垃圾综合处理与循环使用的模式就显得尤为必要。目前较为常见的循环利用方案是：对生活垃圾进行初步筛分，将这些垃圾中的无机成分或没有肥分的灰质先筛选出来，当作卫生填埋的覆盖层；对剩下的部分物质进行挑拣，将富含有机质的垃圾批量输运到发酵仓，安排专业人士进行科学的高温堆肥；对于那些可以燃烧且燃烧后对环境的污染在有效控制范围内的生活垃圾，可以进行焚烧处理。

3 结语

近年来，诸多城市在生活垃圾无害化处理和资源利用等方面进行了大量的探索，广泛应用卫生填埋、焚烧发电、高温堆肥等技术，在实现生活垃圾有效处理的基础上，将其转化为各种形式的资源，为社会经济发展提供有益的帮助。总体来看，当前，生活垃圾的开发和利用效率不高，下一步应继续发挥技术引领作用，创新性地开拓多元化的垃圾利用渠道。在城市生活垃圾日益增多的背景下，要将其变废为宝，在维护城市生态文明的同时，助力城市经济、生活的更好发展。