城市固体废物处理及资源化利用的有效途径

郭 健，王海勇，孙久振，曹 欣

（1.济南市环境研究院，山东 济南 250102；2.济南市生态环境局平阴分局，山东 济南 250400)

在我国经济发展的同时，伴随着工业生产、商业流通、消费等社会活动都会产生很多的固体废物，固体废物是当前城市环境污染的主要来源。随着城市化进程不断加快，固体废物增加趋势明显。固体废物对环境的影响最为严重，社会经济发展和固体废物产生量具有明显的同位关系，社会经济发展又和固体废物有着明显的矛盾关系，重视固体废物处理，做好资源化利用，才能推动经济可持续发展，建设更加美丽的现代化中国。

1 固体废物处理和资源化利用的必要性分析

全国每年新增固体废物100多亿吨，历史堆存总量高达600-700亿吨。如果固体废物不能很好地收集和处理，对环境造成的影响会越来越大。任何产品发挥完使用价值后，作为价值的物质承载体就成了固体废物，失去使用价值的固体废物，占据一定的空间，在一定条件下发生化学反应或生物转化，如果不能及时加以科学合理处理，严重影响人们的生活，会占据人类更多的生产或者生活空间，尤其是对空气、土壤、水及食物链等产生诸多污染，严重威胁人类赖以生存的地球环境[1]。

作为世界制造大国，产生工业下脚料越来越多，围绕工业生产原材料使用产生的包装材料也不断增加。作为世界第一人口大国和消费大国，国人的消费能力不断增强，生活水平不断提升，日常消费所产生的各种固体废物与日俱增。城市固体废物处理与资源化利用也成为当前首要解决的问题之一，如果不能很好地加以科学处理和资源化利用，会带来非常严重的后果。以印度为例，作为发展中国家，近年来垃圾堆积成山，垃圾围城越来越严重，不仅影响城市形象，更给居民的生活、出行、健康带来诸多的影响，固体废物污染成为印度政府最为头疼的问题。

同时，我国是资源消耗大国，也是资源相对不足的国家，国家每年需要进口大量的物资，耗费大量的外汇储备。2019年我国累计进口铁矿石10.7亿吨，进口金额1 014.6亿美元；2019年中国原油进口量为5.05亿吨，进口金额为1 662亿美元；2019年1月-10月，我国木材进口总量为9 429.27万立方米。而国内资源开采也会对环境承载带来很大的压力。如果将这些固体废物进行很好的分类筛选，做好资源化利用，就能减少资源进口量，减缓国内资源开采，降低对环境的影响，实现变废为宝，从而最大限度地保护我们赖以生存的环境，更好地满足人们的生活和发展需求，实现固体废物的资源再利用[2]。

2 固体废物污染分析

2.1 对水体的污染

不少国家在固体废物处理方面没有成熟的技术，缺乏完善的配套设施，产生的固体废物直接抛进河流、倾倒湖泊或推入海洋，一些国家把投弃海洋作为最为简洁的处理方式。随着污染物负荷不断加大，超过水体自净能力时，就会对水体产生不可逆的污染，严重影响水中生物的生存，对生态平衡构成极大的危害。同时，大量露天堆积固体废物，经过雨水的浸泡，同样会产生大量的渗滤液，没有很好地防渗或者收集处理的情况下，这些渗滤液还会污染到土壤和地下水，使得后续处理的难度和成本大大增加。固体废物对地表、地下水造成不同程度的污染，严重影响生态平衡，影响居民的身体健康[3]。

2.2 对大气的污染

固体废物堆积的尾矿、粉煤灰、干污泥、工业脚料、建筑废料、生活垃圾等等，在没有很好地覆盖和储存的条件下，很容易产生扬尘等大气无组织排放，在不利气象条件下，容易生成更多的尘埃或颗粒物悬浮，以及PM2.5的前体物等等，更有助于重污染天气的形成。随着我国社会经济的快速发展，我国工业生产和城市建设产生的固体废物不断增多，给大气造成的影响越来越严重，曾经在词典里的陌生名词——霾，如今成为最为热门的词语，尤其是在每年的秋冬季节，成为天气预报的高频词，市民最为关心的空气问题。造成雾霾天气增多并不断严重的原因之一就是固体污染排放物增多，给大气造成严重粉尘污染，从而加重了雾霾天气的产生。同时，各种固体废物与空气发生作用，或在微生物的作用下，产生有毒有害气体，带来更严重的空气污染，严重威胁人们的身体健康。这些污染给一些有基础病的老年人带来严重的健康威胁，甚至造成很多老年人因为空气污染诱发呼吸道或者心脑血管疾病，造成严重的后果。

2.3 对土壤的污染

废弃物堆积在土地上，造成土壤成分改变，严重影响土壤的肥力，影响植物的生存。尤其是改变土壤结构，改变土质，给土壤中的各种微生物带来极大的危害，对植物根系造成极大的破坏，城市生态承载本来就已经过量，这会进一步危害城市环境。近年来，我国一些地区的土地肥力下降，尤其是城郊地区以及比邻工业污染相对严重的地区，土壤污染问题突出，给农作物生产带来很大影响，造成农作物减产，甚至因为重金属污染等，造成粮食或蔬菜质量问题。有机蔬菜越来越受追捧，一个重要原因是土壤污染问题突出，居民对因固体废物造成土壤污染的常规蔬菜的安全性产生质疑。这样不仅影响了居民的消费支出，造成很大的经济负担，也给我国食品安全带来很多影响。如果各种固体废物的有害物质被植物吸收，又会间接传播到生物链的各个环节，构成更大的危害。这些生态型污染范围广，根治难，波及面宽，带来的影响很难一时消除，造成严重的生态威胁。且各种固体废物又会滋生蚊虫苍蝇，给细菌繁殖提供温床，造成严重的城市环境污染[4]。

3 固体废物处理资源化利用措施分析

3.1 安全填埋技术

这是最为传统的固体垃圾处理方式，建造封闭式垃圾填埋场，将这些没有回收价值的固体废物经过预处理之后，通过专用运输工具输送到封闭式填埋场，在用推土机将其推平压实，中间覆盖相应的土层。该方法采用先地下再地上的方式，在地下填埋完后，再实施地上部分填埋。此种处理方式已经坚持了很长时间，并且积累了相对成功的经验，具有经济性强，处理规模大，能源消耗低等特点。这种模式从我国早期大城市开始，随着规模不断扩大，城市用地成本越来越高，尤其是城市污染治理越来越受到重视后，目前，一线和二线城市已经基本不采用这种模式，而中西部地区，尤其是四五线城市，在处理危害相对较小的固体废物时，因经济成本原因，还在进行。而国外发展中国家，很多城市也在运用这种模式。但是，这种处理方式的缺点也非常明显，对环境污染并没有彻底根除，其危害依然存在[5]。尤其是一些有毒的固体废物经过长期的生物作用或雨水侵蚀，就会产生更多的渗滤液，对土壤和地下水造成极大的危害。而且固体垃圾填埋会占用大量的土地，在国家耕地保护不断加压的背景下，在用地日益紧张的新形势下，这种填埋处理办法是不可持续的技术和方式。同时，为了减少这种填埋处理对环境的影响，还需要研究与之相对应的预警技术、防渗漏修补技术，后期管理成本也在持续增加[6]。随着我国社会经济的快速发展，中国污染治理力度不断加大，环境保护越来越紧迫，特别是“绿水青山就是金山银山”理念的不断深入，各地也在采取更具可持续性的固体废物处理方式。当前我国社会经济发展质量不断提升，政府财政收入和财政能力不断增强，地下填埋的方式也越来越没有市场。

3.2 焚烧处理方式

焚烧处理技术是经过高温分解或氧化燃烧处理，一般是在燃烧炉中加入一定的空气或者助燃剂，使这些有机固体废物在燃烧池中充分燃烧。且很多有毒的固体废物经过高温处理或燃烧变成无害的气体或者固体废物，这些固体废物会生成大量的二氧化碳、水蒸气排入空气中，留下一定的固体残渣，此时的固体废物的体积大大减少，只有不到原来体积的20%。并且在燃烧过程中余热还可以用来回收利用，发电或供热，这样能够实现固体废物的处理和资源化利用。这种方法是当前应用比较多的处理方式，尤其是大量有机固体废物处理，一般采用焚烧处理。该技术可以很好地减少固体废物体积，并且处理量非常大，实现工业化循环处理。但这种技术也有一定的缺点，一次性投资比较大，需要建设大规模的垃圾焚烧电厂，还有与之相配套的各种设备。尤其是在焚烧过程中会产生大量的二氧化碳，在全球节能减排的背景下，二氧化碳对全球的温室效应产生一定的影响。同时，有些有机废物在燃烧过程中会产生氯化氢、呋喃类化合物，还有二噁英等有毒物质，这些对空气的污染更严重。另外，固体废物燃烧处理也不是简单焚烧，需要对这些固体废物进行分类，要根据其热值、成分、可燃度等进行更科学合理的搭配，才能确保这些固体废物得到充分高效燃烧，最大限度地降低残留，并需要做好各种有害气体处理等工作[7]。现在，环保和垃圾处理已经形成了联系非常紧密的产业，尤其是基于焚烧处理技术和工艺的不断创新改进，焚烧处理成本越来越低，二次污染影响越来越小，而由此产生的收益在不断增加，未来将会有更好的发展空间。

3.3 堆肥处理技术

堆肥处理技术主要是微生物培植分解，根据厌氧和好氧细菌不同特点，做好分类堆肥处理。既能够让城市固体废物得到很好地处理，又能够通过城市工业化堆肥处理，改善城市环境，还能为农业生产提供更多的有机肥料，增强土壤肥力，提升农作物产量，降低生产投入成本。但是这种处理方式对固体废物有着非常明显的要求，必须有机质含量足够高，生物降解性足够好，且不能存在有毒、有害物质，这就使得实施堆肥处理受到更多的限制。处理时先做好破碎和分选，其中的玻璃陶瓷塑料等废物要筛选出来，再将这些易分解的有机物通过搅拌、通风，让微生物更好地生存繁殖，经过几次发酵，这些有机物废物实现了减量和转化。并且要去除其中的氨、硫化氢等有毒有害气体，并将这些好的废物加以储存，在春季或秋季当作肥料来使用。随着我国生物技术应用越来越广泛，以科技推动技术进步，堆肥处理技术也越来越具有市场潜力，未来将会形成与之相对应的完善产业。

3.4 固体废物资源化利用

固体废物资源化，主要针对退出生产或消费中环节的固体废物，通过更加完善的社会化分拣处理，制定配套管理措施，依靠一定的经济手段和技术设备，确保这些固体废物能够无害化处置，并且最大限度地减少污染物堆放，做好有价物质的回收利用[8]。这种处理方式具有更好的公益性和经济性，也是未来处理最为主要的方向和趋势，更是推动固体废物处理的动力所在。要进一步强化固体废物的社会化综合管理，全民参与固体废物分类，固体废物分类投放，这是实施废物资源化利用最为重要的环节。全民参与垃圾分类能够最大限度地减少固体废物分选、筛选、运输、处置成本，大大提高固体废物的处置效率。尤其是将可回收利用的固体废物加以分类，实现资源化，动员全社会的力量，制定强制性处罚措施，并辅之以经济性奖励，变废物为资源。随着我国环保政策以及固体垃圾分类制度越来越完善，固体废物资源化利用将会形成更为完善的产业生态链。

总之，随着我国社会经济快速发展，固体废物也在快速增长，充分重视固体废物处理和资源化利用，并在实践中依靠全民参与，做好科学分类，借助更加先进的技术设备和更具持续性的处理方式，将这些固体废物变成不同种类的资源，真正实现固体废物处理绿色化、低碳化，推动循环经济，推动固体废物处理和资源化利用，建设好美丽中国。