国内外城市垃圾处理方法比较

国内外城市垃圾处理方法比较

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摘 要：本文介绍了城市垃圾的成分特性和污染现状，概述了城市垃圾处理状况。通过对国内外城市垃圾堆肥和回收再利用两个重要处理方法的比较，提出了运用多种技术手段相结合的方法，以一种具有环境可持续性、经济可承受性和社会可接受的方式对城市垃圾流中的不同物质进行不同管理和综合处理的思路。

关键词：城市垃圾；卫生填埋；堆肥；焚烧；回收利用

1 城市垃圾概述

城市垃圾是指城市居民生活、商业活动、旅游和市政维护管理中丢弃的固体废物，是由家庭生活废物和来自商店、市场、办公室等具有相似特性的废物组成的，如厨房垃圾、树叶、废纸等[1]。

城市垃圾的成分很复杂，但大致可分为有机物、无机物和可回收废品等。随人口、居民生活水平、生活习惯、家用燃料结构、工业水平及经济基础等情况不同，我国城市垃圾的主要特性也不同于国外发达国家。

目前，城市垃圾对环境即时的和潜在的危害很大。城市垃圾不但污染大气、污染水体、侵占土地，破坏农田，还有可能产生垃圾爆炸。

2 城市垃圾处理现状

2.1 国内城市垃圾处理现状我国城市垃圾与国外相比，具有成分复杂(未分捡)、体积不均匀、热值不稳定(夏季较低)、含水量大(厨房垃圾比例大)等特点，因此在处理方法上也有不同的侧重。我国城市垃圾的处理起步较晚、处理率较低[2]。进入20 世纪90 年代以后，我国城市垃圾处理水平不断提高；不少城市已经建成较为完善的无害化处理填埋场，一批环保标准较高的垃圾焚烧厂也相继投入运行，一些先进的垃圾处理技术也开始逐步得到应用。从全国总体情况调查分析，中国有95%以上的城市垃圾采用填埋处理；堆肥占很小比例；焚烧还处在发展阶段，其处理量仅占总处理量的1%左右[3]。从目前我国城市垃圾性质和中国国情来看，城市垃圾资源化技术较落后。

2.2 国外城市垃圾处理现状从国外情况来看，卫生填埋是垃圾处理的最终处理技术。英国的垃圾填埋率为90%，意大利74%，美国为67%，法国为45%，德国为46%[4]。垃圾焚烧只是在若干国家所占比重较大，如日本为72%，丹麦为70%，瑞士为74%。在欧美国家和日本，用高温堆肥法处理生活垃圾的比重很小，一般均在20%下，甚至在1~2%，而且多为机械化堆肥工厂。印度针对当地气候炎热的特点，人工制作堆肥比较普遍。随着绿色浪潮和生态农业的兴起，堆肥化比率正呈上升趋势。现在美国的废纸利用率已达60%，1/4 铁罐头盒和1/5 的玻璃能回收利用。法国每年回收的废纸达25 万吨，占全国造纸工业源料的40%。

3 城市垃圾处理处置方法比较

城市垃圾处理应以无害化、减量化和资源化为目标，主要有卫生填埋、生化堆肥、垃圾焚烧、资源化利用四大技术对城市垃圾进行处理[5]。随着经济的发展、技术的进步垃圾堆肥和资源化利用的比例不断上升，下面从这两方面进行比较。

3.1 堆肥我国高温堆肥技术在原有基础上，制定了静态垃圾高温堆肥的技术标准和卫生标准；在一些城市开展了机械化堆肥的示范工程研究；研制并生产了破碎机、筛分机和翻堆机等堆肥专用设备；依靠科技进步，运用有孔塑料通风管和塑料薄膜，改善了人工制作堆肥的通风和覆盖条件。垃圾经自然通风式和发酵式堆肥，加工成复合肥，在一些中小城市推广应用(如徐州、南宁)。常州市采用以高温堆肥为主，把筛上物、焚烧灰及残渣填埋于一体的综合性垃圾处理厂，取得了成功的经验[6]。广汉市的垃圾综合处理也有新的进展。北京引进了德国技术设备，建成了南宫垃圾堆肥厂，已投入运营。我国城市垃圾堆肥处理技术还存在一些问题，主要表现在以下几方面：第一，堆肥原料的分类收集与分选问题，由于我国尚未实施城市垃圾的分类收集，垃圾中杂质含量较高，除玻璃、金属、纸张等外，还包括多种有毒有害化学物质，直接影响堆肥产品质量[7]；第二，堆肥处理设备技术水平低，特别是机械化操作方面存在技术问题较多，难以保证堆肥设施的长期、连续、稳定运行，从而影响堆肥效率；第三，堆肥产品受市场制约较大，产品的经济服务半径较小，销售存在困难。质量较差的粗堆肥产品一般只能就近销售；利用粗堆肥产品制造的复混肥，其销售也面临化肥和复合肥的竞争，提高垃圾堆肥的肥效成为垃圾堆肥研究的重点之一，另外一个重要原因是缺少政府的政策支持。

美国自 1993 年起，采用静态通风垛式处理校园的厨房垃圾。该处理系统中，厨余（包括肉类和乳制品）和木屑混合组成的堆体被放置在混凝土地面上，地面向中心倾斜，调节含水率在50%左右[8]。塑料穿孔通风管安装在堆肥体下部，与鼓风机相连，管路上铺一层木屑，达到通气均匀。堆肥个体最外层覆盖堆肥产品以隔热保温。每个堆肥个体取最小高度1.2m，物料4～6t。通风的控制采用温度反馈控制法。当温度升到65℃时，启动鼓风机进行通风以降低堆温；当温度低于50℃时，停止鼓风，堆肥温度上升[9]；如此反复，使堆温保持在最佳的范围内。一次发酵完成后将堆肥进行筛分，分离出木屑，余下的堆肥再进一步熟化。木屑和新的厨房垃圾混合，进行下一轮堆肥。Ithaca 学院将堆肥用作运动场和花床的土壤改良剂，效果非常好。

国外大学研究最多、应用最广的是桶式堆肥系统。它是一个快速、无臭味的高温堆肥系统，由堆肥器和生物滤膜组成。美国自1998 年起采用反应器式堆肥系统，共有7 个桶式反应器在运行，该法的具体操作为：厨余、粪便和庭园废物从桶式反应器上面的大舱口进入，盖子连有一个不锈钢制的螺旋桨叶，在电动机带动下，10～15min 内[10]，可破碎和搅拌1t 或更多的物料。在发酵期间，每周至少要搅拌2 次。容器、门和盖儿都是以聚氨醋塑料为材料的双层结构。反应器里需要先装约2/3 木屑和树叶等调理剂后，再加入厨余，并要周期性地添加木屑、碎纸或刨花等干物料以保证理想的孔隙度和含水率。一个桶式反应器可处理40～90 kg 的厨房垃圾，减量化程度大于70%[11]。6～8 周完成一次发酵后堆肥可直接用作土壤的覆盖料，进一步稳定还需3～6 周。温度是堆肥过程和气味控制的关键因素。容器和温度与反馈控制系统相连。由抽风实现供氧，尾气从顶部经过物料，通过生物滤膜气体净化系统以消除臭味，最后从通气板排出。渗滤液同时也由通气板收集排出。该法主要优点为反应器堆肥系统占地小，操作简单[12]；进料和搅拌所需时间较少且搅拌均匀，处理速度很快，效率高；容器封闭，适用于寒冷地区；清洁卫生且无气味。缺点是

需要较多的维护，仍然要进行后发酵。

3.2 回收利用

3.2.1 国内城市垃圾资源化回收利用国内利用城市垃圾制作人行道路面砖，就是以氯化镁水泥、城市垃圾为主要原料，经浇注工艺加工制作的一种新型路面材料。该产品可利用各种城市垃圾，既解决了城市垃圾占用土地、污染环境的问题，又可使城市垃圾转化为生产资料，美化城市，造福人类。我国城市垃圾中无机物较多，有机物较少。无机物中多为建筑垃圾的砂、石、碎砖块等，这些无机材料与氯化镁水泥复合时，由于无机材料具有粗糙的表面，因此可以与氯化镁水泥形成牢固的界面结合，提高道路面砖的强度和硬度，减小道路面砖的吸水率，改善路面砖的耐久性；有机物多为废纸、菜叶、瓜皮、塑料袋、泡沫塑料等。由于有机物不易与氯化镁水泥形成牢固的界面结合，而使城市垃圾中的塑料类物质经风选除去，其他有机物质经垃圾存放后腐烂呈纤维状形态，这样有利于路面砖强度的提高[13]。

我国还利用城市垃圾制备生态水泥。所谓生态水泥，是指利用各种固体废物及其焚烧物作为主要原料，经过一定的生产工艺制成无害水泥[14]。生态水泥的制造是近年来城市垃圾处理行业提出的一条新途径，不仅实现了废物的减量化，有利于生态环境的保护，而且对于垃圾的再生利用实现了资源化处理。

3.2.2 国外城市垃圾资源化回收利用利用垃圾制造土壤改良剂，日本研制出能使垃圾变为土壤改良剂的生产设备，并即将投放市场。这种垃圾处理设备长2.45 米，宽1.30 米，高1.53 米[15]。它能将生活垃圾和从土壤中提取的数种微生物用计算机来控制里面的湿度、温度和酶等，以使微生物保持最佳活性状态，对垃圾进行分解。据该公司介绍，这种设备先用加热器将温度升高至60℃[16]，然后通过设备内的旋转装置提供酶，最后用加热风机将温度升高到200℃[17]，并制成完全没有水分的粉状土壤改良剂。整个处理过程约需48 小时，该设备配有脱臭装置，臭味不会外泄[18]。

利用废塑料制油和铺路，日本制造出一种可使废塑料变成油的新型设备，目前，该设备正处于试验阶段。这种设备可将不宜燃烧的废塑料碾碎、硬化，再送人裂变炉[19]，在裂变炉的高温下熔化并分解成气体，然后将该气体送人冷却塔冷却、液化，最后分离出煤油和轻油[20]。由于整个处理过程是在常压下进行，因此，该设备的安全性很高，使用成本也很低，适用于处理各种废弃的塑料制品。芬兰将塑料垃圾如各种物品的塑料包装掺合到沥青中用来筑路。将塑料杯、袋及瓶等废料捣碎，加热后再加入溶剂，然后将制得的物质添加在沥青中，这样铺成的道路更富有弹性，车轮摩擦的噪声也更小，塑料在沥青中的份量可占30%[21]。1993年夏天，这种含塑料垃圾的沥青在两段公路上试用成功。

4 城市垃圾处理技术的发展动向

卫生填埋技术的发展动向：逐步提倡经回收利用、堆肥和焚烧等方法处理后的生活垃圾残余物进填埋场进行最终处理；将更加注重填埋后土地恢复利用与生态工程技术的研究，使垃圾填埋技术的应用范围更宽[22]。

垃圾焚烧技术发展的动向：垃圾焚烧厂尾气净化技术，特别是对二恶英等污染物的消除越来越受到重视；垃圾焚烧余热综合利用技术将进一步完善[23]；为满足日益严格的环保要求，焚烧技术向着烟气净化、残渣与废水处理以及废热回收等设备整体化方向发展。

生化堆肥技术的发展动向：有机复合肥成套生产技术与设备将进一步完善，生活垃圾堆肥厂中生产有

机复合肥和颗粒肥的比例将逐步提高[24]；采用机械化动态发酵工艺和利用有效菌种快速分解的新型堆肥技术逐步推广应用；由于具有良好的减量化和资源化效果，生活垃圾堆肥技术将重新得到重视，生活垃圾堆肥处理的比例也将逐步增加，但进一步开拓堆肥产品市场仍有许多工作要做[25]。

5 结论

本文介绍了国内外城市垃圾的性质及处理现状，通过垃圾堆肥和资源化利用等国内外城市垃圾处理方法的比较，我得出了这样的结论：国内外城市垃圾的性质有所差异，所适用的处理方式各不相同且每种处理方式都有其适用条件及局限性，都不可能完美地处理城市垃圾。采用综合治理的概念，运用多种技术手段相结合的方法，以一种具有环境可持续性、经济可承受性和社会可接受的方式，对垃圾流中的不同物质进行不同的管理和处理才能取得很好的环境效益和经济效益。

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