我国垃圾处理资源化、产业化之构想
摘要：简述了我国垃圾处理的现状．提出了实现我国垃圾处理资源化和产业化的设想，介绍了垃圾回收利用、堆肥处置、焚烧制能等资源化处理的途经和方法。
随着人们生活水平的不断提高和生产规模的持续扩大，垃圾的产生量级级攀升。目前，我国已有400 多个城市被垃圾围困，垃圾污染环境、占挤土地等问题已经成为我国经济发展和环境安全的严重阻碍。
1 我国垃圾产生量及处理现状
目前，我国城市生活垃圾产生量人均每天约 lkg，年产垃圾约1．3亿吨，且以每年8％～10％的速度递增。我国城市生活垃圾积存量已达60多亿吨，侵占土地面积约5亿m 。据中国城市环境卫生协会统计．至2005年底，全国661个设市城市建有各类垃圾处理场479个，日处理能力27．5万吨，年处理8 108万吨，生活垃圾处理率52．54％，其中填埋场365 个，焚烧厂66个，堆肥厂48个，2005年垃圾填埋占总处理量的86％左右。
我国垃圾处理工作起步晚，资金投入不足，技术设备落后，与环保的减量化、无害化、资源化要求相距甚远。因此，垃圾已成为城市严重的污染源之一 。
2 国外垃圾处理情况
美国在城市生活垃圾处理方式上坚持减量、分流和循环再生的原则。
美国政府陆续制订和完善了关于城市生活垃圾污染与废物资源循环再生的法律、法规及各种相关技术标准、规范，不断提高垃圾综合治理的管理和技术开发应用水平：并在资金投入、设施建设及推进废物资源再利用方面做了大量切实可行的工作。美国制定了到2010年垃圾处理目标：废物回收再利用达50％，填埋40％，焚烧制能10％。2004年，美国有垃圾填埋场1654个，大型堆肥厂150个，垃圾焚烧制能厂101个，废物定点回收站12 694个，路边资源垃圾分类回收站7 689个。
德国目前城市生活垃圾每年约有3 500万吨，其中42％卫生填埋，40％焚烧制能，13％堆肥，5％机械生物处理。机械生物处理是利用机械分选设备将垃圾中的高热值物质分拣出来用于焚烧发电，金属和玻璃等循环再利用，有机垃圾堆肥，无利用价值的卫生填埋。
德国1994年制订了《循环经济— —废物避免、回收利用和处置法》，规定了垃圾收费政策，对产品征收生态税和垃圾处理费，建立了具有竞争机制的废物处理管理模式，用法律的形式规定了垃圾处置的原则和措施，确立了从垃圾产生到最终处置全过程的垃圾处理体系，不仅具有法制要求，而且采用市场经济模式。该体系为德国的垃圾处理可持续发展奠定了基础，也成为世界各国仿效的典范。
3 垃圾处理资源化、产业化的设想
垃圾处理产业化是将垃圾资源化、无害化、减量化处理的工作实行产业化运作及管理。政府财政大力扶持相关研究和生产的企业，采用经济杠杆激励垃圾处理产业的发展和壮大。使垃圾处理产业形成投资多元化、运营企业化、管理规范化、质量标准化，实现开放式、竞争性的市场化发展机制。
政府要制定相应的法律法规。规定污染环境、破坏生态、利用资源均要合理付费，生态税和资源税要体现社会公平及资源价值，禁止或减少生产一次性用品，简化产品包装，从产品生产的每一道工序减少垃圾的产生。政府财政要适当扶持废品回收行业，对玻璃等再利用价值低但回收成本高的废品，财政应适当补贴，对有毒有害废弃物如电池、电子产品等，生产企业要贴钱回收，对医疗垃圾要强制实行无害化处理，以减少污染及垃圾分拣工作量。对于无法简单回收利用的垃圾，应实行谁污染谁付费的原则，适当收取垃圾处理费以补贴垃圾处理产业。并实行垃圾分类收集，减少垃圾处理量。应根据经济发展水平，因地制宜选择适合的处理方法．配备必要的处理设施。总的原则是实现垃圾的资源化、无害化、减量化目标。
3．1 工业垃圾的资源化处理
我国工业垃圾产量巨大，污染和侵占土地问题突出。每年约有500万吨废钢铁、20多万吨有色金属、1 400万吨废纸及大量废塑料、废橡胶、废玻璃等没有回收利用，这些资源的价值达300亿元以上。工业垃圾资源化利用的途径有以下几种。
3．1．1 废金属、矿渣及尾矿的处理利用
对废金属、矿渣及尾矿的处理，采用适宜的方法进行再提炼，可提取铁、铅、锌、铝、铬、钒、钛、金、银等金属；余下的矿渣可加工生产各种建筑材料及陶瓷等，如从电解铝废料中分离提炼氧化铝等。
3．1．2 粉煤灰、电石渣的处理利用
粉煤灰可用于铺路，生产墙地砖等建材，还可替代黄土作煤矿用防灭火材料。我国化工化纤企业每年约产生1 000万吨电石渣。国内已开发成功用电石渣替代石灰用于燃煤电厂烟气的脱硫处理，脱硫效率达98％，每年可消化4 000余吨电石渣，可降低成本1 000多万元。还可以利用优质电石渣作为生产涂料的原料，这种新颖的内墙涂料粘结力强，涂层光洁如瓷。电石渣还可生产墙地砖、空心砖等建材。作为生产水泥的原料也是消化电石渣的主要途径，但目前的技术途径成本较高，急需开发能大量降低成本的利用电石渣生产水泥的新技术。
3．1．3 废塑料、废橡胶的处理利用
废塑料和废橡胶除了可用于回收炼制燃油或焚烧发电制能等，还有许多其它用处。就废旧轮胎而言，能消除噪音、减缓碰撞力，可制作海岸防护层、防腐蚀、防碰撞护栏、防浪堤、加固稳定斜坡、道路减震隔音绝缘材料等。经再生粉碎后的胶粉可制造各种模压塑胶产品，可作城市装饰、铺设运动场、游泳场地板，作减震垫、安全垫及建筑材料等，还可作填充路基、铁路护堤、减震轨枕的材料等。国内已研发成功具有国际领先水平的“工业连续化废轮胎裂解油化与净化工艺技术”，将废轮胎炼制成45％ 50％的轻质燃油，36％一38％的碳黑，并回收11％一13％的铁丝，几乎使废轮胎实现了无污染、零排放再利用。
3．2 建筑垃圾的资源化处理
我国建筑垃圾约占城市垃圾总量的30％ 40％ ．按目前的建筑施工程序。每1万平方米建筑要产生 500—600吨建筑垃圾。我国目前大部分建筑垃圾采用简单填埋或露天堆放，侵占土地，污染环境。目前，上海、北京等地有的建筑公司在工地现场将建筑垃圾分拣，回收废钢筋、铁丝、电线等金属。剔出竹、木、纸、塑料等可燃物将大部分碎砖石、混凝土、灰渣等就地粉碎后可代砂。与标准砂按1：1的比例混合作为细骨料，用于抹灰砂浆和砌筑砂浆，其砂浆强度达5 MPa以上，不影响建筑质量。这样处理只要在工地配一台适用的粉碎机就可完成．既可节约大量建筑材料，回收可再生资源，又免除了垃圾清运处理费，经济效益相当可观。
3．3 电子垃圾的资源化处理
近年来电子垃圾增长速度较快。我国2003年起每年至少有400万台电冰箱、500万台电视机、600 万台洗衣机、7000万部手机等电子产品要报废。我国目前电子垃圾的处理主要是民间回收，通过简单翻新处理后再销售，存在安全隐患。无法翻新的则回收贵金属等资源，因工艺技术落后，环保法规不健全，往往造成严重的环境污染。
我国已明确立法，规定生产商必须对电子产品实行有偿回收，并按环保要求进行拆解和资源再循环处理，杜绝有毒有害电子垃圾随意倾倒，严禁进口国外的电子垃圾。此外，还应大力资助对电子垃圾进行资源再循环利用技术设备的研究与开发。只要技术方法得当，电子垃圾中可回收大量金属及塑料等资源。应建立布局合理的电子垃圾回收处理中心。形成对电子垃圾产生、回收、拆解、储存、分类再生处理、资源循环利用等全过程运行和监控的科学体系．最大限度地回收利用可再生的资源。
手机电池等电子垃圾中含有黄金等贵金属。一吨手机电池可提炼出约200克黄金。废电池资源化利用的方法多种多样，如日本用高温法处理镍镉电池，将废电池破碎后置回转炉中加热至l 000℃焙烧，其中气化的镉经收集提炼可得金属镉．热量可回收制能，残渣主要为镍铁混合物，可作为不锈钢原料。又如德国用化学法处理镍镉电池。将废电池破碎后溶于硫酸，然后用离子交换法提取溶液中的各种金属，此法能提取电池中95％的可用资源。
3．4 生活垃圾的资源化处理
3．4．1 生活垃圾分类收集
要解决垃圾资源化利用必须搞好垃圾分类收集，以减少垃圾量。应根据垃圾处理设施的具体情况制定垃圾分类收集的原则。如某城市设有垃圾堆肥厂、焚烧厂及填埋场，应将垃圾分为可堆肥垃圾如厨余垃圾、动物垃圾、灰土、污泥等；可焚烧垃圾如竹木、纸类、织物、塑料、橡胶、秸秆及有毒有害垃圾如电池、医疗垃圾等。最后是填埋垃圾如陶瓷、砖石等 (无法进行资源化利用的则卫生填埋处理)。
3．4．2 垃圾堆肥处理
垃圾堆肥的方法不同，效果也各异。其中简易堆肥法主要采用静态好氧高温堆肥法，但发酵条件难控制，对环境有二次污染；若采用二次发酵工艺，强制通风，好氧发酵，可使一次发酵周期缩短为lO天左右；若采用机械化连续动态高温堆肥技术或间歇式动态高温堆肥技术，机械化程度高，过程可控，具有完整的前处理、发酵、后处理工艺，二次污染轻，处理效率高。
蚯蚓堆肥技术工艺简单。可不需要特殊设备。能实现有机垃圾无害化、资源化。蚯蚓具有惊人的吞噬能力，它们以腐烂有机物为食，日吞食量达体重的数倍。蚯蚓的消化道可分泌多种生物酶(如蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶及甲壳素酶等)分解有机物，蚯蚓将吞食的有机物通过砂囊的机械研磨和肠道内的生物化学作用分解和转化，在微生物的联合作用下把有机物水解为易于同化的碳水化合物、脂肪、蛋白质以及纤维素和几丁质等，然后进一步转化为易被植物利用的氨、碳酸、尿素、尿嘌呤及磷、钾等速效矿质养分。蚯蚓粪中氮磷钾含量齐全，并含有大量有机质、腐殖酸以及刺激植物生长的激素类物质。除提供高效肥料外。还能修复改良因长期使用化肥、农药而板结的土壤。蚯蚓粪还富含蛋白质，有l7种氨基酸，可作畜禽饲料。蚯蚓体可作优质蛋白质饲料或化工原料。
欧洲许多国家大力发展有机垃圾动态厌氧堆肥技术并广泛应用于厨余垃圾、屠宰场垃圾、农牧业垃圾等适合堆肥的垃圾处理。在厌氧状态下，利用经过驯化培养的微生物使垃圾中的有机物快速转化为甲烷和二氧化碳。这种方法占地面积小，处理时间短，二次污染很少，过程可控，操作方便，过程全封闭，甲烷和二氧化碳可作资源回收利用。该技术在我国应用较少，应加大投入，着力研发既适合厌氧环境生长繁殖又具脱臭作用的工程微生物等新技术新设备。为提高堆肥的有机肥效。应大力推广使用有机肥改良土壤，使农业生产可持续发展。
3．4．3 垃圾焚烧制能
垃圾焚烧处理虽然一次性投资大，但减量化显著，可回收燃烧的热量制能，在能源紧缺的今天更需大力推广。垃圾焚烧处理有以下几种方式。
层燃式焚烧炉。优点是进入焚烧炉的垃圾不需严格的预处理，其活动炉排的推动能搅动垃圾。可防止垃圾遇到强热产生表面固化，不会影响炉内的传热和气体流动，垃圾燃烧充分、迅速。垃圾的干燥、燃烧、燃尽的全过程均在炉排上进行，垃圾层均匀，燃烧稳定。炉温及余热锅炉蒸发量变化很小，处理效率高，适合处理城市生活垃圾。
回转窑式焚烧炉。窑身为倾斜布置、低速回转的圆筒。垃圾从高端送入，在筒内翻转燃烧，从低端排出。其特点是可焚烧多种不同性能的垃圾，并能长时间连续运行。但设备的封闭性要求高，处理量不大，成本较高，对发热量较低，含水量较高的垃圾焚烧还存在一些问题。主要用于焚烧医疗垃圾及有毒有害的危险性垃圾。
流化床式焚烧炉。其特点是垃圾从流化床的上部或侧面随流化载体进入炉内，产生剧烈的翻腾和循环流动。垃圾在炉内悬浮燃烧与空气充分接触。燃烧效率高，垃圾的干燥、着火、燃烧几乎同时进行，易于自动化控制，实现连续作业。为使炉内垃圾处于流态化，要求垃圾颗粒差异要小。有粘性的污泥或厨渣等不宜使用此法。近年来，日本开发了新型流化床焚烧炉．对进炉垃圾的预处理要求大大降低。采用曲折炉壁与炉底配合．在炉内流化区形成双回旋气流．提高近壁面流化强度．卷吸飞扬物。这种焚烧炉燃料适应性广，可焚烧高水分、低热值、高灰分的垃圾，适合我国城市垃圾的焚烧处理。
近年来，我国也研发了一批适合国情垃圾处理技术及设施。如杭州锦江集团与浙江大学、中国科学院合作研究开发成功“异重循环流化床垃圾焚烧发电新技术”并不断完善和创新，先后兴建了7家循环式流化床垃圾焚烧发电厂，累计日处理垃圾能力达 3 900吨。发电总装机容量为96 MW。获得了可观的经济效益。走出了一条符合市场经济规律的企业化运作道路。值得提倡和大力推广。
南京开发成功垃圾制炭新技术，经过分拣、脱水、粉碎、压缩成型、高温炭化等工艺流程，将垃圾制成热值达5 000大卡的半焦式炭，可直接用于发电、制热、制蒸汽等。2o06年投产的生产线年处理垃圾 20万吨。产炭5万吨。相当于5万多吨标准煤。垃圾制炭工艺投资仅为同等规模垃圾焚烧发电工艺的 1／15，非常适合在我国推广发展。
垃圾热解气化技术是20世纪90年代后期发展起来的第三代垃圾处理技术。它可将未经分类的垃圾置于1 200 ℃以上的高温中分解转化为汽，由此产生新的热能用于发电或供热。其处理过程中很少产生二恶英等有害气体，其高温热解的残渣可作道路、堤坝的填充材料，按一定配比可作为生产环保型水泥、砖块、下水管道等建材的原料。是理想的环保型垃圾资源化处理技术。
4 城市生活垃圾资源化综合处理设想
要实现城市生活垃圾资源化处理又好又快发展．首先要合理布局和配置垃圾处理设施。通常在城郊结合部的不同方位设置多个综合性垃圾处理场，内设垃圾分类收集运输车队，垃圾分拣场，垃圾堆肥场．焚烧制能场，卫生填埋场等。运输车队将各类垃圾运到垃圾处理场，经分拣后再进行相应的处理。堆肥场也要设分拣场，要将不适合堆肥的玻璃、陶瓷、砖石、金属、电池等拣出，另行处理。理想的综合处理方法应该是适合堆肥的有机垃圾作堆肥，最好采用蚯蚓堆肥方式生产优质有机肥：热值高的有机垃圾焚烧制能，垃圾制炭及高温热解气化技术值得推广，可生产紧缺的能源。残渣可作道路、堤坝等的填充物或制作建材的原料；剩下极少无法利用的陶瓷、砖石等进行卫生填埋。以实现垃圾无害化、生态化、资源化循环利用。
参考文献（略）
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