第二章　城市固體廢棄物處理與能源化利用概述

第一節　城市固體廢棄物處理處置方法

一、我國城市固體廢棄物處理處置現狀

近30年來，我國城市生活垃圾產生量大幅增加，自1979年以來，中國的城市生活垃圾平均以每年8.98%的速度增長，少數城市如北京的增長率達15%～20%。

根據2015年中國環境狀況公報顯示：2015年，全國設市城市生活垃圾清運量為1.92×10⁸t；城市生活垃圾無害化處理量為1.80×10⁸t，其中，衛生填埋處理量為1.15×10⁸t，占63.9%；焚燒處理量為0.61×10⁸t，占33.9%；其他處理方式占2.2%。無害化處理率達93.7%，比2014年上升1.9個百分點。2015年，全國生活垃圾焚燒處理設施無害化處理能力為2.16×10⁵t/d，占總處理能力的32.2%。

至2012年我國有677座城市生活垃圾處理設施，其中垃圾填埋場547座，實際處理量約1.0×10⁸t/a；垃圾焚燒109座，實際處理量約2.6×10⁷t/a，垃圾堆肥廠21座，實際處理量約4.27×10⁶t/a。可見，垃圾填埋和焚燒的應用不斷增長，堆肥處理的應用處于萎縮狀態。垃圾焚燒具有減量多、耗時短、占地面積小等優點，可有效緩解城市生活垃圾與土地資源緊缺的矛盾。

根據我國《城市生活垃圾處理行業2014年發展綜述》，2013年我國新出臺一系列與生活垃圾管理有關的標準與政策：a.《垃圾發電工程建設預算項目劃分導則》（DL/T 5475—2013）；b.《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》（GB 30485—2013）；c.《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》（HJ 662—2013）；d.《垃圾填埋場用非織造土工布》（CJ/T 430—2013）；e.《生活垃圾衛生填埋處理技術規范》（GB 50869—2013）；f.《生活垃圾焚燒廠垃圾抓斗起重機技術要求》（CJ/T 432—2013）；g.《生活垃圾滲瀝液檢測方法》（CJ/T 428—2013）；h.《生活垃圾化學特性通用檢測方法》（CJ/T 96—2013）；i.《生活垃圾收集運輸技術規程》（CJJ 205—2013）；j.《垃圾填埋場用土工濾網》（CJ/T 437—2013）；k.《垃圾填埋場用土工網墊》（CJ/T 436—2013）；l.《生活垃圾土土工試驗技術規程》（CJJ/T 204—2013）；m.《餐廚垃圾車》（QC/T 935—2013）；n.《車廂可卸式垃圾車》（QC/T 936—2013）；o.《煙囪設計規范》（GB 50051—2013）；p.《國務院關于印發循環經濟發展戰略及近期行動計劃的通知》（國發〔2013〕5號）；q.《國務院關于加快發展節能環保產業的意見》（國發〔2013〕30號）；r.《國務院關于加強城市基礎設施建設的意見》（國發〔2013〕36號），以此來保證城市固體廢棄物處理處置工作的快速發展。

二、固體廢棄物填埋技術

城市生活垃圾的填埋處置就是在陸地上選擇合適的天然場所或人工改造出合適的場所，把垃圾用土層覆蓋起來的方法。填埋處理是從堆放和回填處理方法發展起來的一項技術。

土地填埋可以有效地隔離污染物，從而保護好環境，并能對填埋后的固體廢棄物進行有效管理，這種方法在國內外應用都很普遍。其最大優點是工藝簡單、成本低，能處置多種類型的固體廢棄物；其致命的弱點就是場地處理和防滲施工比較難于達到要求。

填埋技術作為生活垃圾的最終處理方法，目前仍然是中國大多數城市解決生活垃圾問題的最主要方法。根據環保措施（主要有場底防滲、分層壓實、每天覆蓋、填埋氣導排、滲濾水處理、蟲害防治等）是否齊全、環保標準能否滿足來判斷，我國的生活垃圾填埋場可分為3個等級。

1.簡易填埋場

這是近幾十年來在我國一直沿用的填埋場，其特征是基本上沒有考慮環保措施，也談不上執行什么環保標準。目前我國相當數量的生活垃圾填埋場屬于這個等級。這類填埋場也稱為露天堆置場或簡易堆場，它不可避免地會對周圍的環境造成污染。

2.受控填埋場

這類填埋場目前在我國也占較大比例，其特征是有部分環保措施，但不齊全；或者是雖然有比較齊全的環保措施，但不能全部達標。目前的主要問題集中在場底防滲、滲濾水處理、每天覆蓋等不符合衛生填埋場的技術標準。

3.衛生填埋場

發達國家普遍采用衛生填埋技術，其特征是既有完善的環保措施，又能滿足環保標準。真正意義上的衛生填埋場目前在我國較少，深圳下坪固體廢棄物填埋場是其代表。該填埋場于1997年10月建成投產，每日填埋生活垃圾1800～2000t，是目前國內少數幾家鋪設了人工合成防滲襯底的填埋場之一。

三、固體廢棄物堆肥技術

利用微生物將城市生活垃圾中的有機物制成肥料的技術通常稱為堆肥技術。城市生活垃圾中含有大量食品垃圾、紙制品、草木等有機物，這些有機物可以通過生物化學的方法轉化為有用的產物。

堆肥過程是微生物對垃圾中的有機物實現降解的過程。如果在一定堆積狀態的垃圾中含有適量的水分和有機質，則在一定的通風條件下或厭氧條件下，垃圾中的微生物會自然生長繁殖，并使有機物降解。各種微生物在生長繁殖過程中，在有氧條件下使有機物降解產生二氧化碳、水蒸氣和其他物質，在厭氧條件下產生甲烷氣和其他物質，并伴隨著熱量釋放的過程，其最終產物均為富含腐殖質的有機肥料。

我國傳統堆肥技術具有悠久的歷史，目前我國常用的生活垃圾堆肥技術可分為兩類。

1.簡易高溫堆肥技術

這類技術的特征是工程規模較小、機械化程度低、采用靜態發酵工藝、環保措施不齊全、投資及運行費用均較低。簡易高溫堆肥技術一般在中小型城市應用較多。

2.機械化高溫堆肥技術

這類技術的特征是：工程規模相對較大，機械化程度較高，一般采用間歇式動態好氧發酵工藝，有較齊全的環保措施，投資及運行費用均高于簡易高溫堆肥技術。

機械化高溫堆肥技術在我國曾有輝煌時期，從20世紀80年代初期到90年代中期在北京、上海、天津、武漢、杭州、無錫、常州等城市均建有這類堆肥廠。

目前堆肥處理廠的堆肥化產品存在兩個主要問題：一是產品粗糙，堆肥中常夾雜有螺殼、玻璃、瓦礫、鐵屑等碎塊，影響農田應用；二是其中氮、磷、鉀等營養元素含量低，在單施堆肥的情況下其增產效益無法與其他肥料相比，缺乏競爭能力。

四、固體廢棄物焚燒技術

以過量的空氣與被處理的生活垃圾在焚燒爐內進行氧化燃燒反應，在釋放出能量的同時，垃圾中的有毒有害物質在高溫下氧化、熱解、燃燒而被破壞。垃圾焚燒可同時實現垃圾的減量化、無害化、能源化；經過焚燒處理，一般可實現垃圾體積減小95%，并且可獲得部分能量。

焚燒是一種熱化學處理方法。垃圾焚燒是實現其無害化和減量化的重要途徑，因而自20世紀以來不少國家采用焚燒方法處理垃圾。目前全世界已擁有2000多座現代化垃圾焚燒工廠，其中僅日本就有300多座，美國有200多座，西歐各國利用垃圾焚燒熱能的工廠近200座，其中德國就有40多座。

統計表明，垃圾焚燒裝置大多集中在發達國家，這一方面與國家工業科學技術水平、經濟實力有關；另一方面也與垃圾的組成成分有關。

我國生活垃圾焚燒技術的研究起步于20世紀80年代中期，最早只在深圳等極少數城市采用。隨著我國東南沿海地區和部分中心城市的經濟發展和生活垃圾低位熱值的提高，為城市垃圾的焚燒處理提供了物質基礎，近年來已有不少城市將建設垃圾焚燒廠提到了議事日程。

五、固體廢棄物處理技術比較

比較生活垃圾處理技術，應該綜合分析該技術的可靠性、經濟性、實用性和所能達到的減量化、無害化、資源化效果等。由于各地具體情況的差別及生活垃圾性質的差異，對生活垃圾處理技術的選擇也難有統一模式，更無萬全之策。表2-1是衛生填埋、焚燒和堆肥3種常用處理技術的比較。

表2-1　衛生填埋、焚燒和堆肥3種常用處理技術的比較

從表2-1可以看出，采用堆肥和填埋處理城市垃圾，具有投資較少、處理費用低、可處理各種類型垃圾、操作簡便等優勢。然而，填埋法有場地建設與防滲施工難度大、填埋氣利用困難的難題，并且由于垃圾填埋后產生的滲濾液可能對地下水造成長期嚴重的、難以完全預料的污染，目前發達國家趨于減少應用此法；堆肥處理的缺點是占地多、周期長、受環境（溫度、濕度）影響，直接堆肥還有肥料質量差、有機質含量低、重金屬含量高，污染農作物，進入人類的食物鏈，進而對人類造成危害。

垃圾焚燒由于具有減容減量程度高、可同時獲得能源等優勢，已處于垃圾處理技術的中心地位，目前在國內外得到越來越多的應用。工業發達的歐洲和美國、日本等地區和國家，城市垃圾經焚燒處理的比例高達50%～70%，部分國家甚至超過90%。

由于歷史、經濟發展水平等各方面的原因，垃圾填埋處理仍是目前我國主要的城市垃圾處理處置手段（圖2-1），堆肥占到了垃圾處理處置方法的19%，焚燒法的應用正在逐漸推廣。值得注意的是，由于填埋氣是填埋場二次污染的主要來源之一，而填埋氣本身具有較高的能量密度，對填埋氣進行收集、能源化利用作為消除填埋場二次污染的手段得到充分的重視。

圖2-1　2014年我國主要城市垃圾處理處置方法構成