环境污染与防治 网络版 第5期 2007年5月
中国城市垃圾资源化处理现状与展望
杜 霞1 李璧玉 朱金花
（云南师范大学化学化工学院，云南 昆明 650092）
摘要 随着中国经济快速发展和城市化进程加快，城市生活垃圾问题日益凸现。从城市垃圾成分、分类收集、焚烧、堆肥几方面分析、比较了国内外城市生活垃圾的处理状况，并着重分析了中国城市生活垃圾在资源化处理上存在的问题。最后，提出提高中国城市生活垃圾资源化水平的建议。
关键词 城市垃圾 资源化 分类收集 焚烧 堆肥 综合处理 Status and countmeasure of municipal waste resource utilization and treatment technic Du Xia, Li Biyu, Zhu Jinhua.（College of Chemistry and Chemistry Engineering，Yunnan Normal University，Kunming Yunnan 650092）
Abstract: With the fast development of economy and urbanization in China，the problem of the municipal waste has emerged increasingly. This thesis analyzed and compared the disposal status of urban domestic garbage at home and aboard on the aspects of the composition ，classification and collection，incineration and composting of urban domestic garbage. Some important analysis was also made on the problems in the resource treatment and utilization of China as well as the measures to be taken for the
problems aforementioned. Finally，some suggestions were set forth on the measures to improve the resource utilization level of garbage based on the current utilization of urban domestic garbage in China。
Keywords: Municipal waste Resource utilization Classification and collection Incineration Composting Synthesized disposal
随着经济的发展、人口的不断增多以及人民生活水平的日益提高，城市垃圾的产生量也日渐增多。在当今世界，大量的垃圾已成为城市中一个长期存在的污染源。垃圾对环境的污染已经成为日益严重的问题。据报道我国目前城市年产垃圾量约1亿3千万ｔ，并以7%～9%年递增速度增加。如此大量的城市生活垃圾得不到有效的处理，将对城市生态环境及周边的水体、大气、土壤等造成严重的污染，而且造成垃圾中大量有用资源浪费。人们已逐步认识到垃圾是放错了地方的可利用“财富”，因此城市生活垃圾减量化、资源化、无害化处理已愈来愈受到政府与公众的重视。 1 城市垃圾处理及资源化技术发展现状
面对全球各国城市生活垃圾的迅猛增长，各国均努力探索其处理新工艺、新方式，发达国家如日本、美国、德国等已较早提出并实施在垃圾分类回收的基础上进行综合处理，实现垃圾的\减量化、无害化、资源化\，并建立起相对完善的分类回收处理系统。我国城市垃圾处理由于起步较晚，基础设施较差及受种种客观因素的影响，目前主要以卫生填埋为主。
纵观全球和我国的城市生活垃圾处理技术现状，目前主要有填埋、焚烧、堆肥、综合处理，其中综合处理是目前城市生活垃圾处理中较为先进可行的技术。
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第一作者：杜霞，女，1960年生，工程师，主要从事化学化工实验教学与管理。
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1.1 城市垃圾分类收集发展现状
分类收集方式的实施是城市生活垃圾处理体系中的一个关键环节，是城市生活垃圾处理发展过程中的一个重要步骤。通过分类收集，可有效地实现废物的重新利用和最大程度的废品回收，为卫生填埋、堆肥、焚烧发电、资源综合利用等先进的垃圾处理方式的应用奠定了基础，为垃圾处理实现减量化、资源化、无害化目标创造良好条件[1]。 1.1.1 国外完善的城市生活垃圾分类收集系统
发达国家从20世纪60年代起因资源紧张和环境恶化开始重视和研究垃圾分类收集问题，并于70年代逐步开始实施垃圾分类收集[2]。“厨房是分选工厂，双手是分拣机器”的分类收集方法简单易行，被众多国家采用。瑞典、日本、美国、英国、法国、德国、瑞士、苏联等国家都先后实施这一分类收集方式。国外的垃圾分类收集水平较高，也比较细致。 这主要与国外发达的经济水平、人们较高的文化素养以及政府的大量资金投入、相应政策的制定、配套设施的建设等相关。 1.1.2 我国城市垃圾分类收集状况
近年来垃圾分类收集问题已日益得到重视。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《中国21世纪议程》中都明确提出城市垃圾应逐步做到分类收集。我国对垃圾分类收集利用一直很重视[3]。在20世纪50年代起，我国各地就成立了物资回收公司，家庭废弃物中的有用物资在进入垃圾桶之前就被有偿回收。当前各地均设有系统的废旧物资回收公司和收购网点，从居民手中回收那些准备抛弃，但又有一定再生利用价值的垃圾[4]。北京、上海、广州、南京、杭州等城市已开展垃圾分类收集试点工作。据统计从1954年到1998年，全国累计回收各类废品近7亿t，价值5 000多亿元，其中回收利用废钢铁5亿多t，废杂有色金属599.41万t，造纸原料5 560万t，轻化工原料近1 450万t，废塑料400多万t，废橡胶530多万t，废玻璃420万t。相当于为国家节约铁矿石21亿t，节约标准煤5亿多t，节约木材1.6 亿m3，减少垃圾处理量14亿t[5]。这对缓解我国资源短缺，保持资源永续，减轻环境污染和提高经济效益起到了积极的作用。
从目前垃圾分类收集现状看，这些进行分类收集的城市均属于经济水平和人们文化素质较高的大城市，一些中小城市还没有从本质上认识到垃圾分类收集的重要性。此外，绝大多数家庭及工厂仍实行垃圾的混装。究其原因，有以下几点：首先人们没有认识到垃圾分类的重要性；其次物品的包装上欠缺分类标志；再次缺少相应的惩罚措施。除此之外，还有一些因素也制约着我国垃圾分类收集工作的开展，主要有：分类收集和回收利用(处理)的设施建设不配套。如已经施行废电池分类收集，但废电池的分类处理设施尚有待落实。这就给废电池的下一步分类收集和回收利用带来了困难；二是即使分类后，运输时又出现混装现象；三是缺乏必要的经济手段[6]。
由此可见，国外的城市垃圾分类收集措施较我国完善，因而政府应加大力度，制定出
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适合我国国情的垃圾分类收集制度，为我国城市生活垃圾的资源化利用奠定基础。 1.2 城市垃圾焚烧处理发展现状
垃圾焚烧处理是目前国外应用最普遍的垃圾处理方法，此方法的最大优点是垃圾资源化和减量化处理程度高。垃圾焚烧厂建立在城市周围，运送垃圾方便，并且可以向城市提供电能或热能，产生很好的经济效益。垃圾焚烧发电已成为发达国家处理生活垃圾的主要途径和电力行业的重要组成部分。应用计算机控制使焚烧炉运行在最佳运行工况，并且有先进的尾气处理设备和严格的排放监测手段，使得垃圾焚烧对大气造成的二次污染降到最低点。我国垃圾焚烧设备的设计、生产和应用的水平和规模与发达国家的差距还很大。因此对我国来说，了解垃圾焚烧炉燃烧技术及设备的发展趋势，进而学习和掌握先进的垃圾焚烧炉设计和制造技术显得非常迫切和重要。 1.2.1 国外城市垃圾焚烧处理现状
1870年世界上第一台垃圾焚烧炉在英国投入运行，但因当时垃圾的水分与灰分很大，热值很低，因此该焚烧炉的运行状况不良，不久即停止运行。1895年德国汉堡建成了世界上首座固体废弃物发电厂。1905年美国纽约建成了第一座城市垃圾和煤混烧的发电厂。目前，美国已有1 500余台焚烧设备，最大的垃圾发电厂日处理垃圾4 000 t，发电容量65 MW，占垃圾处理量的17%。德国目前已有50余座从垃圾中提取能源的装置及十多家垃圾发电厂[7]，并且用于热电联产，有效地对城市进行供暖或提供工业用气。法国共有300余台垃圾焚烧炉，可处理40 %的城市垃圾。此外，日本、意大利等均建造了上百座垃圾焚烧厂，目前日本垃圾焚烧处理量可高达75%。可见，焚烧处理方法在国外应用广泛[8]。国外已投入运行的垃圾锅炉型式较多，按燃烧方式可分为炉排炉、流化床焚烧炉和控制空气燃烧炉3种。 1.2.2 我国城市垃圾焚烧处理状况
我国在垃圾焚烧方面虽然已经取得不少进步，但仍处于摸索与研究的阶段。深圳市于1985年从日本三菱重工业公司成套引进两台处理能力为150 t/d的垃圾焚烧炉，1988年6月试生产成功，同年11月1日正式投产，成为我国第一座现代化垃圾焚烧厂[9]。此后，珠海、北海、上海、广州、厦门、北京、沈阳、宁波、温州等地都开始了焚烧厂建设或筹建，到目前为止，珠海、宁波、深圳龙岗、绍兴、上海浦东、温州、哈尔滨等地垃圾焚烧厂建成并投入使用，其他一些城市还在建设或筹建中[10]。昆明城市垃圾焚烧发电厂将于2007年建成并投入使用，预计建成后可日处理垃圾1 000 t，按照每吨垃圾焚烧后产电500 kWh计，每天可以发电50万kWh，一年发电1.8亿kWh。但从目前的情况看，大多数情况并不理想，由于缺乏足够的经验，焚烧技术、烟气处理技术的引进不能同步，投资较高，一直未能有实质性的进展。有些地方由于难于寻找合适的垃圾填埋厂以及受资金方面的约束，只注重把垃圾烧掉，没有考虑好如何烧好、烧透以及保护环境与利用能源。尽管如此，由于近几
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年的不断探索，垃圾焚烧技术已经取得不少进步。目前，国内在役和在建的大型现代化生活垃圾焚烧炉的共同特点是燃烧设备(炉排甚至燃烧室部分)均由国外引进。致使一方面投资巨大，另一方面，由于国内外生活水平的差异，我国城市生活垃圾的成分与国外垃圾相差较大，且其热值较低、变化范围较大，因此，在实际运行中出现了一些问题，如深圳市市政环卫综合处理厂的垃圾焚烧炉的实际焚烧效果并不理想。而且国内有关单位仅对垃圾处理量较小的垃圾焚烧技术进行了研究，并开发了一些小型生活垃圾焚烧炉(其中部分焚烧炉无法实现垃圾焚烧的资源化利用)，而对于我国城市生活垃圾的燃烧机理及适合我国国情的焚烧炉还有待进一步研究。
虽然我国的垃圾焚烧厂还比较少，但由于技术开发的起点不同和经济投入的差异，实际效果也有较大不同。国内垃圾焚烧炉主要有以下几类：(1)引进国外炉型，深圳垃圾焚烧厂是其中的代表；(2)参照国外先进工艺，自制较完善焚烧炉，北京昌平垃圾处理厂和常州垃圾处理厂就是其中的代表；(3)国内自制的简单焚烧炉，四川乐山焚烧炉为其中的代表[11]。
此外，还有一些科研院所在研究流化床焚烧炉，但价格较贵，也不适合直接焚烧未分类、灰分高的垃圾。总的说来，我国的垃圾焚烧处理设备种类各异，技术参差不齐，与国外有较大的差距。城市应根据经济水平和技术要求采用不同的焚烧炉[12]。一般说来，经济发达城市宜采用技术水平高的引进焚烧炉，中小城市或大城市的郊区宜采用价格性能比相对较高的国产焚烧炉。由于国内外城市生活垃圾的成分不同，以及对垃圾的分类收集的进程不同，使得他们在垃圾的焚烧处理方面有一些差别。因此，我国与国外垃圾成分相似的地区，应借鉴国外的焚烧技术；不同的地区，要因地制宜，研究出适合本地区发展的焚烧处理方法。诚然，政府一定要给予大量的资金支持。此外，北京、上海、广州以及沿海地区的一些经济水平高，基础设施比较完善，人们的生活水平高，产生的垃圾热值高，但却属于土地资源紧缺的城市，焚烧技术将能很好的解决其垃圾问题，并将成为这些城市中的生活垃圾处理的主导技术。 1.3 城市垃圾堆肥处理发展现状
将生活垃圾进行堆肥处理，是利用微生物的活动将垃圾中的易腐有机物质分解，转变为富含有机质和含有一定量氮、磷、钾等营养元素和微量元素的有机质肥料，使垃圾实现从自然界来又回归自然界的良性循环。垃圾堆肥作为生活垃圾处理的一项重要手段，其特点是无害化程度较高、减量化效果较为明显、可以最大限度地实现生活垃圾处理的资源化。 1.3.1 国外城市垃圾堆肥发展状况
近几年来，欧美发达国家把垃圾堆肥看作为可降解的有机物的再生利用。垃圾的再生利用是垃圾减量和垃圾资源化的最佳途径。以美国为例，由于禁止庭院垃圾填埋处置条例的实施，庭院垃圾堆肥处理厂发展很快，1996年全国庭院垃圾堆肥处理场达到3 400 座，比1988 年增长了4倍以上[13]。由于欧洲推行“填埋税”，使得垃圾填埋处理的费用明显提高，
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加之限制进入填埋场的有机物含量的填埋标准的实施等因素的影响，欧洲大陆大型垃圾堆肥场从1990年的87座增加到1996年的684座；英国的垃圾堆肥场也从1990年的4座增加到1996年的57座；至1999年德国550家堆肥设施年处理垃圾约650万t，50家厌氧发酵设施年处理垃圾约100万t，27家机械生物处理设施年处理垃圾约160万t[14]。可见，堆肥处理已得到广泛应用。
国外用于垃圾堆肥的垃圾主要是分类后的有机垃圾、庭院园林垃圾等可堆腐物，只有部分国家采用混合垃圾堆肥。国外用于城市生活垃圾的堆肥系统有许多种。按生物发酵的方式分为厌氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所处的状态可分为静态堆肥和动态堆肥；按发酵设备形式可分为封闭式堆肥和敞开式堆肥；按垃圾物料流动形式可分为间歇式堆肥和连续式堆肥[15]。从总体上看，国外的堆肥技术和堆肥方法都比较先进，且在运行中取得的效果也比较好。
1.3.2 我国城市垃圾堆肥状况
进入20世纪80年代后，我国的城市垃圾问题日益突出，城市垃圾的堆肥化处理技术逐渐引起有关政府部门的重视。在国家“六五”、“七五”、“八五”科技攻关计划中，均设立了有关堆肥化技术和专用设备的研究和开发课题[13]。从20世纪90年代初，我国开始着手发展机械化连续堆肥生产技术，并在上海、无锡、杭州等地陆续建立了一批城市垃圾的机械化连续堆肥设施[14]。从我国目前运行的机械化堆肥设施来看，大致可分为以下几种[16]：(1)间歇动态好氧处理工艺，典型的是常州市环境卫生综合厂；(2)达诺滚筒工艺，典型的是石家庄垃圾堆肥处理工程；(3)隧道窑式堆肥工艺，典型的是北京南宫堆肥厂；(4)机械和人工分选，条形堆肥，大庆美商的处理工艺就属于这一种；(5)静态仓式堆肥发酵，是目前国内采用最多的工艺。
无论从环境保护，还是从资源循环利用角度，厨余类有机物处理的最佳方式就是使其转化为稳定的有机质，使其来源于自然再回归于自然。从这个意义上说，我国城市生活垃圾堆肥处理有很大的发展需求和潜力[15，17]。但是，随着生活水平的提高和生活方式的多样化，城市垃圾的成分日趋复杂，要得到理想的堆肥产品，除了需要传统的发酵过程外，必须设置复杂的分选、破碎过程，从而大大增加了堆肥处理费用[18]。同时，由于城市垃圾中大量杂质和有毒有害化学成分的混入，使得堆肥产品作为肥料或土壤改良剂的价值大大降低，不妥当的处理还可能带来对土壤的污染和农作物的危害。我国城市垃圾堆肥处理技术存在的问题主要集中在以下3 个方面：(1)堆肥用的原料的分类收集与分选问题。由于我国尚未实施城市的分类收集，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；(2)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；(3)堆肥产品受市场制约较大，堆肥产品的经济服务半径较小。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，其销售也面临一般化肥和复合肥的竞争。
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