郭 浩
(遼寧省大連生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,遼寧 大連 116023)
隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和人民生活水平的提高,城市化進(jìn)程也在不斷加快,伴隨而來(lái)的便是日益惡化的環(huán)境問(wèn)題,特別是生活垃圾的處理問(wèn)題。目前,我國(guó)的城市生活垃圾產(chǎn)生量仍在以每年8%~10%的速度增長(zhǎng)[1],而無(wú)害化處理能力卻明顯不足,處理率僅為63.5%[2],大量的生活垃圾運(yùn)到城郊裸露堆放,侵占土地面積多達(dá)5×108m2[3]。截至2012年,全國(guó)657個(gè)設(shè)市城市生活垃圾清運(yùn)量1.7億t,有各類生活垃圾處理設(shè)施701座,處理能力為44.6萬(wàn)t/a,在701座城市生活垃圾處理設(shè)施中,填埋場(chǎng)有540座,處理能力為31.0萬(wàn)t/a,實(shí)際處理量為1.05億t/a;城市生活垃圾焚燒廠有138座,處理能力為12.3萬(wàn)t/a,實(shí)際處理量為3584萬(wàn)t/a;城市生活垃圾堆肥廠 (含綜合處理廠)有23座,處理能力為1.27萬(wàn)t/a,實(shí)際處理量為393萬(wàn)t/a[4]。
目前,我國(guó)的生活垃圾處理技術(shù)主要有填埋、堆肥、焚燒和堆放簡(jiǎn)易處理4種,所占比例分別為61.4%、2.3%、21.1%和15.2%。見(jiàn)圖1。
圖1 生活垃圾處理方法占比示意圖
我國(guó)的填埋技術(shù)大致分為兩種:衛(wèi)生填埋和非衛(wèi)生填埋。衛(wèi)生填埋是既有完善的環(huán)保措施,又能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的填埋技術(shù);非衛(wèi)生填埋是有一些環(huán)保措施,但不完善,或者是沒(méi)有達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的填埋技術(shù)。這兩種填埋方法都存在著一定的環(huán)境安全隱患,如垃圾滲濾液對(duì)土壤和地下水的威脅[5]。一些地方的垃圾滲濾液的COD高達(dá)十幾萬(wàn)[6],滲入地下水中后致使地下水中的硝酸鹽、氨氮、細(xì)菌總數(shù)等項(xiàng)目均超標(biāo),有的項(xiàng)目甚至超標(biāo)數(shù)百倍[7]。
堆肥技術(shù)是在有控制的條件下,利用自然界的微生物來(lái)降解垃圾中有機(jī)質(zhì),使其變?yōu)榉€(wěn)定的腐殖質(zhì),可作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等行業(yè)的有機(jī)肥料或土壤改良劑。雖然我國(guó)具有傳統(tǒng)堆肥技術(shù)的悠久歷史,但由于我國(guó)垃圾未進(jìn)行有效的分類,使堆肥產(chǎn)品質(zhì)量不高,處理率嚴(yán)重跟不上垃圾產(chǎn)生率等原因,目前利用堆肥法處理垃圾所占比例呈逐漸下降趨勢(shì)。堆肥技術(shù)也存在著環(huán)境問(wèn)題,堆肥期間產(chǎn)生的氨氣、硫化氫、甲烷等氣體會(huì)污染周邊的環(huán)境空氣,嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)火災(zāi)、爆炸等災(zāi)害性事故[8]。
焚燒技術(shù)是在大約800~1000℃的高溫條件下,將生活垃圾中的可燃組分經(jīng)過(guò)燃燒,釋放出能量,產(chǎn)生高溫氣體和少量性質(zhì)穩(wěn)定的固體殘?jiān)8邷貧怏w可用作發(fā)電或者熱能回收利用,性質(zhì)穩(wěn)定的殘?jiān)芍苯舆M(jìn)行衛(wèi)生填埋。由于焚燒技術(shù)處理量大、速度快、占地小而且能夠?qū)崿F(xiàn)減量化、無(wú)害化、資源化的目標(biāo)[9]。目前已經(jīng)被東南一些沿海城市廣泛采用[10],并且所占比例呈上升趨勢(shì)。但是在我國(guó),利用焚燒技術(shù)處理垃圾還存在一些限制,比如垃圾焚燒的最低熱值應(yīng)在3360kJ/kg以上[11],如果熱值過(guò)低,需要添加燃料輔助燃燒,造成運(yùn)行成本提高。我國(guó)的垃圾分類回收并不理想,很多生活垃圾混合收集,成份也比較復(fù)雜,熱值也較低。再者焚燒技術(shù)投資和設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)相對(duì)昂貴,一些經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)的地區(qū)難以承受,這也是焚燒技術(shù)在沿海一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市應(yīng)用比較多的原因。三是焚燒垃圾產(chǎn)生的二惡英,因其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、半衰期長(zhǎng),僅需暴露一次就可長(zhǎng)期留存體內(nèi),長(zhǎng)期接觸可造成體內(nèi)蓄積,對(duì)人體健康具有極大危害[12]。
由于垃圾的產(chǎn)生量大而處理能力不足,一些地方和城市的生活垃圾不能及時(shí)有效處理,其中一部分堆放到城鄉(xiāng)結(jié)合部,占用了大量的土地資源。目前全國(guó)大約有200座城市處在垃圾的包圍之中[13]。垃圾中的有害成份析出后又滲入到土壤中或地下水中,對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的危害[14]。
我國(guó)城市生活垃圾處理技術(shù)的發(fā)展受到垃圾自身成分、處理技術(shù)、公眾意識(shí)等諸多因素的制約,處理能力也和城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度有關(guān)系,因此要想實(shí)現(xiàn) “三化”目標(biāo),就必須針對(duì)不同城市發(fā)展相對(duì)應(yīng)的處理技術(shù),使垃圾從 “城市的負(fù)擔(dān)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤俺鞘械亩钨Y源”。
發(fā)展高維填埋技術(shù)[15],并將生物工程應(yīng)用于填埋場(chǎng)的建設(shè),通過(guò)控制填埋場(chǎng)內(nèi)部的一些參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)填埋場(chǎng)內(nèi)部的生物反應(yīng)速度,加速降解過(guò)程和垃圾的穩(wěn)定化,可大幅度降低滲濾液濃度,提高填埋場(chǎng)的使用壽命,從而縮小填埋空間,節(jié)約土地資源,降低環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、通風(fēng)等前處理,提高垃圾的熱值,再通過(guò)熱物理傳熱技術(shù)改進(jìn)焚燒發(fā)電系統(tǒng),提高垃圾焚燒產(chǎn)電的能力。也可以使用水泥窯爐和垃圾焚燒爐聯(lián)合技術(shù)處理城市生活垃圾,該技術(shù)不需要二次添加燃料,控制煙氣溫度在850℃以上,停留時(shí)間超過(guò)2s,防止二惡英的生成[16]。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的肥料需求量很大。在廣泛使用化肥的今天,土壤的肥力越來(lái)越差,發(fā)展高效的堆肥技術(shù),如發(fā)酵倉(cāng)系統(tǒng)[17]、反應(yīng)器系統(tǒng)[18]等勢(shì)在必行。生產(chǎn)高質(zhì)量的有機(jī)肥料不僅可以改良土壤狀況,提高產(chǎn)值,同時(shí)也將城市生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)重新資源化利用起來(lái),返還給自然界。
任何一種垃圾處理技術(shù)都有各自的優(yōu)勢(shì),但由于我國(guó)城市生活垃圾成分復(fù)雜,含水率高,有機(jī)物含量大,可回收物含量少,熱值低等特性,采用單一的處理技術(shù)很難達(dá)到最佳的效果。因此堆肥、焚燒、填埋多種技術(shù)相結(jié)合的多元化處理方式將成為必然趨勢(shì)。但無(wú)論采用何種技術(shù)處理城市生活垃圾,最終都會(huì)有一定的數(shù)量殘?jiān)荒茉偬幚砘蛟倮?,或是在?dāng)時(shí)的技術(shù)條件下無(wú)法再處理或再利用,必需對(duì)其作填埋處置,所以填埋技術(shù)仍將與城市生活垃圾的處理長(zhǎng)期共存。
加大資金投資力度,建設(shè)有綜合處理能力的垃圾處理廠,減少或杜絕生活垃圾因處理能力和技術(shù)的不足而堆放到城市邊緣地帶造成土地資源的浪費(fèi)。而綜合處理就是從垃圾產(chǎn)生源頭開始進(jìn)行分類收集、回收利用和最終處理的全過(guò)程,從而使垃圾減量化、資源化和無(wú)害化,形成以回收利用為主的綜合性垃圾處理系統(tǒng)。垃圾中含有一些半成品和物質(zhì)原料,通過(guò)分類回收可重新生產(chǎn)出一些生活用品,其生產(chǎn)成本較從礦石原料中冶煉低的多,還減少了許多工序,不僅節(jié)約自然資源與經(jīng)濟(jì)開支,而且間接的處理和利用了垃圾資源,其經(jīng)濟(jì)效益非常客觀,對(duì)城市發(fā)展有著巨大的促進(jìn)作用[19]。此外,政府應(yīng)加強(qiáng)宣傳力度,使公眾認(rèn)識(shí)到垃圾分類回收利用的好處,增強(qiáng)全社會(huì)的資源意識(shí)、節(jié)約意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)制定相關(guān)法律,并在政策上予以扶持,只有這樣才能在提高廣大群眾環(huán)保素質(zhì)的同時(shí),推進(jìn)社會(huì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,使得城市的整體素質(zhì)更上一層樓。
單一的生活垃圾處理技術(shù)已經(jīng)不能滿足當(dāng)前城市發(fā)展的需要,隨著城市化進(jìn)程的加快和國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的力度加大,因地制宜的尋找最優(yōu)化的垃圾處理方式將成為必然。此外,公眾提高自身的環(huán)保意識(shí),對(duì)垃圾進(jìn)行分類,并借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),真正實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化、減量化和資源化,讓城市走上和諧、可持續(xù)發(fā)展的道路。