中国城市垃圾处理现状及对策综述

引言针对城市垃圾的迅速增长,垃圾污染问题异常尖锐的问题,本文介绍了中国城市生活垃圾的处理技术应用现状,分析了垃圾处理存在的一些问题,对目前常用的城市生活垃圾处理方法的优缺点进行对比分析,并提出了在未来一段时间里生活垃圾处理技术发展趋势.要彻底解决垃圾问题,仅靠各种处理技术是不够的,必须完善法律、法规;改进管理方法,加强环境监测;加大科技投入,提高技术装备水平;增加资金投入;加强宣传等。1中国城市生活垃圾现状随着我国国民经济高速发展，城市人口增加，人民生活水平提高，城市垃圾产生量不断增加，使我国成为世界上垃圾包袱最重的国家之一,人均每年垃圾产量440公斤,2000年、2001年我国城市生活垃圾产量分别为1.18、1.35亿吨/年,城市历年的垃圾堆存量高达66亿吨,侵占35亿多平方米的土地,已有2/3的大中城市被垃圾包围,有1/4的城市不得不把解决垃圾危机的途径延伸到乡村,尤其是城市的二次污染,导致城乡结合带区域生态环境恶化。1.1城市生活垃圾的产量在过去的21年里,中国城市生活垃圾的产量迅速增加,见图1。1986~1995年,我国城市生活垃圾产量的年平均增长速度为8.76%,1995~2006年,其年平均增长速度为3.04%。目前,我国城市生活垃圾累计存量已达6×109t,全国已有三分之二的城市被垃圾包围。2006年中国660座城市的垃圾清运量达1.484×108t,其中52.2%被无害化处理,表1是2006年中国各地区的垃圾清运量。图11986~2006年中国城市生活垃圾清运量图21986~2006年中国城市生活垃圾增长速度表12006年中国各地区垃圾清理量1.2城市生活垃圾特点1.2.1垃圾增长速度快城市生活垃圾产生量与城市的商品消费状况、经济发展和居民生活水平高低等因素密切相关.自1989年以来,城市生活垃圾平均以每年8.98%的速度增长，少数城市如北京增长率则达15%~20%，大大超过世界垃圾的平均增长速度,全国历年积存的垃圾量已达66亿t，占地5亿m2。1.2.2垃圾成分变化快城市生活垃圾的成分很复杂，受多种因素的影响,随着国民经济的发展，城市居民生活水平的提高，食品结构的变化，尤其是能源结构的变化，城市生活垃圾的构成成分也随之发生了明显的变化，总体看来,垃圾中的可燃物、有机物和可再利用物含量将明显增加，垃圾热值等表征参数也将有较大幅度的变化。由于城市居民生活习惯及食物结构的特点，加之瓜果、蔬菜、水产品等季节性强的食品消耗量大，造成垃圾产量和成分随季节规律性变化较为明显。省份产量/×104省份产量/×104省份产量/×104省份产量/×104北京538.2上海658.3湖北695.4云南218.3天津155.2江苏851.3湖南510.0西藏150.0河北678.2浙江687.7广东1648.2陕西290.0山西468.6安徽405.0广西220.6甘肃269.2内蒙古331.2福建318.4海南50.9青海59.8辽宁755.5江西274.5重庆243.9宁夏97.3吉林558.0山东963.3四川527.1新疆307.2黑龙江1006.2河南722.6贵州181.1总计14841.31.2.3垃圾含水量降低城市生活垃圾含水量普遍较高,特别是东南沿海城市,生活垃圾年平均含水量达到50%左右,其中夏季高达70%以上。随着各城市逐步推广实行垃圾袋装化,减少了雨水浸蚀,加之人们生活方式的变化,垃圾含水量将呈逐渐降低趋势。1.3城市生活垃圾的危害我国传统的垃圾消纳倾倒方式是一种不负责任的“服务于当代,遗害于子孙”的“污染物转移”方式。而现有的垃圾处理场的数量和规模远远不能适应城市垃圾增长的需求，大部分垃圾仍呈露天集中堆放状态,对环境即时和潜在的危害很大，问题日趋严重。从某种意义上说，生活垃圾对环境造成的危害可能要比废气、废水和噪音造成的危害要严重的多。1)侵占土地垃圾不加回收利用就需占地堆放，堆积量越大，占地越多。我国城市生活垃圾大多堆积在城乡结合部，历年堆放的垃圾已达60亿t，侵占了大量的土地，使得我国原本就十分突出的人地矛盾更加尖锐，并且随着城市化发展,垃圾带也逐渐向外扩展。这不仅影响了城市的美观，也破坏了城乡结合部的自然环境，严重制约了当地社会经济的发展。2)污染土壤垃圾堆置,其中的有害成分直接污染土壤,威胁人类健康;有些废物经过风化、雨淋,产生高温、毒水或其他化学反应,能杀死微生物，从而降低土壤的肥力；直接利用来自医院、肉联厂、生物制品厂的废渣作肥料施入农田，其中的病原菌、寄生虫等使土壤发生生物污染。3)污染水体垃圾随大气降水径流直接进入地表水体，或由其产生的漂尘、挥发性物质,在降水或重力作用下，也会进入水体，造成地表水污染；垃圾随渗沥水渗到土壤中，进入地下水，使地下水受到污染。4)污染空气垃圾中的有机物质经微生物的嫌气分解，释放出大量的硫化氢、甲烷等有害气体,直接污染空气;垃圾中的细小颗粒物、粉尘受到风吹日晒也会污染空气；垃圾的焚烧处理将导致二次污染。5)传播疾病垃圾、粪便中的有机物,不加处理就排入环境中,不仅易于腐败变质,散发臭气,而且是病菌、蚊蝇、老鼠的孽生地和繁殖场，可通过土壤、空气、地下水、生物等进入食物链，传播疾病，威胁人类健康。2城市生活垃圾处理现状截至2006年,全国共有419座城市生活垃圾无害化处理厂,总的处理能力为258048t/d,最大无害化处理比例可达63.5%。2006年在中国共有324个垃圾卫生填埋场、20个垃圾堆肥厂和69个垃圾焚烧厂,处理能力分别为206626t/d,9506t/d和39966t/d,其处理比例分别为80%,4%和16%，如图2所示。年垃圾处理量为8748万t。城市生活垃圾处理率已由20世纪80年代初的2%提高到现在的60.3%。从总体上讲，垃圾处理的投入与垃圾处理的需求相比明显不足，垃圾处理的水平还很低，城市生活垃圾处理还处于由堆放到处理的发展阶段。主要表现为垃圾堆放现象普遍存在，垃圾处理场的二次污染相当普遍。图22006年城市生活垃圾处理比例2.1城市生活垃圾的填埋处理目前,填埋法是城市生活垃圾最主要的无害化处理方式,约占垃圾处理量的86%以上。这主要是因作为一次性处理技术的填埋法处理费用较低,垃圾处理前基本上不需要分类,且技术、工艺操作要求较低,并可选择非耕地作场址。目前,有些城市生活垃圾成分中可燃物及有机成分含量低的情况来说,是比较经济的一种处理方法。土地填埋由于技术比较成熟,处理量大,操作管理比较简单,投资和运行费用低,适用性强,在处理消纳量方面占绝对优势，因而一直是我国绝大多数省市处理生活垃圾的首选方法和主要途径,它尤其适合于以下情况:垃圾中无机物含量高(60%)；填埋场征地较便利(如丘陵、山区)；地区(特别是场区)水文地质条件好；地区气候干旱,年蒸发量大于年降雨量。但是填埋法的缺点是占地多，污染地下水和排放有害气体。填埋1t垃圾需占地3m2，如日处理400t垃圾，一年占地约44万m2，造成渗漏液污染水资源。填埋场周围地表水及附近水溪沉积中Cr、Cd、Al、Cu、Zn、Pb、Co、Hg等含量明显升高，有的超标上百倍，在填埋场区上空Hg含量是背景值的10-15倍；产生的有害气体搜集外排困难，甚至有引发气体爆炸的危险等。垃圾中有机质含量达20%时，1t垃圾约产生甲烷100m³。若处理不当，会发生火灾、爆炸事故，我国北京、上海、重庆、广州等地几个垃圾场都发生过爆炸，有的还造成人员伤亡。同时，甲烷气还是重要的温室气体，其影响甚至超过CO2。填埋处理场中约有80%以上为简易填埋场,这些填埋场大多不能做到及时覆盖,不具备完善的垃圾渗滤液收集、排导和理设施,许多填埋场的渗滤液未能达标排放,导致圾场周围的地下水资源、土壤和大气的污染。因此,中国目前尚没有真正的卫生填埋场,垃圾渗滤液处理的技术至今也未妥善解决。2.2城市生活垃圾的堆肥处理高温堆肥法是在一定的人为控制条件下，依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，让垃圾中可降解的成分在微生物作用下转化为稳定的腐殖质，使其成为可施用作农田的土壤改良剂或肥料的生物化学过程。垃圾堆肥技术按生物发酵方式,堆肥处理可分为厌氧堆肥和好氧堆肥；按垃圾所处的状态分,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。较好的方式为动态高温堆肥,但处理成本高,我国大多数城市采用的是静态敞开式堆肥,虽处理成本低,但堆肥过程无法控制,对周围环境污染较大。垃圾堆肥可以杀死垃圾中的病原菌,有效处理垃圾中的有机物,而且还可以生产有机肥料,特别适用于以农业为主的国家。堆肥的优点是投资成本小，操作简单。但是堆肥并不能处理全部的垃圾,它只是针对垃圾中易腐的、可被微生物降解的有机物质。堆肥时,垃圾中的石块、灰渣、金属、玻璃、塑料等废弃物不能被微生物分解,必须进行分选,另行处理。另外，长期施用堆肥产品容易造成杂质在土壤表层沉积，堆肥过程中发出难闻的气味，对垃圾中的病原体杀灭不彻底，容易造成二次污染。而且堆肥受到垃圾含水量高的限制，需要添加固形物。2.3城市生活垃圾的焚烧处理焚烧法是一种高温热处理技术，其工艺过程是将城市生活垃圾作为固体燃料,投入专用垃圾焚烧炉内,在高温条件下,垃圾中的可燃成分与空气中的氧发生剧烈化学反应,放出热量,转化为高温燃烧气体和性质稳定的固态炉渣。此方法的优点：一、减容效果好。垃圾焚烧可减量80～90%,有效地解决垃圾围城现象；二、减少了土地使用面积。有效地解决城市垃圾填埋场选址的困难的问题；三、焚烧温度高。垃圾在专用锅炉内经过800℃以上高温焚烧能彻底消灭致病原体,避免了堆肥与填埋法易产生的二次污染。但由于目前我国城市生活垃圾中有机物含量还不是很高,必须添加辅助燃料才能维持燃烧,焚烧设备一次性投资大、运行费用高,而且焚烧过程中易产生大量的二恶英等致癌成分,还释放出几十种乃至上百种的金属“飞灰”和酸性气体，影响人体健康。此外，焚烧法将可再生利用资源与其它垃圾一并焚烧掉，无法实现对资源的循环再利用。目前,垃圾焚烧是一种较昂贵的垃圾处理技术,其工程投资和运行成本要明显高于卫生填埋与堆肥,这一特点阻碍了垃圾焚烧技术的推广使用。但是,根据垃圾处理的发展趋势,此项技术具有很大的应用前景。2.4城市垃圾处理管理体系存在的问题同市场脱节的计划经济管理体制，严重制约我国城市生活垃圾处理事业发展，主要表现在：l）在管理体制上政企不分，基本上完全依靠政府投入，缺乏自身活力。2）由于政府投入不力，城市垃圾处理缺乏资金来源，处理率低，处理效果差；城市垃圾收运机械及辅助生产设备陈旧，机械化作业水平低，设备不足，工人作业条件差，劳动强度高，生产效率低。3）城市垃圾收运处理技术尚处于初始发展阶段，由于缺乏资金投入，限制了垃圾收运、处理技术的发展。分析其原因，其根本在于当前我国城市生活垃圾处理管理体制和政策滞后于社会经济发展及市场经济的需要，具体为表现为以下几个方面：l）在管理机制上，我国目前的城市环境卫生体制完全是按照计划经济模式运行的，是在垃圾粪便清扫清运的基础上发展起来的，集管理职能和环卫作业为一体，政企不分，具有国有企业共有的缺点。随着环卫工作内涵的深入和外延的扩大，显得效率低、负担重，不能适应新形势的发展。2）在经费来源上，长期以来，城市环境卫生作为一项公益事业，完全由国家负担，成为政府部门的沉重包袱，缺少资金来源，完全依赖于市长是否重视，严重影响了城市环境卫生事业和资源化设施建设和运行管理，不利于城市环境卫生产业的发展。3）由于环境卫生涉及到社会的方方面面，传统的体制和政策使相关行业互相分割，缺乏统一管理和协调，影响了管理力度。由于没有有利的政策，废旧物资回收行业正处于萎缩状态，严重影响了城市生活垃圾的回收利用，不利于垃圾的资源化；由于不能有效的保障全社会采取洁净生产工艺，不利于垃圾的减量化。3我国城市生活垃圾处理对策我国城市生活垃圾的的处理应符合可持续发展战略目标，首先是尽可能避免垃圾产生，如果垃圾必须产生，产出量要最小；其次是对产生的垃圾要尽可能进行回收利用；最后的处理目标是进行有利于环境的处理。3.1法规体系建立