第二章　城市固体废弃物处理与能源化利用概述

第一节　城市固体废弃物处理处置方法

一、我国城市固体废弃物处理处置现状

近30年来，我国城市生活垃圾产生量大幅增加，自1979年以来，中国的城市生活垃圾平均以每年8.98%的速度增长，少数城市如北京的增长率达15%～20%。

根据2015年中国环境状况公报显示：2015年，全国设市城市生活垃圾清运量为1.92×10⁸t；城市生活垃圾无害化处理量为1.80×10⁸t，其中，卫生填埋处理量为1.15×10⁸t，占63.9%；焚烧处理量为0.61×10⁸t，占33.9%；其他处理方式占2.2%。无害化处理率达93.7%，比2014年上升1.9个百分点。2015年，全国生活垃圾焚烧处理设施无害化处理能力为2.16×10⁵t/d，占总处理能力的32.2%。

至2012年我国有677座城市生活垃圾处理设施，其中垃圾填埋场547座，实际处理量约1.0×10⁸t/a；垃圾焚烧109座，实际处理量约2.6×10⁷t/a，垃圾堆肥厂21座，实际处理量约4.27×10⁶t/a。可见，垃圾填埋和焚烧的应用不断增长，堆肥处理的应用处于萎缩状态。垃圾焚烧具有减量多、耗时短、占地面积小等优点，可有效缓解城市生活垃圾与土地资源紧缺的矛盾。

根据我国《城市生活垃圾处理行业2014年发展综述》，2013年我国新出台一系列与生活垃圾管理有关的标准与政策：a.《垃圾发电工程建设预算项目划分导则》（DL/T 5475—2013）；b.《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485—2013）；c.《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 662—2013）；d.《垃圾填埋场用非织造土工布》（CJ/T 430—2013）；e.《生活垃圾卫生填埋处理技术规范》（GB 50869—2013）；f.《生活垃圾焚烧厂垃圾抓斗起重机技术要求》（CJ/T 432—2013）；g.《生活垃圾渗沥液检测方法》（CJ/T 428—2013）；h.《生活垃圾化学特性通用检测方法》（CJ/T 96—2013）；i.《生活垃圾收集运输技术规程》（CJJ 205—2013）；j.《垃圾填埋场用土工滤网》（CJ/T 437—2013）；k.《垃圾填埋场用土工网垫》（CJ/T 436—2013）；l.《生活垃圾土土工试验技术规程》（CJJ/T 204—2013）；m.《餐厨垃圾车》（QC/T 935—2013）；n.《车厢可卸式垃圾车》（QC/T 936—2013）；o.《烟囱设计规范》（GB 50051—2013）；p.《国务院关于印发循环经济发展战略及近期行动计划的通知》（国发〔2013〕5号）；q.《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》（国发〔2013〕30号）；r.《国务院关于加强城市基础设施建设的意见》（国发〔2013〕36号），以此来保证城市固体废弃物处理处置工作的快速发展。

二、固体废弃物填埋技术

城市生活垃圾的填埋处置就是在陆地上选择合适的天然场所或人工改造出合适的场所，把垃圾用土层覆盖起来的方法。填埋处理是从堆放和回填处理方法发展起来的一项技术。

土地填埋可以有效地隔离污染物，从而保护好环境，并能对填埋后的固体废弃物进行有效管理，这种方法在国内外应用都很普遍。其最大优点是工艺简单、成本低，能处置多种类型的固体废弃物；其致命的弱点就是场地处理和防渗施工比较难于达到要求。

填埋技术作为生活垃圾的最终处理方法，目前仍然是中国大多数城市解决生活垃圾问题的最主要方法。根据环保措施（主要有场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋气导排、渗滤水处理、虫害防治等）是否齐全、环保标准能否满足来判断，我国的生活垃圾填埋场可分为3个等级。

1.简易填埋场

这是近几十年来在我国一直沿用的填埋场，其特征是基本上没有考虑环保措施，也谈不上执行什么环保标准。目前我国相当数量的生活垃圾填埋场属于这个等级。这类填埋场也称为露天堆置场或简易堆场，它不可避免地会对周围的环境造成污染。

2.受控填埋场

这类填埋场目前在我国也占较大比例，其特征是有部分环保措施，但不齐全；或者是虽然有比较齐全的环保措施，但不能全部达标。目前的主要问题集中在场底防渗、渗滤水处理、每天覆盖等不符合卫生填埋场的技术标准。

3.卫生填埋场

发达国家普遍采用卫生填埋技术，其特征是既有完善的环保措施，又能满足环保标准。真正意义上的卫生填埋场目前在我国较少，深圳下坪固体废弃物填埋场是其代表。该填埋场于1997年10月建成投产，每日填埋生活垃圾1800～2000t，是目前国内少数几家铺设了人工合成防渗衬底的填埋场之一。

三、固体废弃物堆肥技术

利用微生物将城市生活垃圾中的有机物制成肥料的技术通常称为堆肥技术。城市生活垃圾中含有大量食品垃圾、纸制品、草木等有机物，这些有机物可以通过生物化学的方法转化为有用的产物。

堆肥过程是微生物对垃圾中的有机物实现降解的过程。如果在一定堆积状态的垃圾中含有适量的水分和有机质，则在一定的通风条件下或厌氧条件下，垃圾中的微生物会自然生长繁殖，并使有机物降解。各种微生物在生长繁殖过程中，在有氧条件下使有机物降解产生二氧化碳、水蒸气和其他物质，在厌氧条件下产生甲烷气和其他物质，并伴随着热量释放的过程，其最终产物均为富含腐殖质的有机肥料。

我国传统堆肥技术具有悠久的历史，目前我国常用的生活垃圾堆肥技术可分为两类。

1.简易高温堆肥技术

这类技术的特征是工程规模较小、机械化程度低、采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥技术一般在中小型城市应用较多。

2.机械化高温堆肥技术

这类技术的特征是：工程规模相对较大，机械化程度较高，一般采用间歇式动态好氧发酵工艺，有较齐全的环保措施，投资及运行费用均高于简易高温堆肥技术。

机械化高温堆肥技术在我国曾有辉煌时期，从20世纪80年代初期到90年代中期在北京、上海、天津、武汉、杭州、无锡、常州等城市均建有这类堆肥厂。

目前堆肥处理厂的堆肥化产品存在两个主要问题：一是产品粗糙，堆肥中常夹杂有螺壳、玻璃、瓦砾、铁屑等碎块，影响农田应用；二是其中氮、磷、钾等营养元素含量低，在单施堆肥的情况下其增产效益无法与其他肥料相比，缺乏竞争能力。

四、固体废弃物焚烧技术

以过量的空气与被处理的生活垃圾在焚烧炉内进行氧化燃烧反应，在释放出能量的同时，垃圾中的有毒有害物质在高温下氧化、热解、燃烧而被破坏。垃圾焚烧可同时实现垃圾的减量化、无害化、能源化；经过焚烧处理，一般可实现垃圾体积减小95%，并且可获得部分能量。

焚烧是一种热化学处理方法。垃圾焚烧是实现其无害化和减量化的重要途径，因而自20世纪以来不少国家采用焚烧方法处理垃圾。目前全世界已拥有2000多座现代化垃圾焚烧工厂，其中仅日本就有300多座，美国有200多座，西欧各国利用垃圾焚烧热能的工厂近200座，其中德国就有40多座。

统计表明，垃圾焚烧装置大多集中在发达国家，这一方面与国家工业科学技术水平、经济实力有关；另一方面也与垃圾的组成成分有关。

我国生活垃圾焚烧技术的研究起步于20世纪80年代中期，最早只在深圳等极少数城市采用。随着我国东南沿海地区和部分中心城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高，为城市垃圾的焚烧处理提供了物质基础，近年来已有不少城市将建设垃圾焚烧厂提到了议事日程。

五、固体废弃物处理技术比较

比较生活垃圾处理技术，应该综合分析该技术的可靠性、经济性、实用性和所能达到的减量化、无害化、资源化效果等。由于各地具体情况的差别及生活垃圾性质的差异，对生活垃圾处理技术的选择也难有统一模式，更无万全之策。表2-1是卫生填埋、焚烧和堆肥3种常用处理技术的比较。

表2-1　卫生填埋、焚烧和堆肥3种常用处理技术的比较

从表2-1可以看出，采用堆肥和填埋处理城市垃圾，具有投资较少、处理费用低、可处理各种类型垃圾、操作简便等优势。然而，填埋法有场地建设与防渗施工难度大、填埋气利用困难的难题，并且由于垃圾填埋后产生的渗滤液可能对地下水造成长期严重的、难以完全预料的污染，目前发达国家趋于减少应用此法；堆肥处理的缺点是占地多、周期长、受环境（温度、湿度）影响，直接堆肥还有肥料质量差、有机质含量低、重金属含量高，污染农作物，进入人类的食物链，进而对人类造成危害。

垃圾焚烧由于具有减容减量程度高、可同时获得能源等优势，已处于垃圾处理技术的中心地位，目前在国内外得到越来越多的应用。工业发达的欧洲和美国、日本等地区和国家，城市垃圾经焚烧处理的比例高达50%～70%，部分国家甚至超过90%。

由于历史、经济发展水平等各方面的原因，垃圾填埋处理仍是目前我国主要的城市垃圾处理处置手段（图2-1），堆肥占到了垃圾处理处置方法的19%，焚烧法的应用正在逐渐推广。值得注意的是，由于填埋气是填埋场二次污染的主要来源之一，而填埋气本身具有较高的能量密度，对填埋气进行收集、能源化利用作为消除填埋场二次污染的手段得到充分的重视。

图2-1　2014年我国主要城市垃圾处理处置方法构成