城市生活垃圾处理方式优劣对比

城市生活垃圾处理方式优劣对比 解决垃圾问题的目标是将垃圾减容、减量、资源化、能源化及无害化处理。 目前，通行的城市生活垃圾处理处置技术主要有焚烧、填埋、堆肥，另外 RDF 技术、厌氧生物制沼技术以及其他处理技术也在国外出现并应用于城市生活垃 圾的处理。实际上这些技术大多为焚烧、填埋、堆肥技术的延伸、配套和发展。 1. 卫生填埋法 1)简 介 卫生填埋法是指采用底层防渗，垃圾分层填埋，压实后顶层覆盖土层，使 垃圾在厌氧条件下发酵，以达到无害化的垃圾处理方法。因其方法简单、省投 资，可以处理所有种类的垃圾，所以世界各国广泛沿用这一方法。从无控制的 填埋，发展到卫生填埋，包括滤沥循环填埋、压缩垃圾填埋、破碎垃圾填埋等。 采用卫生填埋法，首先要防止从废物中挤压出的液体滤沥及雨水径流对地 下水的污染。一般规范要求回填地最低处的标高要高出地下水位 3.3m 以上，并 且回填地的下部应有不透水的岩石或粘土层。否则需另设粘土、沥青、塑料薄 膜等不透水层。其次，填埋场应设置排气口，使厌氧微生物分解过程中释放出 的甲烷等气体能及时逸出，避免发生爆炸。回填后的场地，一般在 20 年内不宜 在其上修建房屋，避免由于回填场不均匀下沉造成的结构破坏。 2)优 缺 点 比 较 优点 卫生填埋法主要有技术成熟、运行管理简单、处理量大、灵活性强、适用 范围广和投资及运行费用相对较低等优点，是目前我国城市垃圾集中处置的主 要方式。 缺点 卫生填埋法的劣势主要在于占地面积大，减容效果差，且填埋的垃圾并没 有进行无害化处理，仍残留着大量的细菌、病毒，还潜伏着沼气重金属污染等 隐患，垃圾渗漏液也有污染地下水资源的可能。近年来由于对环境保护工作的 日益重视，对防止垃圾填埋所产生的渗沥水、沼气及恶臭对水体、土壤、大气 可能造成的污染要求越来越高，以致造成填埋场场址难选，建场投资增大，运 行费用提高。目前许多发达国家已规定禁止原始垃圾直接在填埋场处理。 2. 堆肥法 1)简 介 堆肥是使垃圾、粪便中的有机物，在微生物作用下，进行生物化学反应， 最后形成一种类似腐殖质土壤的物质，可用作肥料或改良土壤。 堆肥的关键在于提供一种使微生物活跃生长的环境，以加速其致菌分解过 程，使之达到稳定。堆肥主要受废物中的养分、温度、湿度、pH 值等因素的控 制。根据堆肥原理，可分为厌氧分解与好氧分解两种。厌氧分解需在严格缺氧 条件下进行，厌氧微生物分解生长较慢，故不多用。好氧分解过程可同时产生 高温，从而杀灭病虫卵、细菌等，我国主要采用好氧分解法。 堆肥技术的工艺比较简单，适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，可对 垃圾中的部分组分进行资源利用，且处理相同质量垃圾的投资比单纯的焚烧处 理低很多。堆肥技术在欧美国家起步较早，目前已经达到工业化应用的水平。 2)优 缺 点 比 较 优点 堆肥法是一种非常环保的垃圾处理方法。投资较低，技术简单、可消除有 害病菌的传播，有机物分解后可作为肥料再利用从而达到资源的循环利用，垃 圾减量明显。 缺点 堆肥法对垃圾分类要求高、有氧分解过程中产生的臭味会污染环境，但目 前，我国生活垃圾为混合收集，杂质含量高，为保证肥料产品质量而采用复杂 的分离过程导致产品成本高，没有政府的补贴，是很难运行下去的；一般堆肥 3 / 8 厂的粗堆肥产品只能作为土壤改良剂，并不能当真正的肥料，其销路取决于堆 肥厂所在地区封条件的适宜性，并不能当真正的肥料；生活垃圾处理的连续性 和堆肥产品销售季节性之间存在的固有盾。这些因素都导致了堆肥成本过高或 质量不佳影响堆肥产品销售。 3. 焚烧法 1)简 介 焚烧法是将垃圾在高温下焚烧和熔融，得到可燃气体，可燃气体和余热被 有效地利用来发电。由于垃圾焚烧时炉内温度高达 9001100，垃圾中的 病原菌被彻底杀灭，从而达到无害化的目的。垃圾焚烧后，灰渣只占原体积的 510%，很好地做到了减量化。同时能回收热能用于生活取暖和发电，真正意 义上做到变废为宝。目前，世界上些经济发达的国家广泛采用垃圾焚烧作为 城市生活垃圾处理的主要方式。 2)优 缺 点 比 较 优点 垃圾焚烧处理的主要优点表现在： 垃圾焚烧处理后，彻底消灭了垃圾中的病原体，燃烧过程中产生的有毒有 害气体和烟尘经处理达标后排放，无害化程度高； 经过焚烧，垃圾中的可燃成分被高温分解后一般可减容 8090，减容 效果好，可节约大量填埋场占地； 垃圾被作为能源来利用，垃圾焚烧所产生的高温烟气，其热能被转变为蒸 汽，用来供热及发电； 还可回收铁磁性金属等资源，可以充分实现垃圾处理的资源化； 垃圾焚烧厂占地面积小，尾气经净化处理后污染较小，可以靠近市区建厂。 既节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对于经济发达的城市，可因地制宜，发 展以焚烧、减容为主的综合处理。 焚烧处理可全天候操作，不易受天气影响； 缺点 垃圾焚烧的缺点主要有：焚烧法投资大，占用资金周期长；焚烧对垃圾的 热值有一定要求，一般不能低于 5000kJ/kg，限制了它的应用范围。 ；焚烧过程 中产生的“二恶英”问题，对工艺技术有一定的要求。 4. 三种主要处理方式的比较 对卫生填埋、堆肥、焚烧三种处理处置方式，从技术可靠性、工程规模、 选址难易、占地面积、投资、处理成本、适用条件、管理水平等多方面进行比 较分析如表 ： 表 城市生活垃圾三种处理方式的比较 比较项目 卫生填埋 堆 肥 焚 烧 技术可靠性 可靠，属传统处理方法 较可靠，在我国各地均有实践经验 较可靠，在国外属成熟技术，但国内缺乏经验 工程规模 工程规模一般很大 静态间歇式堆肥厂一般 规模 100200 吨/天， 动态连续式可达 300500 吨/天 单台焚烧炉常用规格为 150500 吨/天 选址难易 困难，特别在市区极 为困难。要考虑地形、 地质条件，防止地表 水、地下水污染，远 离市区，运输距离远。 较易，仅需避开居民密 集区，气味影响半径小 于 200m，运输距离适 中。 可靠近市区建设，运输 距离较近，但是近年来， 选址问题越来越敏感 占地面积 一般为 7001000 m 2/t 中等，一般为 110150 m2/t 较小，一般为 60100 m2/t 投资 (万元/吨) 1827(单层合成衬底， 压实机进口) 2536(制有机复混肥， 国产化率 60%) 5070(余热发电上网， 国产化率 50%) 处理成本(元/吨) 3555 5080 90160 操作安全性 较好 好 好 无机物60% 含水量30%适用条件 密度0.5 t/d 从无害化角度，垃圾中 可生物降解有机物 10%，从肥效出发应 40% 垃圾低位热值 3300KJ/Kg 时不需添 加辅助燃料。 管理水平 一般 较高 很高 产品市场 沼气可作发电、取暖 堆肥产品单一且不稳定，市场有一定困难 热能利用发电，但需得到政府的支持 最终处置 本身是一种最终处置技术 非堆肥物需作填埋处理，为初始量的 2025% 仅残渣需作填埋处理，为初始量的 10% 地表水污染 完善的渗沥水处理设施，不易达标 可能性较小，污水应经处理后排入城市管网 炉渣填埋时与垃圾相仿，但飞灰较难处置 5 / 8 比较项目 卫生填埋 堆 肥 焚 烧 地下水污染 场底防渗、投资大 可能性较小 可能性较小 大气污染 有轻微污染，可用导 气、覆盖、隔离带等 措施控制 有轻微气味，应设除臭 装置和隔离带 应加强对酸性气体、重 金属和二恶英的控制和 治理 土壤污染 限于填埋场区域 需控制堆肥重金属含量和 pH 灰渣不能随意堆放 环保措施 场底防渗、分层压实、 填埋气导排，渗滤液 处理 生产成本过高或堆肥质 量不佳影响产品销售 二恶英、污水、噪声控 制、残渣处置、恶臭防 治 主要风险 沼气聚集后引起爆炸， 场底渗漏或渗滤液的 二次污染 生产前需进行垃圾成份 分析，此工程完成无重 大风险 焚烧不稳影响发电生产， 烟气治理不利导致大气 污染 国外发展状况 总的发展趋势是比重越来越小 堆肥市场销路的制约 发达国家和国土资源小的国家 注：摘自中国固废网行业报告。 国外垃圾焚烧发电状况和借鉴 国外垃圾焚烧发电的行业现状 近几十年来主要发达国家垃圾处理方式应用比例如下表： 表 主要发达国家垃圾处理方式应用比例 国别 年份 填埋（% ） 焚烧（% ） 堆肥（% ） 其他（% ） 1992 50 30 11 9 2000 45 42 10 3 法国 2002 15 45 15 25 1990 20.4 74.4 5.2 1991 17 72.8 8.7 1.9 1992 14.9 74.3 8.9 1.9 1993 14.4 74.3 9.4 1.9 日本 2002 12 72.8 8.7 6.5 1990 67 6 20 15美国 1996 62 10 28 1990 90 8 2英国 1993 83 13 4 1987 61 23 16荷兰 2000 10 25 10 55 德国 1990 46 36 2 16 1993 61 36 3 （数据来源：2010-2012 广州市环境卫生设施近期建设实施规划说明书（送审稿） ） 从表中可以发现如下特点： 其一，这些国家的垃圾处理方式的历程，基本上是逐步加大焚烧处理、生 化处理和回收处理的比例，减少填埋处理比例；但填埋处理作为最终处理置手 段，一直都会占有一席之地； 其二，垃圾处理方式的选择，与其国情有着密切的关系：日本地狭人稠， 因而用地少的焚烧方式占主导；美国地广人稀，填埋方式仍是占最大比重；欧 洲国家界乎其间，处理方式比例也是处于中间值。 国外垃圾焚烧发电产业发展趋势 由于城市垃圾成份复杂，并受经济发展水平、能够结构、自然条件及传统 习惯等因素的影响，所以国外对城市垃圾的处理一般是随国情而不同，往往一 个国家中各地区也采用不同的处理方式，很难有统一的模式。但最终都是以无 害化、资源化、减量化为处理目标。从应用技术看，国外主要在填埋、焚烧、 堆肥、综合利用等方式，机械化程度较高，且形成系统及成套设备。从国外多 种处理方式的情况看，有以下趋势： （1）工业发达国家由于能源、土地资源日益紧张，焚烧处理比例逐渐增多； （2）填埋法作为垃圾的最终处置手段一直占有较大比例； （3）农业型的发展中国家大多数以堆肥为主； （4）其它一些新技术，如热解法、填海、堆山造景等技术，正不断取得进 展。 国外垃圾焚烧发电经验借鉴 目前世界各国已拥有数千座城市垃圾焚烧厂。由于技术成熟，污染得到有 效控制，基本消除臭味问题，大多数垃圾焚烧厂都建在城市服务区，以降低运 输费用和有利于热能的回收利用，其中一些甚至建在居民区和商业区。 7 / 8 1. 美 国 (1) 产业：截至 2008 年底，美国共有垃圾发电厂 425 座，生活垃圾焚烧平 均产生电能为 520 千瓦时/吨，垃圾焚烧发电产值 100 亿美元。 (2) 政策：美国联邦政府和 24 个州政府将可用于燃烧发电的垃圾归类为再 生能源，并提供政府补贴。约有 10的垃圾焚烧灰烬被作为垃圾填埋场日常覆 盖垃圾之用。 (3) 技术：美国共有 87 座“废物能源回收厂”(WTE)，其中采用大规模焚 烧技术的有 65 座，采用垃圾衍生燃料(RDF)技术的有 15 座。 2. 日 本 (1) 产业：截至 2006 年，日本生活垃圾年焚烧处理能力 4031 万吨，焚烧 处理比例高达 78.49%。垃圾发电总量 2010 年预计可达 500 万千瓦以上，平均 每吨垃圾可发电 550 千瓦时。 (2) 政策：日本政府对于垃圾焚烧发电的扶持政策包括新能源战略规划体 系、法律扶持体系、倾斜性产业政策体系、垃圾发电研发激励体系四大部分。 (3) 技术：大型城市垃圾焚烧技术十分先进，二恶英的排放远远低于国际 通行标准；还有数量众多的小型垃圾焚烧炉分布在每个乡村，处理能力一般小 于 2 吨/小时。 3. 德 国 (1) 产业：德国约有 70 余座垃圾焚烧厂，每年可处理生活垃圾 1800 万吨。 2008 年，德国从荷兰、意大利等过进口垃圾 600 万吨，以满足垃圾处理厂的生 产需求。 (2) 政策：德国有关垃圾发电管理的主要政策手段包括税收、垃圾收费、 财政补贴、生产者责任、押金返还制度等。在严格的环保标准要求下，德国及 更大范围的欧盟都在政策上对垃圾焚烧发电产业持鼓励态度。 (3) 技术：在欧盟，废弃物焚烧发电厂正在朝大型化方向发展。德国的焚 化装置几乎全部用于发电。目前正在积极开发垃圾气化熔融技术。 国外垃圾焚烧发电产业发展趋势 由于城市垃圾成份复杂，并受经济发展水平、能够结构、自然条件及传统 习惯等因