中国生活垃圾综合处理的现状及发展趋势

中国生活垃圾综合处理的研究现状及发展趋势摘要：分析了混合垃圾采用单一处理方式存在的问题和生活垃圾综合处理方法的优势，明确区分了国内生活垃圾综合处理系统和综合处理工艺两种概念，在此基础上，分别论述了两者的研究现状和存在的问题，认为生活垃圾综合处理系统代表了生活垃圾处理方式的发展方向。关键字：生活垃圾综合处理研究现状发展趋势随着我国经经济实力和技技术储备的增增强，各种生生活垃圾处理理处置技术在在我国得到了了不同程度、不不同范围的研研究和应用，很很多经济发达达地区已经建建立了现代化化填埋场、机机械化堆肥厂厂和焚烧厂等等多种处理设设施。但对于于某一地区来来说，不同处处理设施往往往处理同样的的混合生活垃垃圾。由于每每种生活垃圾圾处理技术均均具有各自的的优势和局限限性，从技术术本身、经济济性和环境影影响角度分析析，均只适宜宜处理生活垃垃圾中的某些些组分，因此此这种单一处处理模式不仅仅难以满足数数量日益增长长、成分日益益复杂的生活活垃圾无害化化、减量化、资资源化的处理理要求，而且且使得生活垃垃圾处理设施施运行效果差差，前处理和和二次污染控控制技术复杂杂，处理费用用高。为了解决这这种单一处理理方式的不足足，生活垃圾圾需要采取综综合处理方式式。所谓综合合处理，就是是将多种生活活垃圾处理处处置技术以适适当的方式有有机地结合在在一起，形成成完整的处理理系统，每种种处理技术或或设施仅处理理适宜的生活活垃圾组分，从从而改善生活活垃圾处理的的效果，降低低生活垃圾处处理的费用，在在生活垃圾无无害化的基础础上，实现生生活垃圾的资资源化。1

单一处理理与综合处理理的比较1.1卫卫生填埋卫生填埋法法由于技术比比较成熟，操操作管理简单单，处理量大大，投资和运运行费用低，是是当今世界各各国主要的垃垃圾处理方式式。但填埋混混合垃圾有以以下缺点：（1）生活垃圾圾中的可回收收物、可焚烧烧组分或可堆堆肥组分等可可以实现资源源回收的部分分被一并填埋埋，即使考虑虑填埋气的回回收利用，混混合垃圾填埋埋的资源化水水平仍很低。（2）我国混合垃圾含水率和有机物含量都很高，因此渗滤液产生量大，处理成本高；沼气产生量大，控制其排放也增加了处理成本。因此限制进入填埋场的有机物含量是填埋法的发展趋势之一。目前欧盟、日本和美国等国家的有关政策，都提出了进一步限制进入填埋场垃圾有机物含量的规定[1]。（3）在场址选择日益困难，填埋费用不断增加的情况下，混合垃圾会大量占用填埋场的空间资源。1.2堆堆肥高温堆肥可可以使生活垃垃圾中的有机机成分成为可可供施用的农农田肥料，同同时消除其环环境污染，杀杀灭垃圾中的的病菌，具有有无害化和资资源化特征。但但我国的堆肥肥厂主要处理理混合生活垃垃圾，其局限限性主要表现现在：（1）由于我国国目前还没有有开展普遍的的生活垃圾分分类收集，因因此入厂垃圾圾中含有石块块、金属、玻玻璃、塑料等等多种不可降降解组分，这这些废弃物必必须分拣出来来，另行处理理，分选工艺艺复杂，费用用很高。（2）即使采用用了分选工艺艺，生活垃圾圾中的不利于于堆肥处理的的组分也不能能完全剔除，许许多有毒、有有害物质会进进入堆肥，如如农田长期大大量使用堆肥肥，可能会造造成潜在污染染，特别是一一些重金属在在土壤中富集集将随食物链链进入人体。受受到堆肥产品品成本和质量量的约束，堆堆肥产品存在在销路不畅的的问题。1.3焚焚烧焚烧法具有有减量化程度度高，处理周周期短，占地地面积小，选选址灵活，燃燃烧的热量可可用来发电等等优点。近年年来焚烧法在在我国得到了了迅速发展，但但焚烧混合垃垃圾有以下缺缺陷：（1）我国生活活垃圾含水率率高，热值低低，需要更多多的辅助燃料料，此外生活活垃圾中灰土土含量多也会会影响焚烧效效果，最终导导致焚烧成本本上升。我国国目前除少数数经济较发达达的城市外，其其它城市的混混合生活垃圾圾热值低，含含渣量高，不不适宜焚烧。（2）另一方面，由于我国混合垃圾中厨余垃圾较多，含盐量较高，对烟气中氯化物贡献较大，HCl会腐蚀焚烧炉，也增加了烟气处理的难度和污染控制成本。1.4综综合处理综合处理方方式可以解决决混合处理方方式出现的问问题。采用综综合处理方式式后，易腐物物和可燃物都都得到了利用用，故填埋物物的量很小，只只占总体积的的15%～20%，填埋物主主要为砖头、瓦瓦砾等无机垃垃圾，不会带带来严重的二二次污染，节节省了填埋空空间；综合处处理中仅可燃燃垃圾进行焚焚烧，焚烧物物易燃，产生生的烟气少，二二次污染小；；采用综合处处理方式后，堆堆肥法只处理理易腐有机物物，成分单一一，容易堆腐腐，而且处理理费用低，产产品质量好。2

综合处理理的不同概念念及研究内容容由于生活垃垃圾综合处理理的诸多优势势，国内很多多研究者和管管理人员对综综合处理系统统进行了大量量研究，但由由于对综合处处理概念理解解的不同，其其研究方向存存在很大区别别。2.1生生活垃圾综合合处理系统在发达国家家，生活垃圾圾综合处理系系统（MSWinntegraatedpprocesssingsysteem）的概念是是多种处理设设施（收运车车辆、转运站站、分选中心心、回收站、焚焚烧厂、堆肥肥厂、填埋场场）构成的完完善的生活垃垃圾处理体系系。对应于这这一概念，研研究者希望通通过系统分析析方法和数学学工具的应用用，提高综合合处理系统运运行的效率，减减少系统运行行的费用，减减少系统运行行造成的环境境和社会影响响[2-4]]。主要研究究内容包括：：处理方式的的优化选择。在在对不同生活活垃圾处理方方式适用性分分析的基础上上，可以针对对不同地域的的具体情况选选取不同的处处理方式及其其组合。实践践中常采用定定性分析的方方法，从必要要性、可行性性等方面对多多种生活垃圾圾处理方式及及其组合进行行分析。生活活垃圾处理方方式的选择本本身也是一个个如何进行决决策的问题，因因此一些研究究者在实践中中也引入系统统决策方法，如如层次分析法法[5]、模糊糊数学决策方方法[6]、多目目标动态模型型[7,8]]等，其中多多目标动态模模型选取的目目标是综合效效益最高，费费用最小，通通过该模型可可以得出每年年各种生活垃垃圾处理方式式的处理量和和比例。处理设施的的优化设置，包包括确定其位位置、数量及及规模。生活活垃圾处理设设施的选址一一般结合当地地自然条件、社社会经济发展展和现有处理理设施等情况况综合考虑得得到，没有固固定的技术路路线。处理设设施的优化设设置与生活垃垃圾处理方式式的优选结合合紧密，在确确定了可能的的选址后，依依据确定的生生活垃圾处理理方式和当地地的生活垃圾圾产生量、组组分可以确定定各个处理设设施的类型和和规模，尤其其是采用多目目标动态模型型后可以确定定不同处理方方式的最佳处处理量，从而而为结合实际际情况优化设设置处理设施施的数量和规规模提供了依依据。垃圾物流的的优化分配。垃垃圾物流优化化分配是综合合处理系统研研究的核心内内容，优化手手段包括多种种规划方法和和数学模型[[3]。最常常用的垃圾物物流优化模型型为最小费用用模型。模型型目标为总费费用最小，总总费用为运输输费用、填埋埋费用、堆肥肥费用、焚烧烧费用、回收收费用之和减减去回收材料料收入、堆肥肥肥料收入、焚焚烧能量收入入。在实践中中，陈炳禄等等[9]对广州州市的生活垃垃圾物流利用用最小费用模模型进行了优优化分配。由于我国生生活垃圾的特特点以及混合合收集的影响响，目前从国国外借鉴的一一些模型和规规划成果难以以在实践中应应用。如在选选择处理方式式及其比例时时常用的多目目标动态规划划模型，由于于是在垃圾分分类的基础上上进行设计，模模型仅按生活活垃圾中厨余余物的数量设设计可堆腐参参数，按可燃燃物的数量设设计可焚烧参参数，但实际际中混合垃圾圾一般不进行行分选，或者者仅进行简单单分选，得出出的结果实际际意义不大。此此外由于模型型中存在很多多主观参数，对对市场等因素素缺乏考虑，模模型结论也难难以在规划中中实施。2.2生生活垃圾综合合处理工艺从20世纪纪90年代起，我我国的研究者者为解决单一一处理方式的的不足从生活活垃圾综合处处理的角度进进行了研究，提提出了多种生生活垃圾综合合处理的构想想，但是这种种构想区别于于国外广泛应应用的综合处处理系统概念念，而是指通通过分选等预预处理技术把把不同垃圾组组分进行分离离，分别进入入不同的处理理单元，这些些处理单元集集合在一个厂厂内甚至一条条生产线上，希希望通过这种种方式实现不不同垃圾分别别采用适宜的的处理方式的的目的，为了了便于区分，本本文称其为综综合处理工艺艺（comprrehenssivettreatmmentttechnoology）。根据综综合处理工艺艺采用预处理理技术的不同同，可以分为为预分选合处处理工艺、预预堆肥综合处处理工艺、预预消解综合处处理工艺等，其其中前者一般般采用物理分分选技术，经经过多次分选选将垃圾分为为几类，其分分类类别根据据后续处理工工艺确定，而而后两者虽然然也有一些分分选步骤，但但是其预处理理技术核心为为堆肥或消解解。此外，综综合处理工艺艺的能量回用用和自给也是是其研究方向向之一，为了了便于说明，本本文称其为能能量自给综合合处理工艺。预分选综合合处理工艺是是指利用物理理分选技术把把混合垃圾中中的不同组分分按处理目的的进行分离，使使不同组分分分别进行处理理，这也是应应用最多的综综合处理工艺艺，研究重点点集中在分选选系统[100]。它面临临的问题有：：一是我国生生活垃圾实行行混合收集，在在发达国家由由产生者进行行的分类工作作不得不由厂厂内的分选系系统完成，分分选系统的投投资和运行费费用很大；二二是目前的生生活垃圾综合合处理厂处理理规模均较小小，焚烧量和和填埋量也很很少，在这种种情况下，相相对于单一焚焚烧或填埋，综综合处理如何何实现经济上上的比较优势势也是需要重重视的问题。预堆肥综合合处理工艺。堆堆肥过程可以以降低生活垃垃圾的有机物物含量和含水水率，因此可可以把堆肥过过程作为生活活垃圾综合处处理系统的预预处理步骤。对对焚烧而言，经经堆肥处理后后垃圾易于燃燃烧，热效率率高，产生的的有害气体量量较小；对填填埋而言，经经堆肥处理后后减少了填埋埋量，降低了了渗滤液的产产量和处理难难度，减少了了填埋气的排排放[11]]。虽然堆肥肥预处理对于于综合处理工工艺具有明显显的益处，但但是尚未有深深入研究，更更没有投入运运行的工程项项目，此外，堆堆肥预处理工工艺还存在成成本高、堆肥肥时间长、周周边环境差等等缺点。预消消解综合处理理工艺与预堆堆肥综合处理理工艺类似，相相对于堆肥预预处理，消解解预处理的最最大优势是可可以减少堆肥肥的时间，其其环境影响也也较小，但是是成本更高。能量自给综综合处理工艺艺也是一种结结合多种生活活垃圾处理技技术的工艺，它它以系统能量量的完全自给给为目标[112]，因此此与垃圾焚烧烧厂的余热利利用系统不同同。系统中的的能量一般来来自焚烧系统统产生的热能能或电能，也也可以利用厌厌氧发酵产生生的沼气产热热发电。国内内一些研究者者已经提出了了一些设想，但但是缺乏对系系统能量流的的深入研究和和经济性分析析，而且由于于现有技术能能源利用效率率较低，尚不不能利用垃圾圾自身的能量量解决工艺过过程的高能耗耗问题，实际际生产中难以以实现。总的说来，十十多年来大多多数这类综合合处理研究还还停留于简单单的构想阶段段，缺乏系统统化的深入研研究，对综合合处理工艺的的组织特性、环环境特性、经经济特性等内内容基本没有有涉及，对于于分选垃圾区区别于混合垃垃圾进行焚烧烧、填埋的特特性也没有研研究。工程实实践中，我国国目前运行的的综合处理厂厂很少，规模模也不大（处处理量一般小小于300tt/d），而且限限于分选工艺艺与填埋、焚焚烧和堆肥的的结合，吨投投资一般在20万元/t以下。由于于这种综合处处理厂整体规规模不大，其其中的焚烧量量、填埋量都都很少，焚烧烧工艺效果较较难控制，二二次污染控制制较差。其次次，这些综合合处理厂大多多以堆肥或其其它制肥工艺艺为核心，但但由于我国堆堆肥质量和市市场的原因，堆堆肥处理在很很多地区面临临困境，这也也影响到综合合处理厂的运运行效益。另另外不同区域域在自然条件件、经济实力力、社会发展展水平、生活活垃圾特性等等方面存在差差异，适用的的生活垃圾处处理处置技术术也有所不同同，而目前有有些地区盲目目照搬发达国国家和其它地地区的经验，使使得部分生活活垃圾处理处处置设施不能能正常运行。由由于这些原因因，这类综合合处理技术没没有得到广泛泛的应用。3

综合处理理的发展趋势势对于国内提提出的综合处处理工艺（comprrehenssivetrreatmeentteechnollogy），虽然现现有项目的投投资成本较低低，但其处理理规模小，运运行费用高，二二次污染不能能得到有效控控制。另一方方面，虽然垃垃圾处理的能能量回用是资资源化的一个个重要方面，但但是系统的能能量自给从目目前的技术水水平看来难以以实现。从生生活垃圾处理理的经济性分分析，这种“小而全”的综合处理理工艺难以获获得持久的生生命力和广泛泛的推广。发达国家生生活垃圾处理理的历史和经经验说明，源源头分类（产产生者分类）是是最经济有效效的垃圾分类类手段，在此此基础上建立立生活垃圾综综合处理系统统，并通过数数学模型优化化设置各种收收运处理设施施、分配车辆辆和垃圾物流流，可以实现现城市生活垃垃圾的低成本本、高效率管管理，并最大大限度的实现现生活垃圾的的资源化。虽虽然我国目前前普遍采用生生活垃圾混合合收集模式，但但分类收集对对于垃圾处理理、资源回收收等的重要意意义已经得到到了广泛认知知，全国很多多大中城市开开展了分类收收集的试点工工作，并制定定了城市生活活垃圾分类收收集规划。随随着经济实力力的增强，生生活垃圾收运运处理设施的的完善，分类类收集和综合合处理系统将将互相促进，得得到更为广泛泛的推广。在这一前提提下，深入分分析城市生活活垃圾综合处处理系统的系系统特性、运运行规律，提提炼总结适应应我国现阶段段及发展需要要的系统模型型和优化方法法，将大大提提高我国城市市生活垃圾的的管理水平。我我国目前采用用混合收集方方式，基于这这一前提，利利用数学方法法优化不同处处理设施的数数量和选址，优优化生活垃圾圾物流在不同同处理设施之之间的分配都都具有重要的的意义。参考文献1

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