2023年《安全管理环保》之城市生活垃圾现状与资源化处理技术研究.docx

城市生活垃圾现状与资源化处理技术研究 ：综述了国内外城市生活垃圾的现状及其对生态环境的危害，介绍了目前我国城市生活垃圾处理现状及城市生活垃圾资源化主要技术，并提出了未来我国城市生活垃圾资源化综合处理的开展趋势。 关键词：城市生活垃圾；环境；处理技术；资源化处理 中图分类号：F323.2 文献标识码：A 文章编号：1008-1631（2023）07-0058-04 城市生活垃圾是人类在日常生产生活中不可防止地产生的废弃物，包括居民生活垃圾、公共场所和街道清扫垃圾、医院垃圾、商业生活垃圾等，其主要成分有厨余物、废纸、废塑料、废织物、废玻璃、草木、灰土、砖瓦、金属等。改革开放20a来，我国城市化进程明显加快，城市化水平到达29.9％[1]。但是，随着我国城市人口的剧增及人们生活水平的提高，城市生活垃圾也大幅度的增加，已经严重地危害了人类健康和环境平安。由于其组成复杂，结构多样，任何单一处理方式都不能对其进行有效的处理，况且“先污染，后治理〞的治污思想已被证明需付出更大的代价[2]。因此，如何有效地、平安地处理我国城市生活垃圾，已不可防止地成为当前面临的重要问题之一。 1国内外城市生活垃圾的现状及其对环境的危害 1.1现状 1.1.1垃圾的产生量 据统计，全世界每年产生垃圾量450亿t左右。2022年美国的城市生活垃圾产生量为2.36亿t[3]，人均垃圾产量接近2.07kg/d，而在1960年，人均垃圾产量却为1.17kg/d[4]；最早的工业化国家英国1999年垃圾总排放量为536万t，人均垃圾产量为1.25kg/d；世界上垃圾抛弃较多的主要国家德国，1999年人均抛弃生活垃圾380kg/a，产生垃圾总量3000万t[5]；日本1999年生活垃圾排出总量为5100万t，人均垃圾产量为1.11kg/d。 目前，我国城市人均垃圾产生量到达440kg/a，1996年全国城市生活垃圾年产生量就已到达1亿t，1999年垃圾清运量1.13亿t，2022年我国城市生活垃圾产生量到达1.5亿t/a，而且每年还在以8％～10％的速度递增，已成为世界上垃圾包袱最重的国家之一[6]。 当前，全国660座城市中已有30％的城市陷入垃圾的包围之中。调查显示，1978年北京生活垃圾年产量为104万t/a，到1988年就增至319万t/a，10a增加了215万t，约2.06倍，平均每年以11.9％的速度增加，1996年北京市生活垃圾产量增为483万t/a；1999年兰州市垃圾产量105万t/a；20世纪70年代末长春市产生垃圾70万～80万t/a，而到2022年已到达116万t/a，并以每年近3％的速度增长[7]；目前福州市生活垃圾产生量年增长率已达9％[8]，上海市的垃圾产量也正以7.8％的速度逐年增加，上海生活垃圾产量已达1.5万t/d；徐州市日产垃圾550t，年产20余万t[9]，重庆市目前主城区日产垃圾约3500t[10]。由上述城市垃圾产生量的调查统计数据可以看出，我国城市垃圾总量的大幅度增长主要集中于城市规模较大、城市人口较多的省会城市及经济较兴旺的开放城市和一些直辖市。 1.1.2垃圾成分 由于受城市的规模、性质、地理条件、居民生活习惯、生活水平和能源结构和经济状况等多种因素的影响，不同的国家和地区城市生活垃圾成分也有很大变化（表1）[11]。 1.2城市生活垃圾对环境的危害 城市生活垃圾在收集、运输和处理、处置过程中，其本身含有的和产生的有害成分，会对大气、土壤和水体造成污染，不仅严重影响城市环境卫生质量，而且极大地威胁人民的身体健康。主要表现在： 1.2.1浪费大量土地资源，堆放在城市郊外的垃圾侵占了大量农田 据统计，全国垃圾堆放侵占土地面积高达5亿m2，70亿t[12，13]，仅北京市每年填埋场就要消耗土地66.7hm2[14]，有的城市甚至开展到没有适宜场所堆放垃圾的地步，造成土地资源的严重浪费。 表1局部国家和地区的城市生活垃圾成分组成（％） 1.2.2严重污染空气 长期以来，我国绝大局部城市对生活垃圾采用露天堆放，致使堆放区周边臭气熏天，蚊蝇病菌孳生，并有大量的氨、硫化物等有害气体向大气中释放，仅有机挥发性气体就多达100多种[15]，其中含有许多致癌、致畸物质。 1.2.3严重污染水体 垃圾腐烂过程中产生大量的酸性和碱性有机污染物，垃圾中的重金属及病原微生物随渗滤液和雨水流入周围地表水及渗入地下水，造成地表水和地下水受到严重污染，进而影响人类健康和生态环境平安。 1.2.4严重破坏农田 垃圾未经处理或未经严格处理直接施用于农田会使农田土壤团粒结构下降，重金属累积，病原菌增多，严重降低农田土壤的生产能力。 1.2.5发生严重的垃圾爆炸事故 垃圾简单覆盖堆放，使垃圾产生沼气量增加，易发生爆炸事故。1995年，北京市昌平县某垃圾堆放场发生了3次垃圾爆炸事故，其中1次造成1人全身95％烧伤。 2城市生活垃圾处理技术 城市生活垃圾处理要本着无害化、减量化、资源化的原那么，将垃圾进行减容、减量、资源化、能源化和无害化处理[16]。所谓城市垃圾的无害化处理就是用物理、化学和生物等方法，将垃圾在生态循环的环境中加以迅速、有效、无害地分解，以到达“减量化〞、“安定化〞、“卫生化〞、“资源回收化〞的目的。目前，国内外城市生活垃圾无害化处理方法主要有卫生填埋法、燃烧法、生物堆肥法、蚯蚓床法和资源化综合处理法。由于城市生活垃圾的成分随时空变化很复杂，因此选择垃圾处理工艺必须考虑到技术实用性和可靠程度、处理费用和承受能力、对环境污染程度和污染控制、资源化价值以及对人类健康影响等某些特殊的制约因素。 2.1卫生填埋 卫生填埋是指寻找一块空地，将垃圾置于防渗垫层之上压实后覆土填埋。此法起步于20世纪30年代，经过60多年的研究和开展，各国在卫生填埋的规划、设计、施工、管理等方面积累了丰富的经验，并开发出成套技术及设备。我国填埋技术使用比较早，目前该技术在我国所有垃圾处理方式中所占比例最高，到达70％～80％。 卫生填埋技术比较成熟、操作管理简单、处理量大、总体投资小。但是，在当前加速推进城市化，不断扩大城区范围的情况下，填埋近郊不宜，需远离市区，因此造成往返运费增加；另外，填埋法占用大量土地，为防止垃圾中的有害金属和病原菌对地下水造成污染，需充分考虑填埋地的地质条件，且使用后的土地在短时间内无法恢复原来的用途。因此，可供填埋的土地将会越来越少。兴旺国家已经认识到这个问题，据美国环保局估计，今后20a美国现有的80％的填埋场将被关闭[17]。由于垃圾中有机物堆放过程中会腐解产生甲烷等燃气，易引发爆炸或火灾等事故，因此规定2023年以后有机物含量>5％的垃圾不能进入垃圾填埋场[18]，且填埋物中的无机物成分应>60％，含水率