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国内外生活垃圾处理现状及政策
编辑:岩岩 来源:搜狐网 浏览:次 发布时间:2018-12-31 16:23

摘要:首先概述了国外生活垃圾处理现状、发展趋势及相应的法规,然后以日本、美国和德国等为例详细介绍了这几个国家生活垃圾处理现状及技术,最后介绍了我国城市生活垃圾处理现状、处理政策、发展趋势及前景。

关键词:城市生活垃圾;处理现状;发展趋势

中图分类号:X705 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2013)09-0031-05

1国外生活垃圾处理现状及发展趋势概述

1.1生活垃圾产生量

目前全球每年排放各类垃圾近1.0×1010 t。产垃圾最多的国家是美国,每年已超过2.5×108 t;德国人均年产垃圾541~609 kg,年产垃圾5 000万t[1];2006年,日本生活垃圾总产生量为5 202万t,人均生活垃圾产生量为1.115 kg/d,日本东京日产垃圾已达1.2×104 t。

1.2生活垃圾处理现状

20世纪90年代以前,美国、英国、德国、荷兰、西班牙和法国等一些国家的城市生活垃圾的处理方式主要为填埋法。此后,随着经济的迅速发展,越来越多的国家采用焚烧法处理生活垃圾。现今,日本、丹麦、法国和新加坡等国采用焚烧法处理生活垃圾的比例接近或已经超过了填埋法,国外已经很少使用堆肥法处理生活垃圾。发达国家对于生活垃圾中可利用物的回收再利用率较高,平均在20%~30%之间。

1.2.1填埋技术现状

英国最早在20世纪30年代,美国于20世纪40年代开始采用生活垃圾卫生填埋技术(有控制的生活垃圾填埋技术)。一些国家从20世纪80年代开始采用合成材料(通常为1.5~2mm的高密度聚乙烯材料)作为垃圾填埋场的衬底,防止垃圾填埋场的有害物质向地下渗透,以保证填埋场的使用寿命超过200年[2]。

1.2.2堆肥技术现状

20世纪70至80年代,许多发达国家建立了大量的、机械化程度较高的堆肥场,与此同时不少国家还制定了相关的垃圾堆肥技术指标。80年代后期,这些堆肥场相继关闭,生活垃圾堆肥技术的发展陷入了低谷。即使在这种情况下,一些国家仍在坚持不懈地改进垃圾堆肥技术,以提高垃圾堆肥产品的质量,稳步推动着生活垃圾堆肥技术的发展。如今,国外垃圾堆肥场的数量总体上呈下降趋势,但这并没有抑制垃圾堆肥技术的发展,制造有机复合肥技术此时发展较快。

1.2.3焚烧技术现状

国外垃圾焚烧技术发展最快的时期为20世纪70年代到90年代。这20多年间,几乎所有的中等发达国家、发达国家都建立了不同规模的垃圾焚烧厂。垃圾焚烧法的减量化、资源化及无害化效果都很理想,垃圾焚烧技术蓬勃发展[3]。经过几十年的发展,机械炉排及流化床焚烧炉的类型基本定型,二次污染物防治技术已经成熟。

1.3垃圾处理法规

许多发达国家已经把垃圾资源化处理作为垃圾治理的最终目标,并把该目标提高到了社会可持续发展的战略高度。在推进生活垃圾资源化进程中,都制定了符合本国国情的相关法规。除了制定相关法规外,发达国家还对废弃物的资源化利用给予了政策上的支持,依据“谁污染谁负责”的原则,借助经济手段以保证相关措施的实施[2]。

1.4垃圾处理发展趋势

(1)提倡垃圾分类和回收利用。实施生活垃圾的分类收集,以尽可能地对生活垃圾进行回收和循环资源化利用。

(2)鼓励有机垃圾堆肥处理。今后,国外生活垃圾综合处理体系中堆肥技术仍将占有重要位置。

(3)稳步发展垃圾焚烧技术。与垃圾填埋技术相比,垃圾焚烧处理技术具有占地面积小、选址容易、处理速度快、减量化显著、无害化彻底以及可回收焚烧余热等优点,在发达国家得到了广泛的应用。该技术已有100多年的历史,预计将来仍会继续得到发展。

(4)完善垃圾填埋处理技术。尽管填埋技术的处理率有所下降,但该技术仍是垃圾处理的最终方式。预计垃圾填埋场的污染控制措施会不断完善,将向大型化发展,并将限制最终进入垃圾填埋场的有机物含量[2]。

2日本生活垃圾处理现状

2006年,日本生活垃圾总量为5 207万t,人均生活垃圾产生量为1.115 kg/d,循环利用总量为1 021万t,焚烧量为3 506万t,最终处理量为680万t。2006年,日本生活垃圾的减量化率为97.5%,直接填埋处理率为2.5%,循环利用率为19.6%。

焚烧处理是日本最主要的生活垃圾处理方式,处理量占垃圾总产生量的75%以上;直接填埋的生活垃圾所占比例不足垃圾总产生量的3%,而且还在逐年下降。今后发展的垃圾填埋场基本上都将作为最终处理厂使用。

日本是目前生活垃圾焚烧技术最先进的国家,垃圾焚烧厂的数量位于世界第一位。焚烧炉型主要有炉排炉(比例最大)、流化床焚烧炉和气化熔融炉。

气化-熔融焚烧系统是为了满足环保标准、提高能源回用效率而开发的新型生活垃圾焚烧技术,近年来在日本发展迅速,市场占有率增长很快。垃圾气化-熔融焚烧炉可以有效地解决二恶英排放问题。生活垃圾在气化炉(流化床焚烧炉或回窑式焚烧炉)中气化,产生的可燃气体在熔融炉中燃烧到1 300 ℃以上,大幅降低了二恶英的产生量,并使灰渣熔化,作为水泥原料。

日本从2003年开始实行新的二恶英烟气排放控制标准。二恶英的上限浓度为0.1 ng-TEQ/Nm3,该标准对处理规模为大于100 t/d(4 t/h)的垃圾焚烧炉有效,日本的大多数生活垃圾焚烧炉均包括在此范围内[4]。

3美国生活垃圾处理现状

美国城市生活垃圾人均日产量1960年为1.22 kg,2003年为2.02 kg;总产量1960年为0.881亿t,2000年为2.34亿t,2003年为2.362亿t,一直保持稳定增长。垃圾回收再利用率分别为29.4%和30.6%,逐年增加。2003年美国废物再循环利用企业共计5.6万家,提供就业岗位110万个,年销售额高达到2360亿美元。

填埋仍然是美国销纳城市生活垃圾的主渠道。1988年美国城市固体废物填埋场为7 924座[5],随后填埋场数量逐年减少,到2002年全国仅拥有1767座垃圾填埋场,下降幅度明显,体现了美国城市生活垃圾处理理念和处理方式的转变[6]。

垃圾堆肥曾是美国处理垃圾的主要方式。由于堆肥场运营资金、堆肥产品质量及市场拓展等问题,美国几乎所有的大型机械化垃圾堆肥场在20世纪80~90年代就关闭了,使得垃圾堆肥进入了低谷。

近年来,随着日益重视废物的资源化再利用,垃圾堆肥技术作为废物资源化的重要措施之一也得到了应用,尤其是餐厨和庭院垃圾堆肥等应用最为广泛。

美国餐厨垃圾的年产量平均为2629万t,占整个城市废物总量的11.4%[7]。美国各州都进行了许多尝试,利用堆肥技术处理餐厨垃圾,使之变废为宝,效果也十分明显。

从20世纪80年代起,美国政府投资70亿美元,兴建了90座垃圾焚烧厂,年总处理能力3 000万t。至90年代,美国已建402座垃圾焚烧厂,焚烧率达18%,到2000年又提高到了40%。至今,美国已建114座垃圾电站,总容量达2 650兆瓦,位居世界第一。其中底特律拥有世界上最大的垃圾发电厂,日处理量可达4 000 t。夏威夷垃圾发电厂装有2台垃圾焚烧炉,日处理能力为2 160 t,它们可提供全市6%的电力。在过去6年运营中,已处理掉499万t垃圾,相当于全岛垃圾的90%以上。

4德国生活垃圾处理现状

德国人均生活垃圾产生量为541~609 kg/a,即1.5~1.67 kg/d。2004年,人均生活垃圾产生量为587 kg/a,其中家庭垃圾为520 kg/a,其它城市生活垃圾为67 kg/a。

德国目前采取的生活垃圾处理方式除了回收可循环利用的垃圾(包括堆肥)外,主要采取热处理(焚烧)、机械和生物处理、填埋等几种方式。

德国拥有世界上最完善的生活垃圾分类收集系统。可回收物质约占生活垃圾产生总量的20%~50%,主要包括轻质包装材料、塑料、废纸、橡胶、纸板、织物、玻璃、铝、铁、其它金属、复合材料等。在分类收集后,送入相关的工厂循环利用。可生物降解物质占生活垃圾产生总量的20%~60%,主要包括食品垃圾、庭院垃圾、花园修剪垃圾等生物质垃圾,通过生物降解方式进行堆肥或以其他方式处理。

残余物质是除上述垃圾种类之外的生活垃圾,也被称为剩余垃圾或混合垃圾,主要包括其它的垃圾混合物、砂土、尘土、灰渣等,通过热处理(焚烧)或机械生物处理方式进行处理,最后进行填埋[8]。

4.1填埋处理

1992年德国政府颁布了垃圾处理技术标准(TA)规定,从2005年6月1日起,进入填埋场的填埋物总有机碳(TOC)要小于5%。这意味着填埋的垃圾基本上就是灰渣,即只有经过焚烧或机械、生物预处理的生活垃圾才可以送入垃圾填埋场。

由于经过了预处理,德国的垃圾填埋场的数量在迅速减少,填埋量在逐渐下降。1990年德国约有生活垃圾填埋场8273座,到2004年,减为297座,生活垃圾直接填埋年处理量也由1990年的4410万t下降到2003年的970万t。

4.2焚烧处理

1965年德国只有7台垃圾焚烧炉,年处理量为71.8万t,发电量占全国居民用电量的4.1%。1985年,德国的焚烧炉已有46台,焚烧垃圾年处理量占该年垃圾生产量的30%,约为800万t左右,产生的电能可供全国人口34%的居民用电。在柏林、慕尼黑、汉堡等大中城市,民用电的10%~17%来自垃圾焚烧。1995年德国垃圾焚烧发电的受益人口已经达到50%。2005年,德国的垃圾焚烧厂数量已经达到73座,总处理规模达1792.2万t/a,焚烧处理比例超过了55%。

在德国的73座垃圾焚烧厂中,日处理能力300 t以下的共有12座,合计处理能力为82万t/a;日理能力为301~600 t的共有24座,合计处理能力为383.2万t/a;日理能力601~1 000 t的共有21座,合计处理能力为554.3万t/a;日理能力1 000 t以上的共有16座,合计处理能力为758.4万t/a。

4.3堆肥处理

堆肥是德国城市生活垃圾生物处理的一种主要方式。堆肥处理的对象是食品垃圾、庭院垃圾、花园修剪垃圾等可以用于堆肥的生物质垃圾。这些垃圾经过收集后直接进行堆肥处理,使之形成具有一定肥效的物质,进行循环利用。因此,可堆肥的生物质垃圾在德国的垃圾分类中,被列入可回收利用垃圾类中。

4.4机械生物处理

机械生物处理(MBA)技术是通过采用机械、生物或机械和生物混合技术对原始生活垃圾进行处理的综合处理技术。

机械生物处理是德国及其它欧洲城市生活垃圾的一种重要预处理方法。从2005年6月1日起,德国禁止填埋未经焚烧或机械生物预处理的生活垃圾,从而使德国的垃圾处理进入了一个新的时代。机械生物处理技术作为生活垃圾最主要的预处理方法之一,得到了迅速的发展。

4.5垃圾处理法规及收费

德国有关垃圾处理的核心法律是1994年颁布、1996年生效的循环经济与垃圾法。德国是世界上垃圾收费制度实施得最有效的国家之一。2004年,德国一个4口之家的生活垃圾收费水平为150~230欧元/年,相当于每人每月3~5欧元,占平均年收入的2‰~5‰。

5我国城市生活垃圾处理现状及政策

5.1我国生活垃圾处理现状

目前我国平均每天每人产生0.8~1.1 kg垃圾,并且每年仍以8%~10%的速度增长,全国主要城市年产生活垃圾2.0×108 t左右。预计到2030年将会达到4.09亿t,到2050年将达到5.28亿t。历年累积堆存的城市生活垃圾总量更是高达70亿t,全国约三分之二的城市被垃圾围城[9]。

目前国内垃圾处理行业整体仍处于无害化处理的初级阶段。到2010年底我国城镇生活垃圾无害化处理率已达63.5%,其中进行集中卫生填埋、焚烧和堆肥的比例分别为77%、18%和5%(注:占无害化处理总量的百分比)。为了实现“减量化、无害化和资源化”的目标,我国城市垃圾主要通过填埋、堆肥和焚烧进行处理。从2003年至今,填埋法处理垃圾量占总量的比例从85%下降到80%左右。堆肥法对垃圾分类要求较高,处理垃圾时可减容70%左右,但我国垃圾分类做的不到位,导致堆肥垃圾处理量占总处理量的2%以下[10]。

垃圾焚烧技术可有效减少垃圾容量75%以上,并且占地面积少,不易造成污水渗透等污染。此外焚烧垃圾产生的热量可进行供热和发电等二次利用。因此垃圾焚烧技术近些年来得到了迅猛的发展,有望成为我国垃圾处理的主流方式。至今我国焚烧垃圾的比例在15%~20%之间,与发达国家仍有较大差距。据有关部门预计,2015年我国垃圾焚烧的比重将达到30%,2020年会增加到40%。

目前,卫生填埋仍是我国城市垃圾处理的主要方式。2008年,我国城市垃圾无害化处理总量约为10216万t,其中卫生填埋约为8 560万t,占总量的83.8%;垃圾焚烧152万t,占总量的14.9%;堆肥处理135万t,占总量的1.3%。卫生填埋所占比重将逐渐降低,垃圾焚烧法将成为大型城市处理垃圾的首选[11]。

5.1.1垃圾焚烧处理

目前生活垃圾焚烧技术在我国正处于快速发展阶段。截止到2008年9月,统计全国共建设生活垃圾焚烧厂100座,其中建成56座,在建44座,炉排炉与流化床焚烧厂的规模之比约为60470 t∶31920 t(65%∶35%),数量之比约为63∶37。超过70%的生活垃圾焚烧厂集中在我国经济发达的东部地区。2010年我国城市生活垃圾焚烧设施总处理能力达到48000 t/d,年焚烧垃圾1750×104 t。

我国垃圾焚烧炉的二恶英的排放浓度都满足国家现行排放标准1.0 ng-TEQ/Nm3,其中75%达到国际排放标准0.1 ng-TEQ/Nm3。

5.1.2卫生填埋处理

我国垃圾卫生填埋的对象为混合垃圾,因此存在以下缺点[12]。

(1)混合垃圾中可以实现资源回收(可回收、可焚烧或可堆肥)的组分均被填埋,造成资源的浪费。

(2)由于我国垃圾填埋前没有经过分类处理,混合垃圾中水分及有机物含量都很高,造成了大量渗滤液的产生,增加了处理成本。

(3)混合垃圾卫生填埋会占用大量的空间资源,在场址选择愈加困难,填埋成本不断增加的情况下[13],我国垃圾卫生填埋进入了瓶颈期。

5.1.3垃圾堆肥处理

我国2003~2008年垃圾堆肥处理量及堆肥场数见表1。

由表1可以看出,近年来垃圾堆肥场逐年减少,垃圾堆肥量迅速下降。

5.1.4餐厨垃圾处理

据统计,目前我国城市餐厨垃圾年产生量超过6 000万t,全国日产餐厨垃圾超过1000t的城市有17座。按目前的33个试点城市来算,单个项目的投资应当在1亿~2亿元,投资至少在20亿~30亿元。如果按国务院提出的50%设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理目标,总投资预计在100亿~200亿元。

5.2 我国垃圾处理政策

5.2.1上网电价政策

根据《国家发展改革委关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知》(发改价格[2012]801号),2012年4月10日以后,以生活垃圾为原料的垃圾焚烧发电项目,均先按其入厂垃圾处理量折算成上网电量进行结算,每吨生活垃圾折算上网电量暂定为280千瓦时,并执行全国统一垃圾发电标杆电价每千瓦时0.65元(含税,下同);其余上网电量执行当地同类燃煤发电机组上网电价。垃圾焚烧发电上网电价高出当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的部分实行两级分摊。其中,当地省级电网负担每千瓦时0.1元,电网企业由此增加的购电成本通过销售电价予以疏导;其余部分纳入全国征收的可再生能源电价附加解决。

5.2.2鼓励垃圾焚烧政策

《节能减排综合性工作方案的通知》(国发[2007]15号)要求“积极推进城乡垃圾无害化处理,实现垃圾减量化、资源化和无害化”,“鼓励垃圾焚烧发电和供热”,“促进垃圾资源化利用”。

《中国应对气候变化国家方案》(2007年6月4日)明确提出“大力研究开发和推广利用先进的垃圾焚烧技术”,“鼓励在经济发达、土地资源稀缺地区建设垃圾焚烧发电厂”。

《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设“十一五”规划》明确指出,在经济发达、城市垃圾热值较高且土地资源有限的地区,可加大发展垃圾焚烧技术。

国务院在2011年4月25日批转的《意见》中明确称,土地资源紧缺、人口密度高的城市要优先采用焚烧处理技术[14]。

5.2.3垃圾收费政策

2011年国务院的《关于进一步加强城市生活垃圾处理工作的意见》出台,该意见指出,城市垃圾处理收费制度应按照“谁生产、谁付费”的政策有条不紊的实施。

5.2.4垃圾处理投资政策

《全国城市生活垃圾无害化处理设施建设规划(2011~2015)》已进入实施阶段。根据该规划,“十二五”期间我国城市生活垃圾无害化处理设施建设投资总量将达2600亿元。而“十一五”期间,垃圾处理行业的总投资仅700多亿元。

5.2.5餐厨垃圾处理政策

2011年3月,国务院常务会议提出到2015年全国城市生活垃圾无害化处理率达到80%以上,50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理目标。

2011年4月,国务院再次提出,到2015年全国范围要有超过200个城市建设餐厨垃圾的处理设施。

5.2.6垃圾焚烧二恶英排放标准修订

修订国家已经颁布的《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2001中的二恶英排放标准。由原来的1 ng-TEQ/Nm3提高到0.1 ng-TEQ/Nm3,与国际接轨。

5.3发展趋势

“十二五”期间,国内垃圾处理的主要推广途径渐渐转向焚烧处理,迎来了垃圾焚烧的黄金时期。垃圾焚烧设备未来5年的市场总需求约为300亿元。我国垃圾处理技术的发展趋势主要有以下几点:

(1)分类综合处理代替传统的垃圾处理模式;

(2)集中产业化处理模式代替分散处理模式;

(3)全方位的环境保护模式代替但简单的污染控制模式;

(4)高科技深入模式代替低水平处理模式。如采用现代化机械进行垃圾分选,应用生物工程技术减低填埋场的渗滤液浓度,将生物技术应用到垃圾堆肥中以提高堆肥效率和质量。

我国目前垃圾无害化处理(填埋、堆肥和焚烧)所占比重约为70%左右,我国环保部门规划到2015年这一比重将提高到80%,将有5 800万t的新增垃圾处理量,市场空间十分巨大。

参考文献

1施庆燕,焦学军,周洪权.欧洲生活垃圾焚烧发电发展现状[J].环境卫生工程,2010,(18):36-39.

2范留柱.国内外生活垃圾处理技术的研究现状及发展趋势[J].中国资源综合利用,2007,25(7):26-28.

3黄正文.医疗垃圾焚烧炉研究[D].成都:四川大学,2004.

4徐文龙,刘晶昊.我国垃圾焚烧技术现状及发展预测[J].中国环保产业,2007,(8):24-26.

5张瑞久,逄辰生.美国城市生活垃圾处理现状与趋势(上)[J].节能与环保,2007,(10):16-18.

6张瑞久,逄辰生.美国城市生活垃圾处理现状与趋势(下)[J].节能与环保,2007,(12):12-15.

7张瑞久,逄辰生.美国城市生活垃圾处理现状与趋势(中)[J].节能与环保,2007,(11):11-13.

8克劳斯·维默尔.德国生活垃圾处理技术发展[J].环境卫生工程,2004,12(4):200-205.

9魏国忠.我国城市垃圾处理近况及应对措施[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,(9):155-156.

10范凯.垃圾焚烧发电将快速发展[N].中国证券报,2011-12-6(A12).

11严光亮,赵由才.简析我国城市生活垃圾处理技术特点及发展趋势[J].环境卫生工程,2011,9(3):32-33.

12吴玉生.生活垃圾综合处理探讨及发展趋势[J].山西建筑,2008,34(31):341-342.

13陈晓艳,杜波.城市生活垃圾处理技术的现状与发展趋势[J].内蒙古环境科学,2009,21(1):64-67.

14聂永丰.国内生活垃圾焚烧的现状及发展趋势[J].城市运行管理,2009,(3):18-21.

(责任编辑/陈军)

别如山,宋兴飞,纪晓瑜,陈 佩,刘茜茜

(哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,哈尔滨 150001)

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