北京為綠色奧運制定的城市生活垃圾無害化處理的解決方案
城市生活垃圾是人類社會面臨的一個普遍性問題,關系著經濟、社會與人口、資源、環境是否能協調發展。 20世紀90年代,我國開始重視對城市生活垃圾的管理,目前各個城市根據各自生活垃圾的特點,在吸取發達國家經驗的同時,積極尋求適合各城市特點的垃圾管理方式,探索符合中國國情的垃圾管理模式。北京市作為2008年奧運會承辦地,為實現奧運申辦報告的承諾,徹底消除城市生活垃圾對城市環境的污染,盡快提高城市生活垃圾減量化、資源化、無害化的管理水平,已成為十分緊迫的問題。
一、北京市城市生活垃圾處理存在的主要問題
(一)垃圾無害化方面存在的問題
1、采用的處理方式及技術單一
目前廣泛應用的城市生活垃圾處理、處置工程的常規技術主要有三種:衛生填埋、堆肥和焚燒。自20世紀70年代中期起,人們逐漸認識到垃圾是一種可利用的資源。特別是能源危機以來,發達國家更加重視城市生活垃圾的資源化、能源化利用,大力推行垃圾分類收集,發展了垃圾焚燒發電技術、填埋氣回收利用技術及垃圾綜合利用回收技術等,形成了城市生活垃圾資源化產業,并得到迅速發展。
北京市2001年城市生活垃圾無害化處理量已達254萬噸,無害化率已達 85.1%。其中,采用衛生填埋方式的占88.1%,堆肥方式的占7.4%,綜合處理方式的占4.4%。北京市城市生活垃圾目前的無害化處理主要依靠衛生填埋方式,利用垃圾生產有機堆肥所占比例很小,正規的垃圾焚燒廠現在還沒有。
2、衛生填埋場存在的問題
(1)全市現有垃圾處理場(廠) 14座,其中:衛生填埋場6座,堆肥廠2座,遠郊區縣小型填埋場3座,綜合處理廠3座,日處理能力為6750噸。擬建和在建的處理設施有:門頭溝焦家坡和平谷前芮營等幾座填埋場,以及朝陽區高安屯垃圾焚燒廠、房山垃圾綜合處理廠等。已投入使用的六座衛生填埋場中,阿蘇衛填埋場將于2008年前后封場,北神樹填埋場將于2011年前后封場,安定填埋場將于2010年前后封場,六里屯填埋場將于2017年前后封場。如果仍然以采用衛生填埋方式為處理垃圾的主要手段,那么為繼續保持高無害化率就需要開辟更多的衛生填埋場,這一點對于北京將有一定困難。
(2)衛生填埋場產生的垃圾滲濾液問題:阿蘇衛填埋場盡管建設了二級處理系統,但滲濾液經處理后仍然不能達標排放。其它三座填埋場采用回噴方式,也出現了三個共同問題,一是夏天用不完,二是現場比較臭,三是蒸發面積隨著作業面積的縮小也隨之縮小,滲濾液難以被完全蒸發。
(3)只建設填埋氣的排放系統是不夠的,必須建設填埋氣的收集系統(即強制排放系統),以備合理利用。目前只有北神樹和阿蘇衛兩個填埋場建成沼氣收集系統。
(4)要重視防護網的建設。據不完全統計,填埋作業對周圍居民影響最大的是廢塑料飛揚、懸掛問題,不僅造成視覺污染,同時還增加了填埋場向受害者賠償的金額。
3、堆肥存在的問題
堆肥方式所占比例太小。目前采用堆肥處理垃圾的能力僅為500噸/日。
4、焚燒方式還未正式采用
5、垃圾轉運站的作用未完全發揮出來
(二)垃圾管理方面存在的問題
1、北京市的垃圾管理工作就整體而言仍處于以“后處理”為主的階段。按“三化”(指廢物的減量化、資源化、無害化)原則要求,“無害化”已取得重大成績,但 “資源化”才剛剛起步,而“減量化”尚未提到政府工作議事日程。按“三R”(指少產生、再循環、再使用廢物)方針要求,“再循環”處于初始階段,而“再利用”及“少產生”則尚未開始。
2、垃圾的混合收集、混合運輸的運作模式不利于垃圾的綜合利用和無害化處理及處置工作。許多可以回收回用的資源被污染,增加了回收利用的成本,降低了回收利用的效率。
3、現行的管理體制不利于實現垃圾行業的產業化。目前,市政管委直接管理四個城區的垃圾,其余十四個區縣各自管理自己轄區的垃圾,垃圾的處理處置設施分散建設,造成小而全、投資高、運行成本高、經營管理難度大的問題,大都不能實施規模化經營。
4、由于管理體制的限制,現行的垃圾處理處置規劃仍舊以區縣為界,規劃的處理處置設施普遍存在規模小、工藝路線長、投資大、技術人員缺乏、管理難度大等問題。
二、北京市垃圾處理總體思路
(一)處理方式的發展趨勢
城市生活垃圾的處理無論采用哪種處理方式,最終都是以無害化、資源化、減量化為處理的主要目標。從應用技術看,國外城市生活垃圾處理方法有以下發展趨勢:
1、焚燒技術被廣泛使用。由于能源、土地資源日益緊張,焚燒處理并利用余熱發電比例逐漸增多。與傳統的衛生填埋和堆肥相比,垃圾焚燒發電(或供熱)的處理方式能有效減少垃圾重量和體積(分別減少80%和90%以上),減少填埋用地,降低污染,獲取能源效益,實現垃圾后處理過程中的減量化、資源化和無害化,尤其在20世紀80年代中期以后,焚燒發電技術研究開發工作不斷發展,完善了余熱利用系統和尾氣凈化系統,向“資源回收工廠”過渡,焚燒技術作為一種有效的垃圾處理工藝已越來越被經濟發達而土地資源相對緊張的地區所采用。但焚燒方式的投資及運行費用高,尾氣處理不當時會產生二次污染。
2、衛生填埋技術仍占較大比例。衛生填埋的特點是投資及運行費用較低,占用土地多。在垃圾衛生填埋場的整個生命周期中(可能延續幾十年至上百年),必須高度重視填埋場潛在的二次污染。應從垃圾進入填埋場開始起就要對其所產生的氣體、滲濾液、氣味等進行控制,因而對進入的垃圾及填埋場均提出更高要求,可適合的場地越來越少,垃圾的運輸費用及填埋成本不斷提高。歐共體國家已立法規定,從1996年開始,禁止未經處理的垃圾直接進入填埋場填埋。
3、單一的堆肥法一般較少采用。除投資費用較貴的因素外,其主要原因是堆肥產品的銷路困難、銷售價低、質量不易控制。其次,有可能對土壤造成重金屬污染。
(二)垃圾處理總體思路
根據上述分析,北京市對于城市生活垃圾處理的總體思路是:以衛生填埋為主、多種處理處置方法并重。
1、選擇無害化技術的基本原則
(1)要充分考慮城市生活垃圾的成分與特性:城市生活垃圾的成分與特性除了受人民群眾的生活水平和生活方式的影響外,還受生活垃圾的收集方式與運輸方式的影響。如果從產生垃圾的源頭實行垃圾分類收集,分類后的垃圾熱值得到極大提高,就有利于實施焚燒處理,如果將廚余垃圾單獨分離出來,就有利于實施堆肥處理。
(2)要充分考慮城市的自然條件與社會環境,體現因地制宜原則:自然條件包括地理、水文地質、氣候等,社會環境包括土地利用狀況、城市布局、經濟結構、垃圾運距、自然保護區、歷史文物、名勝古跡等。
(3)貫徹實施廢物的“三R”方針及“三化”原則,城市生活垃圾的處理處置技術應向多元化方向發展,向綜合回收處理方向發展。
(4)要堅持垃圾處理處置的可持續發展:一個城市每天都產生垃圾,每天都需要進行垃圾的無害化處理處置,日復一日,年復一年,持續不斷地運作,因此,要從可持續發展的角度,統籌安排,統一規劃,短期計劃與長遠規劃相結合。
(5)要協調好環境效益、社會效益和經濟效益三者的關系,不能顧此失彼,要堅持協調發展。
(6)要適當集中處理,實施規模經營。
2、采用各種無害化技術的比例
北京市城市生活垃圾的成分隨著城市規模的擴大、社會經濟的迅速發展、人民群眾生活水平的提高發生了很大變化。據統計,2001年與1989年相比:垃圾中的灰土由46%降為5%,減少了41%;垃圾中的食品類廢物由33%升為42%,增加了9%;廢塑料由2%升為14%,增加了12%;廢紙類由6%升為 22%,增加了16%。北京市的城市生活垃圾的熱值,不管是分類前還是分類之后均適于進行焚燒處理。分類出來的廚余垃圾適合進行高溫堆肥。
(1)垃圾焚燒發電技術的應用
根據上述選擇原則,北京市在2003-2007年期間,應開始著手建設垃圾焚燒發電廠,選擇引進世界上先進的垃圾焚燒發電技術,改變目前處理技術單一的局面。2008-2020年期間,逐步使垃圾焚燒處理的比例上升到20%左右。其原因如下:
●北京市的混合垃圾熱值在2001年已超過焚燒垃圾低位熱值5000kj/kg,現有的垃圾焚燒發電技術完全能夠焚燒這樣的垃圾。
●北京市近十年的經濟發展速度均超過同期全國的發展速度,創造了著名的“北京速度”,經濟實力雄厚,可以選擇焚燒技術來處理城市生活垃圾。
●北京市原來管理的垃圾中未包含城鄉結合部的垃圾,加上這部分垃圾北京市每天的垃圾量將由現在的約8600噸上升到約11000噸,增加了近28%,如果不擴大現有的無害化處理能力,北京市垃圾無害化處理率事實上相對下降。
● 必須尋找新的填埋場址或擴建原有填埋場,現有的填埋場已占用了300公頃土地,有些還是耕地,垃圾運輸距離已超過40公里,開辟新的填埋場只能越來越遠,垃圾運輸費用越來越高,按噸公里運費3.5元計,每噸垃圾的運費將達到140元以上。為此,如果采用焚燒技術,焚燒廠可選擇在近郊,至少可節省一半的運輸費用。焚燒殘渣送去填埋,減少80%-90%的填埋體積,至此,填埋場的壽命可延長十年左右。當然采用焚燒方式處理垃圾會增加投資和運行費用,減少土地占用量。
(2)堆肥技術的應用
隨著北京市從源頭實行垃圾分類,利用廚余垃圾生產有機肥也是應該采用的垃圾處理技術。北京市的城市生活垃圾中如果有50%的廚余垃圾制成堆肥,根據計算,一年可生產土壤改良劑9.63萬噸,按一畝地施用100公斤土壤改良劑,可用于96.3萬畝農田,即6.42 萬公頃農田,我市現有耕地33.8萬公頃。因此,利用生活垃圾生產出來的堆肥完全可以在本市用完。在經濟條件允許的情況下,在部分垃圾中摻用糞尿、污泥等,還可以生產有機肥料或有機復合肥料。當然,前提是垃圾必須進行分類,以保證堆肥的質量,開辟與發展堆肥市場。估計至2020年垃圾堆肥比例將達到 10%-15%。
(3)繼續以衛生填埋場作為垃圾處理的主導技術
北京市城市生活垃圾的無害化率雖然已達85.1%,但其中80%以上是靠衛生填埋技術實現的,因此,作為主導技術的衛生填埋在今后較長的時期內仍將位居首要位置。考慮到北京市城市生活垃圾以年均3%的速度增長和部分填埋場的封場,垃圾處理處置仍是一項擺在我們面前的嚴峻任務,需要認真對待,統籌安排。總結現行填埋場運行的經驗教訓,應注意以下幾點:
●現有填埋場的規模較小,今后新建的填埋場應適當擴大規模,至少大于3000噸/日,這樣有利于填埋氣的綜合利用,有利于滲濾液的處理,降低垃圾填埋成本。
●組織力量,加強科學研究,徹底解決滲濾液的處理問題。
●提倡文明操作,按計劃分區作業,日埋日益,保護好防滲層。
●對雨天填埋要采取措施,減少雨水進入填埋區和填埋垃圾。
●開辟利用垃圾堆肥的粗產品作為填埋覆蓋土的新材料,克服使用粘土容易存水的弊病。
●逐步限制進入填埋場垃圾中的有機物含量(歐盟國家規定進入填埋場的垃圾中有機物含量不能高于5%),可以減少滲濾液的產生量,強化垃圾分類收集、分類處理,促進堆肥和焚燒技術的應用,最終使填埋垃圾量減少,延長填埋場的使用壽命,減少占用的土地。
(三)值得重視的幾個問題
1、垃圾處理設施的規模問題
目前,北京市遠郊區縣已建或正在籌建的垃圾綜合處理廠,一般的規模為100-200噸/日,采用的技術是分選、高溫堆肥、小型焚燒及填埋等幾種技術組合,有的選擇其中的三種技術組合。堆肥技術和焚燒技術基本上是從國外或境外引進,總投資7000-8000萬元人民幣,采取BOT方式或企業化方式運行。從理論上分析,這種規模顯然不是經濟規模。但區縣的同志認為,如果集中處理會增加很多運輸費用。因此,有必要對遠郊區縣的垃圾處理方案進行詳細的經濟分析,確定到底是相對集中處理好還是像現在這樣分散處理好。
2、垃圾的分類收集和分類運輸問題
無論是從理論還是從經濟上分析,垃圾分類收集和分類運輸都有利于垃圾的處理處置和綜合利用,但問題是垃圾的分類到底要分到什么程度?何時能夠做到普遍分類?根據北京市的具體情況,2001年全市廢品收購量為 200萬噸左右,其中廢鋼鐵占1/3,廢紙類占1/3,廢塑料類占15%,其余為雜類。收購的廢品中有80%送往外地利用,余下的僅進行一些粗加工后賣掉,目前北京市只有極個別的深加工企業。收集的200萬噸廢品沒有計入垃圾的產生量中,這說明北京市民已經進行了分類。當然,目前的分類程度主要取決于廢品回收人員的收購品種,他們愿意收購的才回收,垃圾中仍然混有部分可回收的廢品。盡管市政府已在250個居住小區開展垃圾分類試點,但重點采取大類粗分的原則。全市垃圾達到規范化分類的程度需要三五年或更長的時間,因此處理混合垃圾可能要持續相當長的一段時間,垃圾無害化處理也不能等待垃圾分類完全走上正軌,在選擇垃圾處理處置技術時應充分考慮使設備的適應能力大一些。同時在開展垃圾分類時,應根據現行的垃圾處理處置技術的要求實施分類,如果將分類后的剩余垃圾填埋,只需把可回收的分離出來;如果將分出來的垃圾作堆肥,只要把有機垃圾分出即可;如果將其焚燒,就需要把可燃物分離出來。總之,應根據垃圾處理設施的要求進行分類。
3、垃圾滲濾液問題
目前,我國還沒有經濟實用的、能達標排放的滲濾液處理工藝系統,面對這一難題,一方面應加大投入,組織力量,進行科學研究,爭取盡快有所突破;另一方面要采取措施減少垃圾滲濾液的產生量。如:實施垃圾源頭分類,將廚余垃圾分離出來,就可減少填埋垃圾滲濾液的產生量;在作業過程中保護好防滲層,不要讓防滲層破損等。
4、二噁英問題
二噁英的問題使垃圾焚燒受到諸多非議,嚴重影響著北京等城市的垃圾處理的發展。現代垃圾焚燒技術已經可以通過完全燃燒和完善的煙氣處理解決二噁英問題。垃圾焚燒二噁英的產生量遠遠低于其它生產和生活排放源,采用目前國際上成熟技術的垃圾焚燒系統是安全的。但決不能為了便宜遷就不成熟的技術設備,一定要使用經過檢驗達到環境標準的成熟的技術。另外,應注意選擇合適的垃圾進行焚燒,不能鼓勵任何垃圾都去焚燒。高水分的混合垃圾進行焚燒,輔助燃料占運行成本的很大比例,垃圾焚燒運行成本也很高。
三、搞好城市生活垃圾無害化處理的措施
(一)加強科學研究
垃圾處理處置技術的發展必須依靠科技進步。垃圾處理已被國家列入高新技術領域。“十五”期間要加大力度開展垃圾處理技術和設備的研究開發。建立與社會主義市場經濟體制相適應的科技管理體系,組織行業管理部門、科研機構、高等院校、企業、作業公司等技術力量的合作,進一步提高垃圾處理技術的系統性、配套性的工程開發能力;增強國際間的交流和合作,引進、消化、吸收國外先進技術和經驗,實現國產化;通過國家或北京市重點技術創新項目計劃和重大技術裝備研制項目的實施,以科技新成果推動垃圾處理事業的發展。通過努力,使北京市各項垃圾處理技術在2010年達到國際先進水平。為此,需要開展下列工作:
1、建立北京市第一座規模大于或等于1000噸/日垃圾焚燒發電廠;
2、確定遠郊區縣垃圾綜合處理廠的規模、數量、廠址;
3、研究完善垃圾滲濾液處理技術;
4、研究開發垃圾填埋氣發電技術和設備;
5、進行廚余垃圾就地處理和集中處理的技術經濟分析;
6、研究開發垃圾機械分類的技術和設備,如有色玻璃與無色玻璃的分離、含氯塑料與無氯塑料的分離、有機垃圾與無機垃圾的分離等;
7、研究開發高技術層次垃圾堆肥成套技術及配套設備。
(二)改革垃圾處理的投融資機制和運營機制
垃圾處理是一項公益事業,也是一項產業;應該以政府為主體,而不是政府一家包辦。必須向社會、民間、企業和外資等方面拓展,變單一的籌資渠道逐步轉變成為多種渠道。
北京市已正式開始實施垃圾收費,但由于多種原因實行垃圾收費的范圍仍然有限,收取的金額遠遠抵不上投入,未能發揮這一經濟措施應有的作用。據了解,新加坡由市政府出面向銀行貸款建垃圾焚燒廠,每年分期償還。垃圾清運費用采取招標的辦法,確定清運公司和清運區域,清運越多,清運公司收入的垃圾費越多。每輛車運抵焚燒廠后,焚燒廠過磅交焚燒廠處理費,剩下的即為清運公司的收益。垃圾焚燒廠則以處理費、賣電和賣熱為主要收入,加之政策上的保證,一直運行很好。這些做法值得借鑒。
(三)統籌規劃統一協調
市政府應組織有關部門統籌規劃,制定城市生活垃圾規劃,環衛、環保、工商、經濟部門協同運作,從商品生產、銷售、消費到垃圾分類、回收、清運、綜合利用、無害化處理全過程統一安排,改變目前多種渠道、分頭管理、某些環節銜接不好的局面。

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