【原】垃圾分類有助于優化垃圾處理體系

[摘要]分析了預處理的作用，得出了預處理及其與焚燒、填埋聯合是解決垃圾處理問題的關鍵的結論。

[關鍵詞]垃圾，預處理，綜合處理，公共管治

[分類號]X321

綜合應用分類、回收、焚燒、填埋等垃圾處理方法，合理配置各種處理方法的作用，建立健全垃圾處理體系，可以提高資源品質與回收比例，提高現有處理設施的消納能力，有效解決垃圾處理問題。分類回收等預處理是解決垃圾圍城問題的關鍵。本文以某城市垃圾處理為例，說明垃圾預處理及其與焚燒填埋等處理相鏈接組成生態工業園的重要性。

1.問題的提出

某城市日產垃圾7500噸，現有一座日處理1000噸的焚燒發電廠和一座設計日處理能力2200噸的衛生填埋場，計劃建設多座日處理能力2000噸、4000噸不等規模的焚燒發電廠，但多數焚燒廠至今仍未動工。不能動工的表面原因是當地居民反感，但內在原因卻是建設這么多而大的焚燒廠本身的不合理性。

垃圾焚燒發電廠投資大、運行成本高、噪聲和二惡英等污染物排放控制的難度大，是典型的鄰避設施，容易引起當地居民反感，更糟糕的是計劃中的第二焚燒廠（處理能力2000噸/日）毗鄰現有的焚燒發電廠，而且焚燒廠和填埋場都位于一個區，使得整個區似乎成了政策成本的承擔著，不滿情緒由設施所在地附近蔓延到一個區，增大了解決問題的難度。

雖然該城市推行了新公共管治措施，兼顧社區發展和加強沖突管理，注重行政引導和經濟激勵機制，但還是不能解決問題。此種局面警示，應該采用新的垃圾處理方案以替代多而大的焚燒廠方案。

其實，德國的經驗已經表明，填埋，或焚燒與填埋相結合，甚至推行清潔生產，垃圾處理設施的建設速度都跟不上垃圾增量速度，還必須將資源回收利用才能有效解決垃圾問題，目前，德國生活垃圾的回收利用率高達50%。

   縱觀我國生活垃圾處理歷史，農業經濟時代，垃圾產量低，組成簡單，通過土地回用（簡易填埋）和家禽食用等自然處理方法便可得到妥善處理；隨著工業經濟的發展，垃圾產量日益增大，垃圾成分日益復雜，必須通過工業化處理方式才能解決日益突出的圾處理問題。焚燒發電因其見效快、減容效果明顯、回收能量和工程投資大，受到管理部門和工程界歡迎，甚至一度成為垃圾處理體系的替代品，——正是這種以偏概全的短視導致了目前的垃圾分類處理被動局面。

從資源利用效率角度而言，原生垃圾混燒發電也不是一種最佳途徑。一是垃圾熱值低，現有焚燒發電廠（混燒）入爐垃圾的熱值在4500—6000kJ/kg，剛跨入能源利用門檻，而且，為了達到這個熱值門檻值，入廠垃圾須在儲存坑內堆放一天以上，以去除5%以上的水分，代價卻是臭氣度增大；二是自耗電比例高，能量利用率低，焚燒發電廠自耗電占發電量的比例在15%—20%，能量利用效率最高能到20%左右，如現有垃圾焚燒發電廠自耗電比例高達20%以上，而能量利用效率不到20%；三是爐渣和飛灰需要處理且處理難度大，飛灰（尤其是酸性氣體吸收塔和布袋除塵器捕集物）是危險固廢，需要安全處置，爐渣成分也因不完全燃燒而復雜，在作為資源再利用前需要處理，或只能衛生填埋。按德國循環經濟和廢物處置法，這種狀況下的混燒發電只能算作垃圾熱處理，而不能看成是資源利用，發電的目的僅僅是為了獲得一定收入以抵償部分焚燒處理費用，代價卻是降低了垃圾的資源利用效率和提高了垃圾處理費用，我國在運行和在籌建的垃圾焚燒發電廠都處于這種狀況。

由此看來，從技術、經濟和社會角度衡量，以原生混合垃圾焚燒發電為主的處理方案不是我國垃圾處理的適宜方案，這里介紹一種組合方案：以分選為核心的預處理廠、焚燒發電廠和填埋場組成的生態工業園。

2.生活垃圾的預處理

2.1垃圾預處理流程與物質流

以圖1給出的某城市生活垃圾典型組成為例。該垃圾含80%可燃物和20%不可燃物，可燃物由廚余、紙屑、布條、草木、塑料、橡膠和皮革組成，不可燃物由渣石、玻璃、罐頭盒、有色金屬和黑色金屬組成。圖2給出了一種可行的組合處理方法（生態工業園物流圖），由預處理、焚燒和填埋組成，其中預處理包括破袋、篩分、人工分選、氣力（或水力）分選和煙氣干燥，這種安排目前是不難實現的^[1]。

圖3給出了1噸垃圾預處理后各類物料的數量。經過分選處理，從1噸垃圾中分揀出可回收物質255kg（紙類、塑料、玻璃、金屬），可燃物144kg（竹木、布類、部分廚余）和不可燃物89kg（渣石等），共488kg（干物質399kg），余下512kg（干物質132kg）為殘留物，這部分物料因含水率高達74.2%不宜直接焚燒或填埋，應先干化或直接發酵處理。

為了減少占地，擬打算先將殘留物干燥然后焚燒，如干燥成含水率46.8％的顆粒物料（該含水率受焚燒爐最大熱負荷限制），這樣，殘留物中便有264kg水分被蒸發（如干燥效率60％，則需要熱量1100MJ），余下的248kg固體物料將與分選出來的可燃物混合、加工成392kg燃料（濕基熱值約7500kJ/kg，符合現有焚燒爐允許的最大熱值要求）。該燃料中，147kg焚燒干燥殘留物，實際只有245kg送去焚燒發電廠焚燒，由此可見，經過預處理后，只有24.5%的物料需要焚燒發電廠處理。值得指出的是，增設獨立的焚燒干燥器起到了提高現有焚燒爐消納能力的作用，這種安排是有意義的。

2.2垃圾預處理的主要作用

2.2.1減少二惡英的生成量

去除燃料中含氯塑料將減少二惡英的生成量，是控制二惡英排放的主動措施^[2]。垃圾焚燒產生二惡英的機理較復雜，少量二惡英源于燃料原攜帶，但主要部分還是焚燒過程生成，一般認為二惡英的生成機理有高溫合成、低溫生成和前趨物合成三種，這三種機理產生作用都是因為垃圾中存在含氯塑料和氯鹽類物質。預處理去除90%以上塑料，極大降低了含氯塑料量，從根本上控制了二惡英的生成，甚至可使二惡英生成量減少90%以上，降低了二惡英污染的風險。

此外，預處理采用了殘留物干化工藝，該工藝不僅制得了燃料，而且解決了高濃度有機廢水的處理問題，蒸發水冷凝后還可循環利用，起到了資源環境保護作用。分選車間的空氣用作焚燒干燥器的助燃空氣，保證分選車間衛生條件達標。

2.2.2提高垃圾的資源品質

經過預處理，25.5%的垃圾成為可回收物質，可以直接利用，效率和品質都得到了提高；39.2%的垃圾成為較高品質的燃料，不僅熱值高，危害性降到極低，對焚燒設施的技術與操作要求降低，甚至可用作工業鍋爐的燃料，焚燒后爐渣、飛灰和煙氣的處理難度與成本也大幅下降，其焚燒處理的可操作性大幅提高，提高了垃圾資源利用的經濟效益。垃圾是種低品質資源，預處理提高了待用物質的品質，有利于提高資源利用效率，而且，預處理暗合了物質利用優先的潛規則。盡管物質利用和能源利用都是同等重要的資源利用方式，但事實上，出于利用效益的考慮，物質利用具有優先權^[3]。

2.2.3提高現有設施的消納能力

預處理可以大幅提高焚燒爐與填埋場消納垃圾的能力。預處理后，只有24.5%的垃圾需要焚燒發電廠焚燒處理，換言之，原只能焚燒1噸清運垃圾的焚燒爐，現在可消納4噸多清運垃圾。而且，由于罐頭盒、玻璃和金屬被分選出來，燃料焚燒后的爐渣和分選出來的不可燃物總量將小于清運垃圾混燒的爐渣量，一般不到清運垃圾量的25%，也就是說，4噸清運垃圾經過預處理和焚燒處理后，只有不到1噸的不可燃物需要填埋，原設計消納1000噸垃圾的填埋場現在便可以消納4000噸清運垃圾；即使垃圾預處理后，可燃物也填埋處理，1噸垃圾也只有48.1%需要填埋，原設計消納1000噸垃圾的填埋場現在也可以消納2000噸以上清運垃圾。由此可見，預處理將成倍提高焚燒廠和填埋場的消納能力。

3.虛擬型生態工業園方案

虛擬型生態工業園由分散的填埋場、焚燒發電廠、預處理廠和信息系統組成。先在計算機上建立起各企業間的物、能交換聯系，然后再予以實施，形成以廢水——水力分選、燃料與廢氣——焚燒干燥和焚燒發電、不可燃物——填埋和可回收物質——資源回收站的物質流與能量流，實現園區內工業共生和污染物“零排放”的目標。既克服了各企業布局相對分散的現實制約，又降低了征地費用，同時還提高了填埋場、焚燒發電廠和其它廢棄物處理設施的實際消納能力和資源利用效率。

3.1增建預處理廠和信息系統

現假設只增建一座4000噸垃圾預處理廠和信息系統。按日產7500噸清運垃圾考量，那么，該生態工業園每日可回收資源1020噸，發電18MW，填埋處置約4500噸，產生滲濾液650m³（目前產量990m³以上）。與目前處理水平比較（1000噸焚燒發電，其余6500噸垃圾和爐渣填埋），多回收資源1020噸（收入110萬元），多發電12.5%（收入2.64萬元），少填埋2200噸（少支付營運費3.96萬元，而且延長了填埋場使用壽命），少產生滲濾液340m³（少支付處理費2.70萬元），此外，每日還可以回收水近千噸。其意義不僅僅在于經濟收益，更重要的是減小了焚燒廠和填埋場的建設數量與規模。

3.2增建焚燒發電廠和擴大預處理廠規模

以日處理10000噸垃圾規模為目標，增建若干座總處理能力為10000噸的預處理廠，增建一座處理能力1500噸的焚燒發電廠，形成2500噸焚燒處理能力，保證燃料在工業園內全部焚燒。該方案每日可回收資源2550噸，發電45MW，填埋處置約2100噸，產生滲濾液200m³。與7000噸焚燒和3000噸填埋方案比較，多回收資源2550噸（收入275萬元），少發電65MW（少收入85.8萬元），少填埋2300噸（少支付營運費4.14萬元），少產生滲濾液850m³（少支付處理費6.8萬元），工業園方案每日的經濟收入高出焚燒填埋200多萬元。

4.結論與建議

解決城市垃圾處理問題的關鍵是建設預處理廠，而非大規模的焚燒發電廠和填埋場。垃圾預處理不僅可以回收資源，提高垃圾的資源品質，還可以成倍提高現有處理設施的消納能力。應該轉變觀念，推動垃圾預處理廠建設，并整合現有處理設施，使之形成生態工業園，既具有資源環境保護價值，又具有社會經濟意義，尤其是避免和減輕了鄰避反應，有利于和諧社會的建設。

參考文獻

[1] 裴振明,高忠愛等編.固體廢物的處理與處置[M].北京：高等教育出版社，1993.PP70—119

[2]蘇勇超，熊孟清，伍乃琪.爐排爐焚燒垃圾過程中二惡英的控制.上海電力學院學報[J]，2005（2）：153—156

[3]江源，劉運通，邵培.城市生活垃圾管理[M].北京：中國環境科學出版社，2004.P37

Integrated Treatment Project of Solving The MSW Treatment Problem

Xiong Mengqing^①，Zhang Cui^②,Su Yongchao^③

（①Guangzhou City’s Management Center of Municipal Waste,510170  ②Guangdong Pharmaceutical University ③Guangzhou Municipal Engineering Design and Research Institute,510060）

[Abstract] The present situation and problen in MSW management of some city is introduced in this paper.The importance of pretreatment is analyzed,and the conclusion is given that pretreatment coupled with incineration and disposalis the key to solve MSW treatment problems.Also,some suggestions are submitted.

[Keywords]Waste，Pretreatment，integrated treatment，Public management