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(河南大學(xué)邁阿密學(xué)院,河南 開封 475000)
隨著工業(yè)的快速發(fā)展、人民生活質(zhì)量的提高、城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及城鎮(zhèn)居民數(shù)量的持續(xù)增加,我國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)生量從1990年的6 767萬(wàn)t迅速增加至2010年的15 805萬(wàn)t,同比增長(zhǎng)234%。目前,我國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)生量為17 080萬(wàn)t,約占世界生活垃圾產(chǎn)生量的13%[1]。同快速增長(zhǎng)的城生活垃圾量相比,我國(guó)的垃圾處理技術(shù)還處于比較落后的階段,生活垃圾不能得到及時(shí)有效的處理,已經(jīng)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。
我國(guó)生活垃圾的突出特點(diǎn)之一就是增長(zhǎng)速度快,這與我國(guó)人口數(shù)量息息相關(guān)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,我國(guó)居民產(chǎn)生的生活垃圾總量快速增長(zhǎng)。很多大城市的繁華吸引著各地區(qū)人們紛紛涌入來尋找機(jī)會(huì),由于流動(dòng)人口和常住人口的迅速增加,這些大城市平均產(chǎn)生的垃圾量也比小城市高出很多,北京、上海、深圳等城市的垃圾增長(zhǎng)量已經(jīng)超過世界的垃圾平均增長(zhǎng)量。
現(xiàn)在幾乎所有的城市垃圾箱都會(huì)用可循環(huán)利用、不可循環(huán)利用這兩個(gè)標(biāo)識(shí)來區(qū)分垃圾。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,由于物質(zhì)消耗十分迅速、食品結(jié)構(gòu)發(fā)生變化、資源利用開始朝著新形式發(fā)展等多種原因,生活垃圾了發(fā)生構(gòu)成成分的變化。從宏觀的角度來看,生活垃圾中的有機(jī)物質(zhì)、可燃性物質(zhì)、可循環(huán)回收利用物質(zhì)等逐漸增多,導(dǎo)致生活垃圾的燃燒熱值有了顯著的提高。從時(shí)間角度來看,生活垃圾會(huì)隨著季節(jié)的轉(zhuǎn)變而改變當(dāng)下的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。
城市生活垃圾普遍含水量高,原因主要是食品廢物是我國(guó)生活垃圾的重要組成部分,占比超過50%,而紙類和織物等廢棄物具有強(qiáng)烈的吸水性。在重力和堆積壓力的作用下,食品廢物中的大量蔬菜水果的組織水和食品剩余物的湯汁流出時(shí)會(huì)被垃圾中的紙質(zhì)和織物類組分吸收,使其含水率大幅提高,甚至達(dá)到水分飽和的狀態(tài)。由于生活垃圾的物理組分隨季節(jié)變化較大,垃圾的含水量增加在夏季尤為明顯。大量的夏季瓜果蔬菜的消費(fèi)使得一些北方城市的垃圾含水量能高達(dá)70%左右。
我國(guó)城市生活垃圾含水量的增加,給處理和利用帶來了大量問題:在混合垃圾分類回收中,各組分相互黏連,降低分選效率;在焚燒處理中,降低垃圾低位熱值,不利于熱能回收;在填埋處置中,滲濾液產(chǎn)量高,增加二次污染控制成本[2]。
目前,我國(guó)的城市生活垃圾一般可按照組分分成三大類:有機(jī)物質(zhì)類、不可回收利用類和可回收再利用類。目前,我國(guó)居民的垃圾分類處理意識(shí)并不強(qiáng)烈,我國(guó)在垃圾處理方面投入資金較少,我國(guó)的城市垃圾一般采取定點(diǎn)投放、混合收集方式,在小區(qū)內(nèi)設(shè)立大垃圾箱,由環(huán)衛(wèi)部門定時(shí)從垃圾箱中收集生活垃圾并轉(zhuǎn)送到垃圾中轉(zhuǎn)站。由于環(huán)衛(wèi)部門很難再?gòu)某蓢嵉睦羞M(jìn)行翻找查看來實(shí)現(xiàn)分類的目的,基本上生活垃圾從混合收集開始就不再進(jìn)行分類處理而是直接進(jìn)行填埋或焚燒處理。這樣就造成了垃圾混合、雜亂堆放的問題,不能從中有效地回收可循環(huán)利用的材料,造成資源浪費(fèi),而很多需要特殊處理的生活垃圾也因?yàn)榛旌咸幚聿划?dāng)而對(duì)環(huán)境造成危害。
目前,在中國(guó),資源回收利用做得最好的群體居然是拾荒者。他們將路邊、街邊人們丟棄的生活垃圾進(jìn)行二次收集,將可重復(fù)利用的資源挑選出來拿到舊貨市場(chǎng)或回收站進(jìn)行交易,一些可循環(huán)資源以此實(shí)現(xiàn)了再利用,變成其他產(chǎn)業(yè)的原料。
目前,我國(guó)應(yīng)用最廣的垃圾處理技術(shù)是垃圾填埋法,該方法在所有的處理技術(shù)中是最直接和便捷的,但是其缺點(diǎn)也比較明顯,需要占用很大的空間,并且對(duì)填埋區(qū)的條件也有一些限制性的要求。一些二三線城市的垃圾中沒有太多的可燃性物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì),最直接、省力氣的處理方法便是填埋法。很多填埋場(chǎng)都非常簡(jiǎn)易,填埋后沒能及時(shí)進(jìn)行覆蓋,也沒有專業(yè)的垃圾過濾設(shè)置。有些垃圾的過濾設(shè)置沒達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),就會(huì)影響地下水、土壤和空氣的質(zhì)量,甚至?xí)绊懭梭w健康。垃圾填埋場(chǎng)附近的植被污染已經(jīng)成為世界性的污染難題,造成的經(jīng)濟(jì)和資源損失不容小覷。生活垃圾的填埋環(huán)節(jié)很難做到衛(wèi)生填埋的標(biāo)準(zhǔn)化,垃圾滲透也沒有相關(guān)的專業(yè)技術(shù)作為支撐,這兩個(gè)因素都是填埋法沒有解決的難題。
我國(guó)在使用焚燒法技術(shù)來處理生活垃圾時(shí),通常會(huì)把焚燒過程中產(chǎn)生的熱量變?yōu)檎羝?,從而直接用來發(fā)電。焚燒法要求垃圾的燃燒值高,以達(dá)到垃圾燃燒的標(biāo)準(zhǔn)。目前,焚燒法開始逐漸在各個(gè)省應(yīng)用。但是對(duì)于很多城市來說,焚燒法是性價(jià)比較低的技術(shù),因?yàn)檎w的投資建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)都需要花費(fèi)大量的人力和財(cái)力,明顯比填埋法的成本高。運(yùn)營(yíng)成本也明顯影響焚燒法的全面推廣,但是從國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展來看,焚燒法還是有很大的發(fā)展空間。
我國(guó)人口眾多,自古以來便是農(nóng)耕大國(guó),肥料需求龐大,不管是化肥還是農(nóng)家肥都不足以滿足農(nóng)業(yè)種植需求。生活垃圾堆肥技術(shù)就是利用微生物對(duì)生活垃圾進(jìn)行降解,使其從一種腐殖質(zhì)的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為微生物。其間通過與氧氣、微生物的合作,釋放出一定的二氧化碳、熱量、腐殖質(zhì)以及水分,這樣就能夠利用其對(duì)土壤進(jìn)行改良[3]。當(dāng)前,我國(guó)的堆肥技術(shù)以露天堆肥為主,并且采用靜態(tài)方式進(jìn)行。隨著技術(shù)不斷創(chuàng)新,很多城市如北京、上海、天津、無錫等地開始自主研發(fā)適合本地實(shí)際的堆肥生產(chǎn)機(jī)械。結(jié)合國(guó)外成功典范,堆肥期間添加其他肥料進(jìn)行配合,把肥料變成綜合型肥料,使其應(yīng)用于花園、林場(chǎng)等種植領(lǐng)域。綜合來看,堆肥法垃圾處理技術(shù)在日后一定會(huì)有更加廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。
近年來,生活垃圾的處理技術(shù)隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)和新技術(shù)的開發(fā)。
針對(duì)生活垃圾的低熱值、高含水率等問題,我國(guó)垃圾處理設(shè)備應(yīng)該朝著新型高效的方向發(fā)展。在生活垃圾熱處理技術(shù)改進(jìn)方面,歐洲國(guó)家(英國(guó)、意大利等)對(duì)垃圾焚燒爐的類型、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與煙氣處理裝置進(jìn)行了設(shè)備方面的改進(jìn),同時(shí)也在處理工藝方面進(jìn)行了改進(jìn)。例如,垃圾衍生燃料法在垃圾源頭對(duì)紙與塑料進(jìn)行分離,并重復(fù)利用作為焚燒爐的燃料。另外,因?yàn)樯罾泻幸欢ǖ穆然?,燃燒排放的煙氣含有氯化氫氣體,作為一種酸性氣體,其會(huì)對(duì)垃圾處理設(shè)備進(jìn)行腐蝕,導(dǎo)致垃圾處理效率降低[4]。因此,未來應(yīng)該開發(fā)出一些適合于當(dāng)前、具有防腐蝕性的垃圾熱處理金屬材料。
近年來,在垃圾處理技術(shù)開發(fā)中,生物處理技術(shù)作為一項(xiàng)無毒害的技術(shù)獲得了學(xué)者的青睞。例如,采用蚯蚓對(duì)有機(jī)垃圾進(jìn)行處理,可以將其轉(zhuǎn)變?yōu)闊o臭味的高肥效糞土,同時(shí)可以通過大量的蚯蚓獲得醫(yī)療治療所需的原料,另外,富含高蛋白質(zhì)的蚯蚓,是家禽、水產(chǎn)養(yǎng)殖的天然優(yōu)質(zhì)飼料,因此可以實(shí)現(xiàn)一舉多得的效果[5]。在國(guó)內(nèi),生物處理技術(shù)在生活垃圾中的應(yīng)用還處于起步的階段,但是已有學(xué)者在開展生物處理生活垃圾的工藝路線、處理工藝參數(shù)等方面的研究,結(jié)果表明,生物處理技術(shù)是對(duì)生活垃圾進(jìn)行無害化與資源化處理的一條高效途徑。另外,在生物處理技術(shù)方面,人們可以發(fā)展和推廣生物發(fā)酵復(fù)合肥技術(shù)和生物反應(yīng)器填埋技術(shù),前者可以通過生物發(fā)酵時(shí)間、溫度等條件的研究,提高復(fù)合肥的肥效,并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn);后者可以通過在反應(yīng)器內(nèi)控制微生物對(duì)易降解或較易降解的有機(jī)物進(jìn)行快速轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)垃圾的清潔衛(wèi)生填埋。
在我國(guó)大部分地區(qū),生活垃圾的堆肥技術(shù)處理存在三個(gè)問題。一是垃圾分類率低。對(duì)垃圾進(jìn)行分類是堆肥處的必要步驟。收集垃圾時(shí),我國(guó)通常不進(jìn)行分類就將其全部倒進(jìn)垃圾車中,所以其中會(huì)含有很多堅(jiān)硬物和有害物,如果直接用于堆肥會(huì)對(duì)其他資源帶來很大的影響。二是整體堆肥技術(shù)處理效率低,主要原因是機(jī)械生產(chǎn)和專業(yè)人士操作存在較多問題,不能保證設(shè)備高效率使用。三是堆肥產(chǎn)品使用范圍小,在成功堆肥后后期的銷售環(huán)節(jié)出現(xiàn)了困難。成品不是很好的肥料只能低價(jià)處理,不能遠(yuǎn)程運(yùn)輸,因此提高垃圾堆肥效率和打通產(chǎn)品銷售環(huán)節(jié)是目前需要重點(diǎn)解決的問題。未來,堆肥的發(fā)展方向應(yīng)是使有機(jī)復(fù)合肥達(dá)到成套批量生產(chǎn),機(jī)械化能夠同使用技術(shù)相匹配。
每一種垃圾處理技術(shù)都存在自身的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。我國(guó)幅員遼闊,城市生活垃圾的成分和人們的環(huán)保意識(shí)、垃圾分類能力都存在差異,城市生活垃圾不能只用一種處理方式,要因地制宜[6]。針對(duì)不同的處理方式,人們可以進(jìn)行相應(yīng)的垃圾分類,有機(jī)物含量高的垃圾分類到堆肥技術(shù)處理,熱值點(diǎn)高的垃圾可以分到焚燒技術(shù)處理。人們應(yīng)從各項(xiàng)處理技術(shù)中選擇較為合理的、存在優(yōu)勢(shì)的技術(shù),努力做到廢物利用,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
近年來,經(jīng)濟(jì)粗放式發(fā)展帶來的負(fù)面影響正在日益顯現(xiàn),我國(guó)的生活垃圾逐年增多。提前做好垃圾分類,進(jìn)行無害化和減量化的處理刻不容緩[7]。目前,我國(guó)的生活垃圾產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速、成分變化大、含水量增加,給垃圾分類和處理都增大了難度。而傳統(tǒng)的填埋法、堆肥法、焚燒法已經(jīng)難以承受現(xiàn)在的垃圾壓力。如果生活垃圾不能得到及時(shí)有效的處理,將會(huì)影響人們的正常生活。提高人們的垃圾分類意識(shí),提倡綠色環(huán)保的生活方式,控制住垃圾產(chǎn)生的源頭,減少不必要產(chǎn)生的垃圾,才能從根本上解決垃圾增長(zhǎng)過快的問題。