嚴(yán)貴
(廈門市環(huán)境衛(wèi)生中心,福建 廈門 361000)
隨著人們生活水平的提高,垃圾產(chǎn)生量也在持續(xù)增長(zhǎng)。日益增加的生活垃圾造成了居住環(huán)境不斷惡化,而傳統(tǒng)的焚燒、填埋等垃圾處理方式容易造成環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。為此,通過垃圾分類收運(yùn)、處置的方式,改善居民生活環(huán)境水平,減少垃圾末端處置量,實(shí)現(xiàn)垃圾資源利用成為當(dāng)下緊迫的任務(wù)。近年來,垃圾分類在全國全面開展,其中地級(jí)及以上城市全面啟動(dòng),根據(jù)國家的部署要求,2023 年底前地級(jí)及以上城市居民小區(qū)覆蓋率達(dá)到90%以上,2025 年底前基本實(shí)現(xiàn)全覆蓋,因此垃圾分類已成為城市管理的一項(xiàng)重要工作。依據(jù)國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的《生活垃圾分類標(biāo)志》(GB/T 19095—2019)規(guī)定,生活垃圾分類為其他垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和可回收物,垃圾分類造成了垃圾投放方式發(fā)生變化,也使得處置方式由原先的焚燒、填埋為主變?yōu)榉贌⑻盥?、堆肥、綜合利用并行的情況。
目前我國大多數(shù)城市垃圾分類主要是將生活垃圾分為其他垃圾、廚余垃圾、有害垃圾和可回收物4 類,其中廚余垃圾與其他垃圾占主要部分,可回收物以及有害垃圾占比相對(duì)較小。因垃圾分類知識(shí)普及率以及居民素質(zhì)、意愿等原因,垃圾分類投放準(zhǔn)確率與4 類垃圾產(chǎn)生的實(shí)際情況一直存在一定差距。以南方某市為例,2017 年下半年該市正式啟動(dòng)垃圾分類,在2018—2022 年5 年內(nèi)的時(shí)間,城鎮(zhèn)居民生活垃圾分類投放實(shí)際情況如圖1 所示,其中廚余垃圾投放量占比由6.7%升至21.4%,其他垃圾投放量占比由93.3% 降至74.9%,可回收物投放量占比由不到1%升至3.7%,有害垃圾占垃圾總量不足0.1%。上述情況說明隨著垃圾分類工作不斷持續(xù)推進(jìn),垃圾分類投放工作也在不斷取得進(jìn)步。我國居民區(qū)產(chǎn)生的廚余垃圾可達(dá)生活垃圾總量的50%[1],可回收物約占垃圾總量的20%[2],而該市的廚余垃圾可回收物實(shí)際投放量比例與之相比仍有較大差距,說明該市居民垃圾分類準(zhǔn)確投放率相對(duì)較低,有大量生活垃圾未實(shí)現(xiàn)分類投放或是未被準(zhǔn)確分類投放,垃圾分類投放還需長(zhǎng)時(shí)間對(duì)廣大居民教育、宣導(dǎo)。
圖1 居民生活垃圾分類投放占比圖
生活垃圾在經(jīng)過分類投放、收集后,根據(jù)種類集中運(yùn)往末端分類處理設(shè)施進(jìn)行處理,其中其他垃圾主要用于焚燒發(fā)電,廚余垃圾則是采用堆肥處理或是綜合利用,可回收物采用商務(wù)資源回收利用系統(tǒng)進(jìn)行利用,有害垃圾則是采取專業(yè)的無害化處理。因垃圾分類投放準(zhǔn)確率問題,進(jìn)入垃圾焚燒處理廠的其他垃圾和進(jìn)入廚余垃圾處理廠的廚余垃圾都混有一定比例的非處理目標(biāo)垃圾。尤其是對(duì)于進(jìn)入廚余垃圾處理系統(tǒng)的非處理目標(biāo)垃圾,需要將其中非處理目標(biāo)垃圾分離出來,以避免對(duì)后續(xù)處理造成不良影響甚至系統(tǒng)停擺。隨著垃圾分類工作的持續(xù)推進(jìn),垃圾分類準(zhǔn)確率不斷提高,各類垃圾處理設(shè)施的入場(chǎng)垃圾中非處理目標(biāo)垃圾占比逐漸降低。如圖2、圖3 所示,在2018—2022 年的5 年內(nèi),垃圾焚燒處理廠入場(chǎng)的生活垃圾中其他垃圾占比由50%升至63%,廚余垃圾占比由26%降至20%,可回收物占比由24%降至17%。進(jìn)入廚余垃圾處理廠的生活垃圾中的廚余垃圾占比由50%升至75%,可回收物占比由32%降至16%,其他垃圾占比由18%降至9%。
圖2 垃圾焚燒廠入場(chǎng)垃圾占比變化圖
圖3 廚余垃圾處理廠入場(chǎng)垃圾分類占比變化圖
垃圾焚燒作為國家主要扶持的垃圾處置工藝,根據(jù)“十四五”規(guī)劃,到2025 年全國城市生活垃圾焚燒處理能力將占比65%,將會(huì)是國內(nèi)垃圾處理的最主要方式[3],因垃圾分類造成的入廠垃圾成分變化必然對(duì)垃圾焚燒效果造成影響。如圖4、圖5 所示,2018—2022年的5 年內(nèi),垃圾焚燒廠的入廠垃圾中可燃物成分不斷攀升,其占比由27%升至42%,而含水率則相反,占比由53%降至45%,不斷下降。上述情況造成垃圾焚燒廠的入廠垃圾垃圾熱值不斷提升,由原來的5 500 kJ/kg 逐漸提升至7 500 kJ/kg。
圖4 垃圾焚燒廠入場(chǎng)垃圾熱值及可燃物變化圖
圖5 垃圾焚燒廠入場(chǎng)垃圾含水率及灰分變化圖
隨著垃圾分類工作進(jìn)一步推進(jìn),生活垃圾不斷被精確分類,進(jìn)入生活垃圾焚燒發(fā)電廠的入廠垃圾成分將持續(xù)變化,垃圾熱值會(huì)進(jìn)一步提高。而垃圾熱值變化,將對(duì)焚燒爐和余熱鍋爐的性能提出新的要求,這就需要原有的生活垃圾焚燒發(fā)電廠對(duì)此類情況進(jìn)行提前預(yù)判,并且采取應(yīng)對(duì)措施,以降低熱值升高對(duì)設(shè)備造成的不良影響,而新建的生活垃圾焚燒發(fā)電廠在設(shè)計(jì)時(shí)要統(tǒng)籌考慮熱值變化。
垃圾滲濾液作為生活垃圾主要的二次污染物,其產(chǎn)生主要來源是垃圾自身水分、有機(jī)物分解產(chǎn)生的水分以及自然降水等,其中垃圾自身水分、有機(jī)物分解產(chǎn)生的水分主要來源于廚余垃圾,故而填埋或焚燒的生活垃圾中廚余成分占比高低會(huì)直接影響垃圾滲濾液的產(chǎn)生量,隨著垃圾分類的推進(jìn),廚余垃圾從垃圾中被不斷分離開來,從而造成垃圾填埋場(chǎng)或是垃圾焚燒廠的垃圾滲濾液的產(chǎn)生量會(huì)逐步減少[4]。如圖6 所示,2018—2022 年的5 年內(nèi),垃圾分類收集后的其他垃圾產(chǎn)生的垃圾滲濾液由原先的107 t/kt 降到65 t/kt,降幅達(dá)到39%。
圖6 每千噸其他垃圾年平均滲濾液產(chǎn)量變化圖
除產(chǎn)生量外,垃圾滲濾液的水質(zhì)也會(huì)隨垃圾分類的開展發(fā)生變化,如圖7、圖8 所示,2018—2022 年的5 年內(nèi),氨氮濃度從2 600 mg/L 降至1 800 mg/L,COD由8 200 mg/L 降至4 500 mg/L,其主要原因在于進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)或是垃圾焚燒廠的其他垃圾中有機(jī)物含量逐漸降低,造成垃圾滲濾液中氨氮和COD 濃度也隨之逐漸下降。與之對(duì)應(yīng)的則是垃圾滲濾液的pH 處于上升狀態(tài),其值由7.80 升至8.75。其原因在于垃圾分類后,因有機(jī)物形成的酸性污染物不斷減少,進(jìn)入垃圾滲濾液的堿性污染物占比則不斷增加,從而造成垃圾滲濾液pH 的上升。
圖7 垃圾滲濾液氨氮和COD 變化圖
圖8 垃圾滲濾液pH 變化圖
上述情況的變化對(duì)于后續(xù)的垃圾滲濾液處理系統(tǒng)有正反兩方面影響,有利的一面是隨著垃圾滲濾液進(jìn)水污染物濃度的降低,使得處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷下降,可以更好的處理氨氮、COD 等污染物;不利的一面在于,由于有機(jī)物濃度降低,其碳氮比也會(huì)出現(xiàn)變化,可以會(huì)出現(xiàn)失衡的情況,從而會(huì)對(duì)后續(xù)處理中脫氮過程造成不良影響。
5.1 隨著2018 年至2022 年的垃圾分類工作的推進(jìn),我國城鎮(zhèn)居民垃圾分類準(zhǔn)確投放率有所提升,但依舊存在相當(dāng)程度的垃圾混合情況,存在垃圾分類準(zhǔn)確率不高,垃圾投放錯(cuò)誤的問題,這需要長(zhǎng)期的宣傳與引導(dǎo),垃圾分類工作將是我國一項(xiàng)長(zhǎng)期持續(xù)的工作。
5.2 垃圾分類后,進(jìn)入生活垃圾焚燒廠的垃圾出現(xiàn)可燃物含量上升,含水率下降的情況,其熱值在5 年內(nèi)由5 500 kJ/kg 提升至7 500 kJ/kg,并且隨著垃圾分類工作持續(xù)推進(jìn),未來還可能進(jìn)一步提升,從而對(duì)于焚燒設(shè)施造成較大影響。
5.3 垃圾分類工作也對(duì)垃圾滲濾液的水質(zhì)水量造成較大影響,其他垃圾產(chǎn)生的水量減少了39%,同時(shí)COD、氨氮等水質(zhì)指標(biāo)上升、pH 等水質(zhì)指標(biāo)下降,水質(zhì)水量的變化對(duì)垃圾滲濾液處理提出新的要求。