李程正阳，陈子玉，曾 华

（南京晓庄学院 生物化工与环境工程学院， 江苏 南京211171）

基于垃圾成分分析的宁海县生活垃圾处置方法研究

李程正阳，陈子玉，曾 华

（南京晓庄学院 生物化工与环境工程学院， 江苏 南京211171）

城市生活垃圾处置是城市环境保护工作的重要组成部分，亦是循环经济研究的重点内容之一.本文通过对宁海县8个生活垃圾转运站的采样，分析了宁海县生活垃圾成分，依据生活垃圾成分复杂且以厨余为主的特点，结合宁海县经济发达、土地资源缺乏等社会、经济和环境现状，研究了生活垃圾处置的填埋法、堆肥法以及焚烧法的条件以及优缺点，提出了宁海县生活垃圾处置应以焚烧为主，填埋为辅的方法，应在扩建现有垃圾填埋场的同时兴建垃圾焚烧发电厂.

生活垃圾；填埋；焚烧；堆肥

随着我国城市人口的增多以及人民生活方式的变化，城市生活垃圾以年均8.98%的速度迅猛增加[1]，目前我国城市生活垃圾的处置方式以卫生填埋为主.据中国统计年鉴有关资料，2011年共有无害化垃圾处理设施677座，其中卫生填埋547座占80.8%、焚烧发电109座占16.1%.无害化处理13089.64万吨，其中卫 生 填 埋10063.74万 吨 占76.88%，焚烧2599.28万吨占16.89%.填埋处理无论从处理设施所占比重还是无害化处理的量都呈下降趋势，无害化处理设施从2005年所占比例79.28%逐渐下降到2011年的76.88%，卫生填埋量从85.17%下降为76.88%；焚烧发电所占的比重呈上升趋势.由于我国城市生活垃圾以填埋为主，已有2/3的大中城市被垃圾包围，有1/4的城市将解决垃圾危机的途径延伸到乡村，导致城乡结合带区域生态环境恶化，已经形成一个“垃圾产生量增加-环境污染加重-治理费用上升-财金资金不足”的恶性循环[2].城市生活垃圾的处理处置问题,是关系到保护和改善生态环境，使经济发展与环境保护相协调的重要内容之一[3].有关城市生活垃圾处置方法的 研究，国内研究文 献较多[4-6]，但是有关沿海经济发达县域垃圾处置研究文献报道则相对较少.

本文通过实地调查，采样分析了浙江省宁海县城市生活垃圾的成分，依据垃圾组成特点，结合宁海县域社会、经济和环境现状，研究了填埋法、堆肥法以及焚烧法处置的优缺点，提出了浙江省宁海县域生活垃圾较为合理的处置方法.为实现垃圾资源化,积极探讨垃圾的科学处理方法打下了基础，也为政府部门的决策提供了依据.

1 材料和方法

1.1 宁海县概况

宁海县位于浙江省宁波市南部，依山傍海，溪流纵横，属亚热带季风性湿润气候区，年平均气温16.9℃，年平均降水量2145.9毫米.2010年全年实现生产总值278.74亿元，旅游总收入53.68亿元，接待国内游客590万人次，接待入境游客3.81万人次.

2010 年城市生活垃圾日产生量487.6吨，人均产生量0.8kg.在垃圾处理体系上，宁海县目前的处理技术单一，减量化、资源化手段较少，全县生活垃圾集中运至填埋场统一填埋.在分类收集和物资回收领域，分类收集的推广工作目前仍在准备之中，垃圾资源回收仅存在一些自发形成的回收.

1.2 研究方法

研究采用实地调查法，参照《生活垃圾采样和物理分析方法》(CJ/T313－2009),选取典型的生活垃圾转运站进行采样.宁海县域城区共有12座小型垃圾中转站，每个建制镇有一个垃圾转运站，全县共有22座小型垃圾中转站.为了全面了解生活垃圾的成分，共选取8个转运站作为采样点，其中城区4个农村4个，它们分别是城南转运站，宁昌转运站，西店转运站，深甽转运站，强蛟转运站，桥头胡转运站和桃源转运站.

考虑到宁海县域降雨日数接近半年，为了正确确定生活垃圾的含水率以及容重，分别在雨天和晴天各进行了一次采样，时间分别是2011年11月、12月份.每个采样点的垃圾随机抽样混合，用四分法取样2公斤左右，根据不同成分进行垃圾分类并称重，并打包运回实验室.在实验室中用烘干机进行烘干，并称重.

2 结果与讨论

2.1 实验结果与成分分析

根据现场和实验室分析，将8个采样点的各成分结果平均统计并计算，结果显示宁海县域生活垃圾物质组成主要以厨余为主，纸和塑料也占到一定的比例，布类、金属、树叶含量最少.在雨天采样的生活垃圾中厨余湿重占垃圾的76.4%，干重占到55.6%；在晴天采样的生活垃圾中厨余湿重占垃圾的70.5%，干重占到62.9%.纸的干重含量在8.93-11.63%之间，塑料的干重含量在13.72-32%之间，金属和树叶在1-2%之间.厨余的含水率最高，达到32.8-76.4%左右，煤灰和树叶的含水率其次，达到35%左右，塑料的含水率最少.

对垃圾进行热值测试，第一次采样的垃圾其平均热值为12942.63KJ/kg.第二次采样的垃圾热值平均为12643.25KJ/kg.

2.2 生活垃圾成分与填埋处置

目前,填埋法是城市生活垃圾最主要的无害化处理方式，其主要原因是填埋法操作简单，工程投资和运行成本均较低，若不考虑征地成本，工程投资每吨在6～15万元之间，处理成本每吨在35～65元之间.垃圾填埋是国内外普遍采用的一种方式，其特点在于日处理量大、单位投资少、运行费用低、操作简单、抗冲击负荷大、可以处理不同种类的垃圾[7].目前，针对于有些城市生活垃圾成分中可燃物及有机成分含量低的情况，填埋法是比较经济的一种处理方法，但是占地面积大是其致命的弱点，每吨占地面积为500～900m2，而且填埋场一般封场以后土地利用类型较窄，难以被再次利用，随着时间的推移大量的土地被垃圾占用而无法继续利用，因而填埋场征地比较困难.而宁海县域的土地特点是“七山二水一分地”，土地资源比较宝贵，填埋场征地难度较大.目前宁海全县各乡镇的生活垃圾均运送到白峤埠头生活垃圾处理场进行处理，处理场一期工程2003年投入使用，一期库区设计库容量为120万m3，2012年已填满，如此大的填埋场使用年限也仅为10年.另外，填埋场有轻微大气污染，需用导气、覆盖、隔离带等措施加以控制，对填埋场周边有一定的影响，这也增加了征地的难度.如果继续沿用生活垃圾填埋法，那填埋场的土地征用难度会越来越大，将难以为继.

依据填埋场场底防渗、分层压实、每天覆盖、填埋导排气管、渗沥水处理、虫害防治等等环保措施和环保标准,我国的生活垃圾填埋场可分为简易填埋场即非卫生填埋场、受控填埋场即准卫生填埋场和卫生填埋场3个等级.部分城市特别是经济不发达地区还是目前仍然采用简易填埋.宁海县域垃圾填埋场是受控填埋场，主要风险是填埋场沼气聚集引起爆炸，场底渗漏或渗沥液处理不达标.填埋场应有完善的渗沥水处理设施，但不易达标，往往会对地表水造成污染.填埋场需有防渗措施，但仍可能渗漏，而且人工衬底投资较大.宁海县年降水量大，降水日数多，属亚热带季风性湿润气候区，年平均降水量2145.9毫米，2010年降水日数达到182天.因而填埋场处置稍有不慎就会对地表水和地下水造成污染.

从可持续发展和循环经济角度看，生活垃圾采用填埋处理不仅造成大量土地被占用、环境被污染，而且垃圾中可用的资源未被利用，因而对于宁海县域而言，填埋法不应是首要采用的处置方式.

卫生填埋场不仅可以进行原生垃圾的直接填埋，还可消纳堆肥、焚烧等资源化处置技术产生的二次残渣，是实现垃圾无害化处置的最终手段.

2.3 生活垃圾成分与堆肥处置

堆肥法的实质是垃圾自然降解过程的人工强化，它的形式有多种，产品可作肥料.发达国家普遍采用的好氧堆肥技术，在我国部分示范工程中已得到应用.目前，在我国，由于城市生活垃圾没有彻底完成分类回收且垃圾综合前处理分拣不彻底，所以我国的堆肥质量和销量一直没有赶上发达国家，市场受欢迎度一度低迷[8].堆肥法的工程投资成本与机械化程度和国产化率有较大关联，且差异较大，大约在8～40万元之间，处理成本在50～100元之间，工程投资成本和处理成本均大于填埋法.工程占地面积在每吨120～170m2，每吨垃圾处理占地面积要远小于垃圾填埋法，而且不必像填埋场那样不断占用土地.堆肥法处理垃圾有2种方式，静态间歇式堆肥厂和动态连续式，处理场地周围有轻微气味，需设除臭装置和隔离带，堆肥厂征地有一定的难度.堆肥法技术成熟，垃圾处理能达到减量化和资源化的效果.能作为堆肥的垃圾中，可生物降解有机物含量须大于40%，从宁海县域垃圾成分分析看，可降解的有机含量在60%左右，使用堆肥法从这个角度看是可行的.另外，垃圾中40%左右的不可降解垃圾仍需有处置的场地.

堆肥法的主要环保措施是恶臭防治、飞尘控制、污水处理以及残渣处置等，从宁海县域垃圾成分分析看，垃圾中含有一定的金属，因此需控制堆肥中的重金属含量.堆肥法的主要风险是生产成本过高以及堆肥质量不佳影响产品销售，而且利用垃圾生产肥料是一个连续的过程，肥料的使用具有极强的季节性，落实堆肥市场有一定困难，需采用多种措施.目前，宁海县域园林绿化的发展及生态农业区的开发，使得堆肥产品有一定的出路.但是，目前宁海县域垃圾并未分类，混合垃圾堆肥影响肥料品质的问题还没有很好得到解决，另外，有限的出路以及施肥的季节性很难完全消纳堆肥产品.只有在垃圾实行分类的基础上才能较好的使用此垃圾处理方式，因此堆肥法也不是宁海县域处理垃圾的主要方法.宁海县域偏远乡镇的垃圾仍需运送至集中处理场所，运输成本较高，因此在果林、蔬菜种植区，可以在垃圾分类的基础上优先选用堆肥技术. 2.4生活垃圾成分与焚烧处置

焚烧是目前世界各国广泛采用的城市垃圾处理技术，大型的配备有热能回收与利用装置的垃圾焚烧处理系统，由于顺应了回收能源的要求，正逐渐上升为焚烧处理的主流.国外工业发达国家，普遍致力于推进垃圾焚烧技术的应用.国外焚烧技术的广泛应用，除得益于经济发达、投资力强、垃圾热值高外，主要在于焚烧工艺和设备的成熟、先进.国外工业发达国家主要致力于改进原有的焚烧装置同时开发新型焚烧炉，使之朝着高效、节能、低造价、低污染的方向发展，自动化程度越来越高.垃圾焚烧在技术上比较可靠，在国外是成熟技术，垃圾处理占地面积小，每吨占地50～130m2，运行稳定可靠，减量化效果好，焚烧残渣约占进炉垃圾量的15～25%.工程投资和处理成本较高，焚烧设备如果国产化率到50%，在不考虑征地费用的情况下，每吨的投资在35～65万元之间，处理成本在每吨150～300元之间.焚烧的主要风险是垃圾燃烧不稳定，烟气治理不达标，残渣填埋时与垃圾填埋方法类似，但水量小，大气污染应加强对酸性气体和二恶英的控制和治理，主要环保措施为烟气治理、噪声控制、残渣处置、恶臭防治等.垃圾焚烧按照我国《生活垃圾焚烧污染控制标准GB18485-2000》等有关标准严格执行，主要的风险是可以避免的，环保措施也是有效的，对环境的影响也是可控的.

焚烧法占地面积最小，焚烧的减量化效果最好，也能充分利用垃圾中的热能成分，能最大限度地延长卫生填埋场的使用年限，能较好地缓解宁海县域环卫用地紧张的状况.近年来，我国城市垃圾构成中可燃成分逐年增加，有机物含量开始高于无机物含量，垃圾组成正由“多灰、多水、低热值”向“较少灰分、较少水分、较高热值”的方向发展，使得垃圾具备了焚烧条件，一般当垃圾热值大于4000 kJ/kg，且土地资源有限时，应优先考虑采用焚烧法处理[9].因此，宁海县域垃圾处置应首选焚烧法.

3 结论

垃圾处置的填埋法、堆肥法和焚烧法各具优缺点.焚烧法投资大、处理成本高，但具有占地小、场地选择易、减量化显著、运行稳定可靠、无害化比较彻底以及可回收利用焚烧余热等优点，能以最快速度实现垃圾无害化、稳定化、资源化和减量化的最终目标.卫生填埋法投资小、运营成本低，但选址要求苛刻、占地面积大，有一定的安全隐患；堆肥法适用于成分单一的城市垃圾，需要在垃圾分类收集的基础上实行，而宁海县域城市垃圾中难降解成份比重偏高，也没有实行分类收集，影响了堆肥效果及肥料品质.由于城市生活垃圾处理的复杂性及资源的不可再生性，各国、各城市都相继推出自己独特的城市处理技术，但主要还是以减量化、无害化和资源化为基础.面对宁海县域白峤埠头生活垃圾处理场已填满和堆肥难度较大的问题，焚烧法无疑是最符合宁海县域县情的垃圾处置方式.另外，不论是堆肥法还是焚烧法都无法完全消纳垃圾，都有残渣需要处理，因此宁海县域的垃圾处置应以焚烧为主，填埋为辅，在扩建白峤外埠头生活垃圾处理场的同时还应兴建垃圾焚烧发电厂.

〔1〕王向会，李广魏，孟虹，等.国内外餐厨垃圾处理状况概述[J].环境卫生工程，2005，13(2):41-43．

〔2〕邹海涛.城市垃圾处理现状分析及对策研究[J].北方环境,2011，23(4):68．

〔3〕张宪生,沈吉敏,厉伟,等.城市生活垃圾处理处置现状分析[J].安全与环境学报,2003,3(4).60-64.

〔4〕叶凯贞.城市生活垃圾处理的思考[J].环境卫生工程,2007,15(5):19-20.

〔5〕王志强，李黎，罗海霞，等.层次分析法在四川省城市生活垃圾处理技术方案选择中的应用[J].宁夏农林科技,2012，53（3）：104-107.

〔6〕刘芳，陈季华，奚旦立，等.上海城市生活垃圾处置及污染防治对策研究[J].中国资源综合利用, 2005,(5):13-17.

〔7〕张弢.我国城市生活垃圾处理现状及发展趋势[J].宁夏农林科技,2013，54(4）：98-102.

〔8〕赵由才，柴晓丽.生活垃圾资源化原理与技术[M].北京：化学工业出版社，2002：45～60．

〔9〕金军，贾振邦.中国城市垃圾处理处置发展方向[J].中央民族大学学报，2005，5（2）:113-119.

X799

A

1673-260X（2014）06-0037-03

浙江省宁海县环卫专项规划研究项目