实现城市垃圾处理产业化的有益探索

郭辉东

 

城市垃圾是一种特殊的混合物资流，已经成为当今世界各国共同面对的问题。怎样看待城市垃圾？怎样把垃圾变废为宝？怎样实现城市垃圾处理产业化？为回答这些问题，近10年来我进行了反复思考和不懈探索，现将我的体会撰写成文章，以求方家教正。

一、垃圾围城——城市垃圾已成为一大社会公害

垃圾是人类生活中自我制造的东西，是人类生存的记录，垃圾文明始终伴随着人类文明。人类成为定居动物之后，远古的人类把不再需要的东西随手一扔，当他们睡觉的地方被垃圾围起来时就换一个新的地方，去四处狩猎或发现能耕种和充饥的东西。当今考古发现的人类早期活动遗址，实际上就是早期人类的垃圾堆放场。考古学家的发现不断证明，人类文明，特别是城市文明是建立在垃圾堆之上的。现在有些城市比几千年前的原地高出几米到10多米，就是垃圾日积月累堆存的结果。

城市是人类智慧和文明的结晶，是带动整个社会前进的火车头。21世纪将是一个城市世纪，市场经济的最高形态和完整体现是城市经济。

城市化是衡量社会文明程度的重要指标，做城里人就意味着做一个现代人，做一个文明人。早在20世纪之初，世界人口只有14%居住在城市，但到80年代末，这个数字已变成47%。今天，全世界60多亿人口中，有近一半是城里人，而发达国家的城市人口达80%以上。第五次全国人口普查表明：我国现在城市化水平已经达到36.09%，城市人口44,594万人，还有至少8000万农村流动人口在各个城市之间跑来跑去。据预测到2010年，我国城市化水平将达到46%左右，即每年将有1200万农村人口转为城镇人口。

城市是垃圾的制造工厂。城市生活垃圾（以下简称城市垃圾）是城市居民在日常生活中和为城市活动提供服务中所产生的综合废弃物。城市垃圾的主要成份包括厨余物、果皮、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、砖瓦渣土、粪便、废家用什具、废旧电器、庭园废物等等。影响城市垃圾的主要因素有居民生活收入、居民消费水平、生活习惯、季节和气候、城市人口规模、经济发展程度和所处地理位置等，其中以经济发展程度最为重要，如燃料结构直接影响到城市垃圾的组分结构和它的产生量。工业化、城镇化的推进和人民生活水平的提高，使垃圾总量不断增加，生活水平较高的地区垃圾中的含“金”量也相对较高。我国各地区经济发展不平衡，大城市与中小城市垃圾的构成有十分明显的区别。据调查，大城市的垃圾构成中有机物成份约占总量的31%—36%以上，无机物成分约占60%，废品约占4%—6%；中小城市的垃圾有机物成分约占其总量的20%，无机物成分约占65%，其余为废品。南方城市垃圾的有机物高于北方城市。

80年代以来，中国设市城市由不足200个增加到688个，建制镇由2000多个增加到1.7万多个。有关统计数字表明，在全国城市中，2000年城市垃圾产出量已达1.5亿吨，100万人口以上大城市垃圾人均产生量为1.13公斤—1.36公斤，人均年产生量为450公斤—500公斤，并以8%—10%的速度递增。此外，工业废渣的排放量为城市生活垃圾的10倍，其中大部分尚未进行合适的利用。我国2003年城市垃圾产生量将达2亿吨，累计堆存量已达70多亿吨，占地约80多万亩，全国有200多个城市已经被垃圾包围并逐渐向农村蔓延。

城市垃圾综合回收利用，对湖南省来说，既任重道无，也前途光明。湖南省市镇人口占全省人口的比重，已由1978年的11.5%提高到2002年的32%，城市数量由10个增加到29个，小城镇由154个增加到1023个。“十五”期间，湖南省设市城市将达到34个，建制镇1167个。2005年长株潭三市市区人口达410万以上，长沙市将成为人口规模超过200万人的特大城市，衡阳、株洲、湘潭、岳阳达到100万以上人口的城市规模，常德、郴州、永州、怀化、娄底、益阳、邵阳达到50万以上人口规模，张家界、吉首市达到20万以上人口的城镇规模。

城市垃圾不但含有大量病原性微生物，在堆放过程中还会产生大量酸性和碱性有机污染物，将其中的重金属溶解出来，它是一种集有机物、重金属和病原性微生物三位一体的污染物。城市垃圾运到城郊裸露堆放，造成对水体、土壤、大气的污染和疾病传播，已日益成为一个污染环境、困扰人类的社会问题。例如：被称为“白色垃圾”的发泡餐具含有16种对人体有害的毒素，如不及时加以回收，将在垃圾中变成污染物永久存在并不断累积。电池中含有锌、铅、镉、汞、锰等重金属，一节一号电池烂在地里，能使一平方米土地失去使用价值。废异的荧火灯管在被丢弃的过程中破烂，如一只40W的荧火灯打碎，向周围扩散汞蒸气浓度增加到每立方米10.20毫克，将大大超过国家大气标准规定最高允许值浓度，对人体健康造成严重危害。垃圾本身含有多种毒害成分，在日晒雨淋和高温焚烧条件下又会产生PCDD、PCDF（二口恶 英、呋喃在环境中的污染物）等强烈致癌物质；含病原体的垃圾更是严重污染源，我国绝大多数城市的边缘和郊区，垃圾遍地，污水横流、蚊蝇孳生，臭气熏天，对气、土壤、水体环境均造成严重污梁，特别近20年—30年来，随着高分子材料、五颜六色的塑料、包装材料及电池的大量使用，使垃圾成份日趋复杂，其危害也越来越重。垃圾堆放不仅污染环境还大量占用耕地、毁坏良田。国内外城市垃圾成分比较情况见下表：

 

 

 

国内外垃圾成份比较表

就国家而言，发达国家制造垃圾的能力远远大于不发达国家和发展中国家。据资料显示，美国从20世纪60年代开始，垃圾量上升了80%，到2000年底又增加了20%，现在美国年均产出1.6亿吨垃圾，足以在1000个足球场上堆成30层楼那么高的垃圾山。在欧洲大陆，许多国家也在垃圾问题上一筹莫展。德国8000万人口，每年制造3000万吨垃圾。用德国人的话来形容，把这些垃圾装在一列火车上，火车头在德国，车尾已到中部非洲。

二、变废为宝——发展循环经济是生态型城市可持续发展的有效途径

怎样才能搞好垃圾的回收利用？垃圾变废为宝的出路何在？世界各国都在探索实现城市可持续发展的道路。资源综合利用，废弃物资源化、减量化和无害化，是发展循环经济的一条重要原则和重要标准。

发展循环经济，实现城市垃圾处理产业化，是生态型城市可持续发展的一条有效途径。也是保护环境的根本手段。发展循环经济，为环保产业及相关产业提供了一个广阔的天空。

发展知识型经济和循环型经济，是新世纪国际社会的两大趋势。所谓循环经济，就是把清洁生产和废弃物的综合利用融为一体的经济，本质上是一种生态经济，要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动。循环经济与传统经济不同之处在于：传统经济的特征是“高开采、高生产、高消费、高排放”，是由“原料——产品——废物”所构成的物质单行道流动的经济，对资源的利用常常是粗放的和一次性的；循环经济倡导的是一种建立在物质不断循环利用基础上的经济发展模式，要求把经济活动按照自然生态系统的模式，组织成一个“原料——产品——剩余物——产品”的物质反复循环流动的过程，实现少投入、高产出、低污染，尽可能把对环境污染物的排放消除在生产过程之中。整个经济系统以及生产和消费的过程基本上不产生或只产生很少的废弃物。在人的行为方式上，要提倡人与自然和谐的自然观、消费方式和生活方式，并依靠大自然自身的修复能力来恢复生态。

城市垃圾综合回收利用可得到的产品见下表：

从城市生活垃圾中可得到的产品一览表

城市生活垃圾可制成→彩色路面砖、路基石、护坡用砖、防洪用砖、高速公路用材、围墙用砖、建筑用砖；

可制成→有机复合肥，可增强土壤肥力，改善土质；

可提取→废塑料：可制作聚苯乙烯单体；

可作增塑剂防水涂料；

可裂解成柴油、汽油，1吨塑料可裂解700公斤无铅汽油、柴油

可分离→再生纤维、废棉纱+碎布+合成纤维废料切料机打碎→回丝→再生棉

可分离→废玻璃：可生产马赛克、回收一吨废玻璃可生产石英700公斤，少用纯碱300公斤，节约煤10吨，节约400度电。

可分离→废金属→直接送去回收

→废纸→回收再利用

→废橡胶→回收再利用

→废木屑→回收可做人造板

目前，城市固体废弃物综合回收利用工程的进展情况见如下示意图：

城市固体废弃物综合回收利用工程示意图

 

 

三、物尽其用——城市垃圾处理“零”排放能够实现

按照物质不灭定律和元素周期率的科学涵义，任何物质，不管是固态、液态、气态，还是化分或化合成为新的物质，物质的特性都是客观存在的，只是形态或结构不同而已；不管是无机物、有机物，还是金属或非金属，每一种元素都具有自己独特的存在形式和用途。科学技术的进步和社会生产力的发展，其实就是探索并实现物尽其用的方法和途径。

“垃圾是放错地方的资源”，垃圾也是一种资源，而且是地球上唯一总量不断增长的资源。所谓垃圾，只是在当时条件下特别是在当时技术条件下，不能用于生产生活需要的废弃物。随着技术的进步和人类需求的演变，一些废弃物就有可能成为适合于人类某种需要的资源，腐朽可以化为神奇，就是人们常说的化害为利，变废为宝。一般说来，在城市垃圾中，40%—50%是可以收回的，也有的人认为80%是可以收回的。对城市垃圾的进一步综合回收利用，今天危害人类的垃圾将来一定能够造福人类。

长沙安太环保新技术开发有限公司的环保科研人员，在原有的城市垃圾综合处理技术上经过10多年的研究实验，创新改造推出了一条新型、实用、经济简便、机动灵活、运行费用低的城市垃圾处理产业化的新方法，提供了适合中国国情的新工艺路线和成套设备，能够最终实现城市垃圾处理“零”排放，取得到了较好的实用效果，并得到了有关方面的肯定。

2000年3月，在长沙市岳麓区建立一条年产5万平方米利用城市垃圾制造彩色路面砖的示范生产线；2000年6月正式向国家专利局申请发表专利——“利用城市垃圾制彩色路面砖”；2000年6月，该成果通过由湖南省科委组织的科技成果鉴定；2000年7月，“彩色路面砖”被湖南省经贸委授予“2000年度湖南省新产品”称号；2000年12月，“生活垃圾制彩色路面砖及有机复合肥”项目被湖南省计委、省财政厅列入湖南省2000年产业化前期开发项目；2000年10月，彩色路面砖成功地应用在长沙市主干道解放西路的人行道上，经过检验表明，彩色路面砖不仅美观，对环境也是安全的，其浸出液符合国家GB8978—1996排放标准的要求，放射性达到GB9196—88含量标准的要求；2001年4月，该项目列入国家科技部中俄政府间合作“双引”项目计划，近期还准备与德国、荷兰进行城市垃圾处理技术交流与合作；2002年下半年，“利用工业废渣制彩色路面砖及红砖替代品”的项目在湖南省怀化市湘维有限公司（原维尼伦厂）建一条年处理工业废渣2万吨的生产线，正常运转半年多；安太公司准备开发日处理100吨、200吨、400吨、800吨、1000吨大小不等的成套垃圾处理分选设备，在不同规模的城市建厂，这一举动已引起有关省市的关注，目前已海口市政府已同意无偿划拨200亩地建立垃圾处理场，还与安徽合肥市两家公司订了合同；张家界市已无偿划拨100—120亩地修建一座生活垃圾综合利用示范工程，日处理生活垃圾300吨，日产彩色地面砖或红砖等建筑材料1200平方米，日产有机复合肥20吨，预计年产值可达1320万元，年利税165万元；2003年1月，安太公司与广东中山市祥源环保工程有限公司合作，利用城市生活垃圾制彩色路面砖和有机复合肥的技术和成套设备，在中山市东风镇建垃圾处理厂，计划在2003年底建成4条日处理城市垃圾100吨的生产线，总产值预计可突破5000万元。

长沙安太公司处理城市垃圾的工艺路线如下：

在贮放池进行除臭、消毒、除尘预处理，然后进行分类筛选，分选出回收物、可燃物、有机物、无机物、可燃物、有毒物。垃圾分类是合理利用与妥善处理的基础。城市垃圾分类情况为：

不可燃物：铁罐、铝罐、部分塑料、玻璃、砖瓦、煤灰渣、水泥砂石、泥土等。

大件垃圾：废电视机、电冰箱、录音机等家用电器：废席梦思床垫、座椅、家具等；废自行车、三轮车、板车等。

纸    类：报纸、纸板盒、广告纸、包装纸、笔记本、纸屑、牛奶纸盒等。

厨余垃圾：植物性厨余垃圾、动物性厨余垃圾、剩饭、面食类等。

纤 维 类：棉絮、毛线、尼龙、丙烯、聚脂类等。

草木皮革：花、草、木、钱包、皮带、背包、树叶、庭院垃圾等。

塑 胶 类：轮胎、皮管、橡皮筋等。

塑 料 类：塑料袋、垃圾袋、塑料盒、垃圾箱、点心袋、酸奶袋、食品袋、泡沫塑料，玩具，洗衣粉袋、保鲜塑料膜、酱油瓶，饮料瓶、海棉等。

污 泥 类：消石灰处理的污泥、热处理的污泥、高分子药剂处理的污泥、污水厂污泥、下水道污泥等。

有毒垃圾：荧光灯管，废电池、锌、二氧化锰、铅等各种重金属污染物。

建筑垃圾：可燃性混合折解垃圾、可燃性混合建筑垃圾、混合水泥块、湿的化学污泥、飞灰、各类器具等。

工业垃圾：金属废屑、混合废屑、焦油、沥青、豆腐渣、纤维废屑等。

长沙安太环保新技术开发有限公司进行城市生活垃圾处理的工艺流程简图如下：

长沙安太公司城市垃圾处理工艺流程简图

 

四、绿色文明——环境革命的兴起将有利于实现城市垃圾处理产业化

可持续发展已经成为21世纪人类社会发展的共同原则，建立绿色经济和绿色城市是全人类共同努力的目标。进入新的世纪以来，国内外学术界提出了环境革命的新理念，认为环境革命是继农业革命和工业革命以来人类面临的第三次文明方式的革命。农业革命因其损害自然生态而被称之为“黄色文明”，工业革命因其严重污染环境而被称之为“黑色文明”。环境革命是一场以可持续发展为特征的革命，追求的是经济发展与环境双赢、人类与自然和谐的新的“绿色文明”。

21世纪议程提出“到2010年，所有城市都要建立符合环境质量的生活垃圾填埋场或焚烧厂，使全部生活垃圾都得到处理”。建设部规划提出“到2010年要建成一大批垃圾处理设施，大力开展固体废物的回收再利用，使城市垃圾的无害化处理率达到85%以上”。

我国“十五”计划明确提出：“结合产业结构调整，提倡循环经济发展模式，采用高新适用技术改造传统产业，支持企业通过技术改造等能降耗，综合利用，实行污染全过程控制，减少生产过程中的污染排放。”“十五”期间新建立日处理城市垃圾14万吨各类垃圾处理设施，使城市垃圾达标处理率在65%；2006年至2010年，再新建日处理城市垃圾11万吨的处理设施，使城市垃圾达标处理率在85%以上。

当前，处理垃圾的国际潮流是“综合性废物管理”，动员公民参与三个“R”行动，即减少浪费（Reduce）、物尽其用（Reuse）、回收利用（Recycle）。垃圾分类在许多国家，特别是发达国家和地区都已实施，回收已是妇孺皆知的常识。

我国城市垃圾处理政策的总目标是“逐步实现垃圾处理无害化、减量化、资源化”。要解决好城市垃圾这个难题，既有政策问题、技术性问题、资金问题，还牵涉政府和部门之间的规划与管理等问题。当前我国处理城市垃圾的方案多种多样，但是由于上述制约因素的影响，导致城市垃圾处理产业化的实施举步艰难。

废弃物的综合回收利用，有两种方式；一是原级资源化，即把废弃物生成与原来相同的产品。如将废纸生成再生纸、废玻璃生成新玻璃，废钢铁生成再生钢……这种方式的利用，可以减少原生材料量的20%—90%；二是次级资源化，即把废弃物变成与原来不同的新产品，如把无机物制作建筑材料，彩色路面砖等，把有机物制作成有机复合肥等。这种利用方式，可减少原生材料量的25%。

对城市垃圾怎样处理？国外通常采用的办法有卫生填埋、焚烧、堆肥处理、综合利用等。长期以来，我国绝大部分城市采用露天堆放和简易填埋的原始方法，这种处理方式对土壤、地下水、大气等都会造成现实的影响和潜在的危害。城市在不断扩大，而城市周围的水塘、低洼地逐渐被垃圾所填埋，城市再扩容的部分又建在被垃圾填埋的土地上，这些未经任何处理和无害化措施的垃圾，由于雨水及地表水、地下水的浸润，使垃圾中有毒物质进入了自然水循环系统，造成了极难恢复的二次污染。如果处置不当，产生的可燃气体还会爆炸。

利用微生物的活动将城市垃圾中的易腐有机物质转化为土地易接受的，含有一定氮、磷、钾等营养元素和微量元素的有机肥料，用这种方法处理城市垃圾中的易腐有机物叫堆肥。但是，堆肥要求城市垃圾中可生物降解的有机物含量大于40%，剩余的要另行处理。在处理过程中，要进行恶臭防治，灰尘控制，污水处理，还要控制残渣中的重金属和PH值。

综合回收利用处理法，就是根据城市垃圾组分状况选择不同的处理技术，如可燃物含量高的垃圾适合焚烧，可腐有机物、水分含量高的垃圾适合堆肥；无机物含量高的适合填埋，有用物进行回收再利用。这种方法，集中了填埋、焚烧和堆肥的优点，适合中国国情。

我国目前几种垃圾处理方法每吨投资情况为：填埋法投资约3—6万元，焚烧法投资约34—35万元，堆肥法投资为3万元。从投资成本与产出效益来看，选择哪种处理方式，一定要进行比较与鉴别。从目前国内实行的堆肥、焚烧、综合回收利用几种方法比较，无疑是综合利用的方法利多弊少，长沙安太公司的垃圾处理方式正好是综合回收利用法。

许多国家对垃圾处理采取焚烧的办法，如日本的垃圾焚烧量占垃圾总量的74%。焚烧时可以发电，焚烧后的剩余物减量化显著，减量一般达70%，减容一般达90%。但是，若用垃圾焚烧发电，则必须注意垃圾中的有机物含量，可燃物质较少，想烧也烧不起来。城市垃圾高热值大于3349kj/kg时，就可不用辅助燃料直接燃烧。理想的进炉的低位热值应高于4180kj/kg，含水率小于50%，灰分低于30%。我国中等城市的垃圾热值一般在2512—4605kj/kg，大城市的垃圾热值可达到4389—6560kj/kg。因此，选择焚烧方式时一定要注意垃圾中可燃物质的热值。

党的十六大报告中把实施可持续发展战略，促进人与自然、社会的和谐发展，作为全面建设小康社会的四个目标之一。可持续发展，主要包括自然资源与生态环境的可持续发展、经济的可持续发展和社会的可持续发展三个方面，使人、社会与自然保持协调关系和良性循环，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。在经济可持续发展方面，要大力调整产业结构，用高新技术改造传统产业，大力推进清洁生产，淘汰落后的生产工艺、设备和产品，按照发展生态工业、生态农业和生态型城市的发展思路，实现经济效益、社会效益、生态效益的有机统一。

在新的世纪，我们将按照建设小康社会的奋斗目标，正确处理经济建设与人口、资源、环境的关系，建设可持续发展的物质文明和有利于人们生存与发展的生态环境，进一步搞好城市垃圾综合回收利用，努力实现城市垃圾处理产业化，为建设优美、整洁、文明的现代城市作出新的贡献。