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中文摘要 环境保护问题是2 l 世纪人类面临的世界性难题，而城市生活垃圾处理问题 则是环保问题中的重要组成部分，并已成为当今世界最严重的公害之一。及时 清理和处理城市生活垃圾，是建设优美、整洁、文明的现代化城市不可缺少的 条件。 本文旨在通过对城市生活垃圾处理问题的分析，结合天津市具体实际，找 出适合天津市实际的处理城市生活垃圾的方法和策略。文章首先阐明了研究城 市生活垃圾处理问题的必要性和意义。第二章介绍了当今处理生活垃圾的三项 技术，即填埋技术、堆肥技术和焚烧技术，然后从国际到国内介绍了三种技术 的应用、发达国家值得我们借鉴之处，以及我国城市生活垃圾处理的现状。第 三章具体分析了天津市城市生活垃圾处理的现状，找出存在的问题和原因，并 介绍了部分垃圾处理项目建设情况。第四章通过建立模型对垃圾处理项目进行 综合经济评价，应用a h p 层次分析法讨论了填埋、堆肥和焚烧三种技术对于天 津市来说的适用程度，并得出了结论。文章的最后提出了对天津市城市生活垃 圾处理的规划以及建议。 关键词：城市生活垃圾处理填埋堆肥焚烧层次分析 a b s t r a ct a sak e yp a r to ft h e t o u g hq u e s t i o no fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o nc h a l l e n g i n g h u m a n b e i n gi nt h e2 1 一c e n t u r y , h o wt od i s p o s em u n i c i p a ls o l i dw a s t e h a sb e c o m eo n e o ft h et r o u b l e s o m et a s k s i ti sw e l lk n o w nt h a t p r o m p t l yw a s t ed i s p o s a l i st h e p r e r e q u i s i t ef o rac l e a n ，b e a u t i f u l ，c i v i l i s e da n d m o d e m i z e d c i t y t h em a i np u r p o s eo ft h i s p r o j e c t i st of i n do u tt h es t r a t a g e m sa n dd e s i r a b l e m e t h o d st h a tc a nb ea p p l i e dt ot a i n j i nb yd i s s e c t i n gt h ep r o b l e mo f m u n i c i p a ls o l i d w a s t e t r e a t m e n t f i r s t l y , t h em e a n i n g a n dn e c e s s i t yi sg i v e ni nt h ep r o j e c tf o l l o w e db y t h es e c o n dc h a p t e rf o c u s i n g0 nt h r e et e c h n i q u e su s e di nw a s t ed i s p o s a l ：l a n d f i l l ， c o m p o s t a n di n c i n e r a t i o n ；t h ea p p l i c a t i o no f t h e m n a t i o n a l l ya n di n t e m a t i o n a l l y ；s o m e p o i n t ss u g g e s t e db ys o m ed e v e l o p e dc o u n t r i e s ；t h e a c t u a lw a s t e d i s p o s a l i no u r c o u n t r y i nc h a p t e rt h r e e ，p r o b l e m si nw a s t ed i s p o s a li nt a i n j i ni sa n a l y s e da n ds o m e p r o g r e s si sb r i e f l yp r e s e n t e d t h ef o u r t h p a r tg i v e st h ec o n c l u s i o na b o u tt i a n j i n s m u n i c i p a ls o l i dw a s t et r e a t m e n ta n de c o n o m i c a s s e s s m e n tb ym o d e l l i n ga n a l y s i s ， a h p o r d e r i n ga n a l y s i so nl a n d f i l l ，c o m p o s ta n di n c i n e r a t i o ni nt i a n j i n i nt h ef i n a l p a r t o ft h e p r o j e c t ，a s c h e m ea b o u tt i a n j i n s m u n i c i p a ls o l i d w a s t et r e a t m e n ti s d e s i g n e da n ds o m es u g g e s t i o n sa r er a i s e d k e y w o r d s - m u n i c i p a l s o l i dw a s t e t r e a t m e n t ，l a n d f i l l ，c o m p o s t ， i n c i n e r a t i o n ，a n a l y t i ch i e r a r c h yp r o c e s s 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨盗盘鲎或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：j 黟枷 签字日期：叫冲) 年- 1 月“日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤洼盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丞壅盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学 校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：姊体 签字f 7 期：缈 年r - 月f t r、 导师签名： c 夕矿纱墨 签字同期：p 吗年【蝴乙脂 天津犬学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 第一章导论 在当今世界上，环境与发展问题己经成为全球普遍关注的焦点问题。早在 1 9 9 2 年6 月，联合国环境与发展大会就通过了著名的关于环境与发展的里约 热内卢宣言，制订了2 1 世纪议程，得到了世界各国的普遍认同。无论是发 达国家还是发展中国家，都把可持续发展战略作为国家宏观经济发展战略的一 种必然选择。各国政府越来越清醒地认识到，必须使环境与经济协调发展，才 能真正实现可持续发展。环境保护已成为可持续发展进程的一个重要组成部分。 环境保护是人类面临的世界性难题之一，而城市生活垃圾处理又是环境保 护工作中重要的组成部分。 1 1 城市生活垃圾问题的提出 1 1 - l 城市生活垃圾的概念 “城市生活”是指居集在城市的人们，为了获取生存和发展的物质和精神 的生活条件而进行的各种活动。 “垃圾”在现代汉语词典中简单解释为脏土或扔掉的破烂东西。 “城市生活垃圾”是在城市同常生活中或者为日常生活提供服务的活动中 产生的固体废物，以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。城 市生活垃圾主要包括居民生活垃圾、集市贸易与商业垃圾、公共场所垃圾、街 道清扫垃圾及企事业单位垃圾。城市生活垃圾不包括工厂所排出的工业固体废 物。 1 1 。2 城市生活垃圾问题已引起广泛关注 城市生活垃圾问题已成为当今世界最严重的公害之一，及时清理和处理城 市生活垃圾，是建设优美、整洁、文明的现代化城市不可缺少的条件。 中国古代思想家提出的“天人合一”观，是一种非常深刻的哲学理念。客 天津欠学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 观事实表明，人与自然环境是一种相互依存、相互制约、相互作用的关系。人 们通过生产、消费活动消耗自然资源满足自身需要并使社会得到发展，自然通 过净化人类活动的废弃物而又得到恢复。当这种关系相对平衡时，人与自然就 处于一种和谐状态，这是人类社会可持续发展的必然要求和根本保证。反之， 当人类活动排出的废弃物超过自然的承载限度与净化能力时，就会打破人与环 境的平衡状态，其结果是人类将受到环境的惩罚，甚至危及自身的生存。 当前中国城市生活垃圾问题正面临这样的形势。随着工业化、城市化的推 进和人民生活水平的提高，垃圾总量在不断增加，目前年产生量已达1 3 亿多 吨，占世界总量的四分之一以上，许多地方已经出现了垃圾包围城市并逐渐向 农村蔓延趋势。可以预见，随着人口的增长和城市化进程的加快，形势将更为 严峻，城市生活垃圾已成为我们不能不认真对待的一个紧迫的问题。 1 2 研究城市生活垃圾处理问题的必要性及意义 1 2 1 研究城市生活垃圾处理问题的必要性 除垃圾山包围城市、垃圾占用大量土地外，城市生活垃圾对人类生存还构 成多方面威胁。 一、严重污染生态环境 城市生活垃圾对生态环境的污染是多维、立体的，上至大气环境，下至地 下水、地表水和土壤等自然环境要素，都不同程度地遭到城市生活垃圾的污染， 形成了一个“灾害链”。 1 、对水环境和土壤环境的污染 城市生活垃圾不但含有大量的病原性微生物，在堆放腐败过程中还会产生 大量的酸性和碱性有机污染物，并会将垃圾中的重金属溶解出来，是集有机物、 重金属和病原性微生物三位一体的污染源。城市垃圾中所含水分以及在堆放过 程中进入垃圾的雨水会产生大量富含这些污染物的浸出液，如果控制不当进入 2 天津火学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 剧围地表水或渗入土壤，会造成地表水、土壤及地下水的严重污染。 在我国，由垃圾填埋场浸出液造成的污染环境事件屡有发生。 1 9 8 3 年夏季，贵阳市哈马井和望城坡垃圾倾卸场同时流行痢疾，后来对附 近工厂和居民饮用水取样检验，大肠杆菌值均超过饮用水标准7 7 0 倍以上，含 菌量超标2 6 0 0 倍。为消除地下水污染，当地政府投资2 0 万元进行治理，最终 关闭了这两个垃圾倾卸场。 哈尔滨市对该市韩家洼子垃圾填埋场地下水进行的化验分析表明，其浊度、 色度和铁、锰、汞的含量及细菌总数、大肠菌等方面都超过饮用水标准，其中 铁含量超过标准的2 3 ，锰含量超标3 倍，汞含量超标2 9 倍，细菌总数超标4 3 倍，大肠杆菌超标4 l o 倍。 2 、对大气环境乃至全球变暖的影响 垃圾物中的有机物变质除了散发臭味以外，还会散发出大量的有毒、有害 气体( 如硫化氢、氨气等) ，对城市空气质量影响很大，直接影响城市人民生活。 而当垃圾受到微生物的作用，会产生大量的沼气，沼气的主要成分是甲烷( c h 。) 和二氧化碳( c o 。) ，这两种气体对于全球气候变暖发挥着重要作用。 全球气候变暖是威胁到人类可持续发展的重大全球性环境问题。根据i p c c ( i n t e r g o v e r n m e n t a lp a n e lo nc l i m a t ec h a n g e ) 发表的1 9 9 5 年评估报告估 计，c k 对全球气候变暖有1 9 的贡献，而c 0 ：的贡献为6 4 ，由此可见c 0 ：和c h 。 是两种最重要的温室气体。据统计，每年约有5 亿吨c h 。排入大气。尽管目前c 乩 的总排放量低于c o ：的排放量，但其温室效应的增长速率却大大高于c o ，的温室 效应的增长速率。从1 8 5 0 年到1 9 8 4 年，大气中c o ，浓度上升了2 5 ，而在1 9 7 4 至1 9 8 4 年的l o 年间，大气中c 地浓度以大约每年0 2 的速度递增，c 心的温室 效应作用则以每年0 8 至1 0 的速率增加。另外，由于像c o 等这些物质与c 乩 的氧化剂羟基离子有更强的亲和力，使得c h 4 在大气中更加稳定，从而增强了c h 在气候变化中的效果。 有机物堆放点是大气中c h 。来源的重要渠道，在全球排放的约5 亿吨c h 。中 天津犬学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 有2 2 0 0 万至3 6 0 0 万吨来自废物填埋场。在英圈几种c 乩释放源中，填埋场大 约占释放总量的2 0 ，估计每年有2 2 0 万吨c h 。来自填埋场的排放，被认为可能 是最大的c 也排放源。在美国，据估计填埋场是最大的由人类产生的c 也的来源， 并被认为对全球气候变暖有重要影响。 c h 对温室效应的贡献相当于相同质量c 0 ：的2 l 倍。据报道，城市垃圾产 生的c h 。排放量约占全球c h 。排放量的6 至1 8 ，在控制全球性气候变暖的过程 中是一个不容忽视的重要方面。美国有学者甚至提出，采取措施控制填埋场释 放气体进入大气层比制订限制性法律来防止全球气候变暖来得更为重要。 城市生活垃圾对环境污染情况见图卜1 ： 图卜1 城市生产垃圾对环境污染示意图 二、损坏市容环境，影响城市景观 天津人学硕十学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 这对许多城市都是较严重的问题，尽管各地政府和有关部门采取了一些措 施，想方设法予以解决，也取得了一定成效，但时至今日未能取得突破性进展。 其中尤以“白色污染”问题最为严重，“白色污染”指废塑料包装物及废农 膜对市容环境和生态环境造成的破坏。在许多城市的街道、农贸市场、公园和 其他公共娱乐休闲场所，常见塑料袋、塑料饭盒、烟蒂、烟盒、果皮、碎纸等 物丢弃其中，受风吹扬，飘浮空中或挂落在树木的枝头。公园的湖面及河流的 水面上，漂浮大量的塑料袋、塑料盒及其它垃圾，使湖泊及河流中的水体遭污 染。每到高温季节，大量的垃圾堆积，散发着恶臭，使水体变色、混浊、严重 地危害市容和城市景观，有损于城市形象和旅游景点观赏、休闲的价值，也严 重地影响城市居民的生活质量。 三、可能引发垃圾爆炸 由于城市垃圾中有机物的含量较高，集中堆放容易形成厌氧环境，致使垃 圾产生的沼气量不断积累增加，其中的甲烷是一种无色、无味、密度较轻的气 体，在其向大气逸散过程中，容易在低洼处或建筑物内聚集。甲烷本身无毒， 但具有易燃和爆炸的特性，在有氧存在的条件下，甲烷的爆炸极限是5 至1 5 ， 最强烈的爆炸发生在9 5 左右，一旦遇明火，就可能引起爆炸。 1 9 9 4 年，湖南省一座城市的垃圾山中沼气爆炸，致使几十米外的泵房和两 道防污水大堤受到严重损坏；1 9 9 5 年，北京市一住户三口人均被垃圾产生的沼 气烧伤。随着城市生活垃圾的递增，其中的有机物含量不断增加，所以在城郊 结合部大量堆放垃圾的地方，垃圾爆炸呈发展的态势，危及城市生活和人身安 全，对这种灾害要严加防范。 四、“丐帮”和“垃圾猪”问题 很多城市垃圾堆放处都有一些固定的“拾荒”人，他( 她) 们以捡拾垃圾 堆中有价值的东西变卖为生。一些“拾荒”人就在垃圾山旁居住，娶妻生子， 常年与垃圾为伍，进而发展到分割地盘，势力划分，形成了所谓“丐帮”，既不 利于防治传染疾病，也给当地治安管理工作带来隐患。 天津大学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 还有些人“因地制宜”，依靠垃圾养猪，即所谓的“垃圾猪”。垃圾中不乏 有毒有害物质，猪吃下后最终会在人类体内蓄积，危害人类的神经系统、造血 系统，乃至引发各种疾病的产生。 1 2 2 研究城市生活垃圾问题的意义 城市生活垃圾处理是市容环境建设与管理的一个重要组成标志，能反映出 一个城市的消费水平和生活水平，也是城市管理水平的重要体现，其地位和作 用随着市容环境建设的发展和社会进步，显得越来越重要。 城市，特别是大城市的市容建设与管理，是一项综合性、全方位、多层次 的系统工程。垃圾处理是保护城市生态环境、自然环境、生活环境和社会环境 的重要内容和措施。 研究城市生活垃圾问题的意义在于： 一、利于促进市容环境建设 城市生活垃圾的产生在时间域和空间上都是很大的，甚至可以说，凡是有 城市人群的地方，时时处处都在产生垃圾，途径多、范围广、数量大，若不及 时、有效地处理，必然污染和损坏城市的市容环境。试想即使只有一天不处理 垃圾，市容环境都将会很差。正是由于环卫部门的职工坚持不懈地日同夜夜清 扫、处理城市生活垃圾，使得整洁的市容环境得以保护和不断改善。为此，各 地政府每年要投入大量的人、财、物力，环卫部门采取科学有效的办法，认真 做好垃圾清运、处理工作，以期达到净化环境、美化城市之目的。 二、利于城市的经济建设和社会发展 邓小平同志指出：“发展是硬道理”。城市，作为经济、社会和物质所构成 的一个有机整体，它的发展和进步同样是硬道理。如何才能促进城市的经济建 设和社会发展，动力和条件是多方面的，诸要素间又是相互联系、制约的。其 中，市容环境是重要条件之一，随着城市现代化进程的加快，这一条件的地位 和作用必将突出地显现出来。只有认真地、科学地处理城市生活垃圾，不断改 善和推进环境建设，才。能为城市经济建设和社会发展提供先进、良好的“硬件” 天津犬学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 条件，改善投资环境，利于招商引资，推动社会进步。 三、有利于促进精神文明建设，提高城市居民的素质 物质文明和精神文明建设，对现代化大城市都是同等重要的，“坚持两手 抓，两手都要硬”，“人民城市人民建，为民之举靠人民”，要动员组织城市居民 建设和保护自己的家园。在一定意义上，城市居民既是生活垃圾的制造者，又 是处理生活垃圾的参与者，应自觉积极地协助环卫部门做好这一利国、利民的 事，培养和倡导健康、文明、科学的生活方式，提高城市居民的整体文明素质。 四、城市生活垃圾是丰富的再生资源 有人说过“垃圾是放错了地方的资源”，城市生活垃圾是丰富的再生资源的 源泉。有统计数据表明：1 0 0 0 公斤的废旧塑料可以生产汽油、柴油各3 7 5 公斤， 剩下的废渣还可以用于防水涂料，达到完全利用：回收利用1 0 0 万吨废纸，可 以避免砍伐6 0 0 平方公里的森林；用1 0 0 万吨废弃食物加工成猪饲料，可节省 3 6 万多吨饲料用谷物，生产出4 5 万吨以上的猪肉；回收1 3 0 吨罐头盒，可少 开采冶炼4 0 0 吨锡矿石，既节省原料又保护环境。据统计，生活垃圾中有6 0 以上的垃圾为潜在原料资源，可以重新在经济循环中发挥作用。因此，我们应 变废为宝，充分利用城市生活垃圾的再生资源。 五、利于提高人民群众的健康水平 据卫生部门化验分析，生活垃圾中含多种有毒有害物质，乃至致癌物质， 对城市居民健康具有很大危害性，必须严加处理。搞好城市生活垃圾处理，减 少对水源、土壤和大气的污染，保护城市居民的身体健康；改善人的居住环境， 营造整洁、美好的生活环境，令人心旷神怡，有利于心理健康。 1 3 本文的研究路线 本文首先提出需要讨论的问题 即填埋工艺、堆肥工艺和焚烧工艺 进而介绍了城市生活垃圾处理的三种工艺， 然后按照从国际到国内，再到天津市的顺 天津犬学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 序进行讨论，阐明了发达国家三种工艺的应用以及值得我们借鉴之处，分析了 我国城市生活垃圾的特性、处理现状和存在的问题，再结合天津市实际情况介 绍了其城市生活垃圾的特点、收运体系、存在不足以及部分垃圾处理项目建设 情况。同时，文章通过建立模型，应用a h p 层次分析法，对天津市城市生活垃 圾处理工程进行经济评价并得出了结论。在此基础上，文章得出合理处理天津 市城市生活垃圾的规划和建议。 本文研究路线见图卜2 ： 图卜2 本文研究路线 天津大学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 第二章城市生活垃圾处理比较研究 2 1 城市生活垃圾处理技术比较 城市生活垃圾处理技术主要包括填埋、堆肥和焚烧三大技术。 2 1 1 填埋工艺 一、简易填埋 垃圾的土地处理已有很长历史了，在2 0 世纪5 0 年代以前为传统的垃圾填 坑堆置处理方式，称为简易填埋方式，是利用自然形成或人工挖掘而成的坑穴、 河道等可能利用的场地把垃圾集中堆放起来，一般不采取任何工程措施防止堆 场污染的扩散与迁移，渗沥液不收集处理、沼气不疏导或疏导程度不够，垃圾 表面也不作全面的覆盖处理。此类堆场的主要弊端是： l 、裸露的可分解垃圾易使蚊蝇擎生，传播疾病，散发臭气，污染环境： 2 、垃圾场自燃易引起火灾和烟尘： 3 、裸露垃圾、纸张和细小颗粒随风飘扬，破坏市容环境，危害人体健康： 4 、垃圾降解而产生的渗沥液严重污染堆场周围地下水、地表水和公共水域。 二、卫生填埋 l 、卫生填埋的产生与项目构成 从2 0 世纪5 0 年代开始，英美等国开始修建称之为卫生填埋场的专用垃圾 处理场地，我国卫生填埋场的建设大约始于2 0 世纪8 0 年代。 卫生填埋场指采取防渗、铺平、压实、覆盖对城市生活垃圾处理和对气体、 渗沥液、蝇虫等进行治理的垃圾处理方法，是城市生活垃圾的最终处理方式之 一。在垃圾的卫生填埋处理过程中，需对填埋单元进行防渗处理、疏导沼气、 用无毒无害的覆盖材料按规定的技术要求覆盖垃圾表面，并且对收集到的渗沥 液和沼气进行工程处理。卫生填埋场按地理条件划分，主要有山地填埋场、平原 填埋场和滨海滩涂填埋场三种。无论何种卫生填埋场，都必须采取以下工程措 天津犬学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 施。 ( 1 ) 垃圾挡坝：用来保证场内垃圾堆体的稳定。山地填埋场的挡坝一般设 在填埋场下游，平原和滨海滩地填埋场的挡坝则设在填埋作业单元的四周。 ( 2 ) 道路系统：包括进场道路和场内道路。 ( 3 ) 防渗导流系统：防止垃圾渗沥液污染地下水和地表水，并将渗沥液收 集、导向渗沥液处理系统。 ( 4 ) 渗沥液处理系统：对渗沥液进行处理，使出水达到国家规定的排放标 准；或将垃圾渗沥液经预处理达到规定标准后导入城市合流污水管道。 ( 5 ) 沼气疏导系统：防止沼气在垃圾堆体的深处积聚而导致爆炸和火灾。 沼气量较多的填埋场还可以将沼气收集起来经简单净化处理后加以利用。 ( 6 ) 其他辅助设施：供水、电系统；环境监测系统；生活服务办公设施。 ( 7 ) 封场及场地再利用工程。 2 、卫生填埋场与传统简易填埋的区别 现代化垃圾卫生填埋场与传统简易填埋场的改进与突破可以用“六化”标 志： ( 1 ) 土地利用高效化：在给定的有限土地范围内，尽量提高垃圾填埋承载能 力是填埋技术发展的生命线。现代化垃圾卫生填埋场的空间利用系数可达到 5 0 一7 0 ，远高于简易填埋的2 0 - 3 0 。 ( 2 ) 填埋气体无害化：厌氧型垃圾填埋场产生的填埋气包含i 0 0 余种污染 物，其中含有毒有害气体等污染物，必须通过点燃或收集利用使之无害化或资 源化。否则，填埋场会变成一个气体污染源。 ( 3 ) 防渗系统安全化：填埋场防渗是保护地下水、地表水和土壤不受污染的 关键。当代，已发展了成熟的不同类型的防渗结构，适用于不同的地质、地理、 水文和人文环境条件的防渗。 ( 4 ) 部分实现资源化：现代化垃圾卫生填埋场的功能已不仅局限于垃圾最终 处嚣，还可实现部分资源回收。资源回收包括三个组成部分：一是将填埋场与 天津大学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 具有垃圾分类回收功能的设施和场地建在一起，使填埋场具有综合处理的功能； 二是寥；现填埋气的回收利用( 含填埋气发电或填埋气制清洁燃料等) ；三是封场 土地的生态恢复，再创土地生产力。 ( 5 ) 全方位环保化：包括渗沥液达标处理排放、严格执行填埋场地的清污水 分流、填埋气污染控制、尘与臭味的控制、噪声控制、地底气体污染控制、蝇 虫及鼠鸟危害控制以及园林绿化等。 ( 6 ) 营运管理现代化：包括执行比较完善的填埋场营运质量保证措施，采用 填埋场计算机信息管理系统，实行人员岗位责任及资格考核制度。由具有一定 素质和科技文化水平的专业化营运管理队伍对填埋场进行科学化规范管理。 3 、卫生填埋场的分类与分级 ( 1 ) 按建设规模分类： i 类总容量为1 2 0 0 ( 含1 2 0 0 ) 万m 3 以上； 1 1 类总容量为5 0 0 ( 含5 0 0 ) 一1 2 0 0 万m 3 ； i i i 类总容量为2 0 0 ( 含2 0 0 ) - 5 0 0 万n 1 3 ； 类总容量为i 0 0 ( 含1 0 0 ) 一2 0 0 万m 3 。 ( 2 ) 按日处理能力分级： i 级 同处理量为1 2 0 0 ( 含1 2 0 0 ) t d 以上： i i 级f 1 处理量为5 0 0 ( 含5 0 0 ) - 1 2 0 0 t d ； i i i 级日处理量为2 0 0 ( 含2 0 0 ) 一5 0 0 t d ； 级日处理量为2 0 0 t d 以下。 为了减少初期投资，发挥投资的规模效益，填埋场使用年限应大于1 0 年， 特殊情况下不应低于8 年。但可根据实际条件，将填埋场库区工程分期建设， 避免投资的浪费。 2 1 2 堆肥工艺 一、堆肥工艺及其堆肥类型 堆肥工艺指将垃圾通过生物降解过程达到减量化，无害化并获得肥料的过 天津犬学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 程。现代堆肥技术从2 0 世纪3 0 年代开始发展，已形成很多类型。按堆肥微生 物对氧的需求可分为好氧堆肥和厌氧堆肥；按堆肥物料移动形式可分为静态堆 肥和动态堆肥；按堆肥堆置方式可分为野积式堆肥和装置式堆肥( 或称为密闭 型堆肥) 。目前使用较多的为好氧静态堆肥。 二、垃圾堆肥项目设施构成 l 、堆肥项目主体工程设施。 ( 1 ) 计量设施。主要包括地衡、控制与记录等设备及相关建( 构) 筑物。 ( 2 ) 前处理设施。主要包括受料、给料、破袋、分选、破碎、输送等机械设 备及相关建( 构) 筑物。 ( 3 ) 发酵设施。主要包括与高温好氧发酵工艺相匹配的机械设备及相关建( 构) 筑物。 ( 4 ) 后处理设施。主要包括对发酵稳定后的堆肥物料进行进一步处理所需的 破碎、分选、输送等机械设备及相关建( 构) 筑物。 2 、配套设施。主要包括：厂内道路、维修、供配电、给排水、消防、通信、 监测化验、消杀和绿化等设施。 3 、生产管理设施。主要包括：行政办公用房、机修车间、计量间、化验室、 变配电室等设施。 4 、生活服务设施。主要包括：食堂、浴室、值班宿舍等设施。 三、堆肥法处置城市生活垃圾的意义 从整个城市的净化、绿化和美化角度出发，有机肥在城市的绿化和农田的 基本建设中地位日益重要。生活垃圾中含有丰富的有机质，有机质经过发酵得 到了较充分的降解，已经达到了无害化的要求，经筛分处理后，就可以得到大 量的堆肥。堆肥产品用于农业和林业，能提高农作物的产量和质量。堆肥还田， 顺应了自然界的生态平衡。从经济角度看，堆肥的生产过程就是将生活垃圾化 废为宝的过程，堆肥产品支持了农业生产。塑料、玻璃等有用资源可回收利用。 如将筛分获取的资源再进行深加工，必将取得可观的社会效益和经济效益。 天津火学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 四、垃圾堆肥项目分类 可依据堆肥项目建设规模分为四类： i 类日处理能力3 0 0 6 0 0 ( 含6 0 0 ) t d ； 1 1 类日处理能力1 5 0 - 3 0 0 ( 含3 0 0 ) t d ； i i i 类同处理能力5 0 1 5 0 ( 含1 5 0 ) t d ； 类曰处理能力5 0 ( 含5 0 ) t d 以下。 2 i 3 焚烧工艺 一、焚烧工艺及焚烧类型 垃圾焚烧处理已有百年历史，指对热值达到标准( 一般为5 0 0 0 k j k g 以上) 的垃圾通过焚烧达到减量、无害以及回收余热的目的。但出现有控制的焚烧( 烟 气处理、余热利用等) 只是近几十年的事，由于垃圾焚烧具有占地较小、选址 容易、处理较快、减量显著、无害彻底及可回收余热等特点，近年来不断得到 发展。 目前发达国家应用的垃圾焚烧技术类型主要包括： i 、全量焚烧系统，通常焚烧处理量为2 5 0 3 0 0 0 t d ，用来焚烧混合垃圾； 2 、垃圾衍生燃料系统，将混合垃圾进行分选处理制成一定尺寸规格的垃圾 衍生燃料，和煤、木屑等其他燃料混合燃烧。 3 、块装组合式焚烧系统，在制造厂制造好标准组件到现场组合安装，就地 燃烧，因而焚烧系统处理量较小，通常为i 0 2 0 0 t d 。 4 、其它焚烧系统，如流化焚烧炉( 又称沸腾炉) ，热解等。 二、垃圾焚烧项目设施构成 l 、焚烧厂主体工程与设备。 ( 1 ) 受料及供料系统：包括垃圾计量、卸料、储存、给料等设施。 ( 2 ) 焚烧系统：包括垃圾进料、焚烧、燃烧空气、启动点火及辅助燃烧等设 施。 ( 3 ) 烟气净化系统：包括有害气体去除、烟尘去除及排放等设施。 天津火学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 ( 4 ) 余热利用系统：包括余热锅炉、空气预热器、发电或供热等设施。 ( 5 ) 灰渣处理系统：包括炉渣处理系统与飞灰处理系统。炉渣处理系统主要 包括出渣、冷却、碎渣、输送、储存和除铁等设施。飞灰处理系统主要包括飞 灰收集、输送、储存等设施。 ( 6 ) 仪表与自动化控制系统。 2 、配套工程。主要包括总图运输、供配电、给排水、污水处理、消防、通 信、暖通空调、机械维修、监测化验、计量、车辆冲洗等设施。 3 、生产管理与生活服务设能。主要包括办公用房、食堂、浴室、值班宿舍、 绿化等设施。 三、垃圾焚烧项目分类 可依据焚烧项目建设规模分为四类： i 类日处理能力1 2 0 0 t d 以上： i i 类日处理能力6 0 0 1 2 0 0 ( 含1 2 0 0 ) t d ； i i l 类日处理能力1 5 0 6 0 0 ( 含6 0 0 ) t d ； 类日处理能力5 0 1 5 0 ( 含1 5 0 ) t d 以下。 四、垃圾焚烧与二恶英 1 、二恶英的特性 二恶英( d i o x i n s ) 类是一类毒性很强的三环芳香族有机化合物，现已被世 界卫生组织列为一级致癌物质。它熔点高、难溶于水、稳定性好、溶于脂肪， 是目前已知化合物中毒性最强的一类物质，其毒性相当于氰化钾( k c n ) 的1 0 0 0 倍以上。它对人体可能引起皮肤痤疮、头痛、失聪、忧郁、失眠、新生儿畸形 等症，严重可导致染色体损伤、心力衰竭、内分泌失调乃至死亡。 2 、垃圾焚烧与二恶英 有一种观点认为二恶英是生活垃圾焚烧特有的公害，这种认识是片面的， 二恶英是有机物与氯一起加热产生的化合物，只要使用水的场所都有可能产生 二恶英，它是一种普遍的化学现象，火山爆发、森林火灾、发电厂、木材燃烧 d 天津大学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 等等都可能产生二恶英。但不可否认的是，生活垃圾焚烧的确是二恶英产生的 来源之一，但占多大的比重现在仍无结论。 当今世界很多国家都制定了垃圾焚烧的二恶英排放标准，也研究了控制生 活垃圾焚烧过程中产生二恶英的技术措施，如实现完全燃烧、2 4 小时连续燃烧、 采用先进的自动控制技术控制烟气净化系统等。 综上，生活垃圾焚烧厂烟气中的二恶英是客观存在的，但盲目恐慌则是完 全没有必要的，实际上人们每天吸入的空气和摄取的食物当中都含有微量的二 恶英成分，但远不足以致病。对于垃圾焚烧厂，只要采取相关措施，其排放浓 度是可以有效控制在环保标准以内的。 2 2 发达国家城市生活垃圾处理借鉴 2 2 1 国外发达国家生活垃圾处理概况 目前，国外发达国家的城市垃圾从收集、运输和处理管理与技术已很成熟， 并积累了许多经验。在收集方面大多数国家采取了分类收集；在运输方面基本 采用密闭压缩运输：在处理方面广泛采用的城市生活垃圾处理方式主要有卫生填 埋、堆肥和焚烧等处理方式。 近1 5 年来，欧美发达国家在城市生活垃圾问题上经历了一场革命。这场革 命的核心内容就是生活垃圾的综合管理思想的形成和实施，体现在一系列政策 体系和管理体系上，最直接的表现就是分类收集的广泛推广和垃圾排放收费的 普遍实行。 在过去1 5 年中，工业化国家的垃圾产出量无论在绝对量上还是单位产值产 量上，都在急剧增长，在这种情况下，发达国家的垃圾处理政策也发生了变化。 经过不断探索和发展，欧洲国家在城市垃圾污染防治方面开创了一条新的思路， 其核心思想就是可持续发展的原则。2 0 世纪9 0 年代，许多发达国家治理垃圾 的战略目标是：通过选择较高层次的管理目标，达到垃圾处理可持续发展的目 天津大学硕士学位论文天沣市城市生活垃圾处理问题研究 的。首先，最优先方案是避免产生垃圾， 是按实际情况最大可能进行回用或回收。 减少最终处置量。 2 2 2 三种处理技术在发达国家的应用 如果必须产生，产出量要最小。其次 然后，处理的目标应当是能够回收和 从技术角度看，卫生填埋是垃圾处理的主要方法，比重最大，被认为是必 备的首选技术。进入2 0 世纪9 0 年代以来，英国的垃圾填埋占9 0 ，意大利占7 4 ， 美国占6 7 ，法国占4 5 ，德国占4 0 。垃圾卫生填埋的主要优点是速度快、方 法简单，技术比较成熟，建设费用和管理费用相对较低。目前在卫生填埋场的 防渗和渗沥液的收集处理技术、填埋气体( c h 。) 回收利用技术，以及使用填埋操 作的多种机械设备，都有较大的进展。 垃圾焚烧，只是在一些国家所占比重较大，如日本为7 2 ，丹麦为7 0 ，瑞 士为7 4 。垃圾焚烧的主要优点是：垃圾中的病源菌彻底杀灭，垃圾焚烧后， 灰渣只占原体积的5 一1 0 ；垃圾焚烧产生的热能可用于发电。据报道，日本有 近2 0 0 0 个垃圾焚烧厂，占世界焚烧厂总数的绝大部分。垃圾焚烧需要有先进的 技术设备，关键设施是垃圾焚烧炉，其工程投资和运行管理费用比卫生填埋要 高。特别是近二十年来，由于垃圾焚烧而产生的二恶英问题引起国际社会广泛 关注，很多国家都对垃圾焚烧的烟气排放制定了十分严格的标准。 在欧美国家和开本，用高温堆肥法处理生活垃圾的比重较小，一般均在2 0 以下，随着绿色浪潮和生态农业的兴起，堆肥化比率正呈上升趋势。 2 2 3 发达国家垃圾分类收集和垃圾排放税费机制的借鉴 一、对包装的限制 国外一些发达国家的生活垃圾管理是从源头治理，限制过度包装。在实行 生活垃圾分类收集时，考虑较多的也是最具特色的是包装物的再利用。 德国在包装物再生利用领域是国际丌拓者。1 9 9 1 年6 月，德国颁布了包 装条例，它是世界上首例针对所有包装废物进行回收利用的条例，也是首次在 包装废物回收利用领域扩展应用“污染者负担”原则，使生产者“对产品的整 天津大学硕士学位论文天津市城市生活垃圾处理问题研究 个生命周期( 从摇篮到坟墓) 负责”。 日本从2 0 世纪9 0 年代以来，颁布了几部与包装废物回收利用有关的法规， 如促进再生资源利用法，节能和促进再生利用法，促进包装容器回收及 再商品化法等。其主要目的是通过对包装废物的分类收集、再生利用和适当 处置实现固体废物减量化、资源化和无害化处置。 除此之外，还有许多国家和组织颁布了包装条例或者与包装废物再生利用 有关的法律法规。例如欧盟通过的欧盟包装政令，比利时的生态税法， 奥地利的避免和恢复包装废物和某些商品残余物条例，丹麦的废物处置和 再生循环法令，法国、荷兰和韩国的包装条例等。 二、德国的“黄桶绿点标志系统” 德国有一个较完善负责垃圾回收的双轨系统，也称“黄桶绿点标志系统”。 其做法是每户发一个黄色垃圾桶( 以区别于倾倒普通垃圾的黑桶) 。凡是印刷有 绿点标志的商品包装物，用完后就应投入黄桶。现在这个系统又有了发展，在 黄桶的基础上又发展了蓝色垃圾桶和绿色垃圾桶，蓝色垃圾桶收集纸张，绿桶 称“生态桶”，用以收集有机垃圾。 在德国居住区的居民房前屋后均放置着这种带有颜色的垃圾桶，数量比较 多，以收集厨房及庭院的有机垃圾，根据用户与垃圾收运部门的协议确定清运 频率。另外，在几个路段或一个街区设一个收集点；放置着一组标有不同颜色 的垃圾桶，用来分别收集纸张、塑料、玻璃等可回收利用的城市生活垃圾资源， 仅收集玻璃的垃圾桶就有三种颜色分别收集无色、棕色和绿色的瓶子。收集点 的垃圾桶每3 0 天清运1 次，德国人也有自己将垃圾送到垃圾分检厂的习惯做法。 由于普遍采用了垃圾分类收集并建设了很多垃圾分选厂，使德国的城市生 活垃圾中的废品回收率大大提高，1 9 9 6 年各种玻璃瓶的回收率为7 9 ，各种废 纸的回收率7 i 。1 9 9 3 年，德国的分类收集己占城市垃圾量的7 j 5 ，包括物 质和能量的利用在内，德国城市垃圾的平均综合利用率达到5 0 。 三、国外分类收集成功经验 天津犬学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 1 、国外居民生活垃圾质量较高， 2 、有一套健全的法律规章制度， 综合治理的法律保障； 生活垃圾中可回收垃圾多，废品成分高； 如德国的废物管理法，作为实施垃圾 3 、完全按照市场经济运行机制这个杠杆，来调节废品回收动作； 4 、废品的回收、资源的再生利用技术成熟，思路清晰； 5 、一些企业家、大财团对废品再生利用的发展前景看好，废品回收利用有 厚利可图： 6 、政府重视市民的环境保护和环境卫生意识的宣传教育，不惜重金投资于 宣教工作。 2 3 我国城市生活垃圾处理现状 2 3 1 城市生活垃圾产量与特性分析 一、垃圾产量 随着我国的城市化进程加快和人民生活水平的不断提高，城市生活垃圾产 生量平均以每年4 8 的速度持续增长。据统计，截止2 0 0 1 年底，全国6 6 4 个 城市建有各类生活垃圾处理厂7 4 0 座，年垃圾处理量为7 8 3 5 万吨，当年全国城 市生活垃圾量已达1 3 5 亿吨，城市生活垃圾处理率为5 8 2 。 二、垃圾特性 城市垃圾的构成特性与地理条件、经济发展水平、居民消费水平、消费结 构以及城市居民燃气化率等因素有关。我国城市的垃圾在产量迅速增加的同时， 垃圾的构成及特性也发生了很大的变化。以天津市2 0 0 1 年垃圾成分分析为例， 城市生活垃圾中有机成分占总量的6 4 ，灰土砖石占1 0 ，塑料、纸类、玻璃、 织物、金属、草木等可回收物约占总量的1 6 7 ，如图2 - 1 。 菱堂苎堂堡主堂堡堡壅 墨堡塑塑史生适些丝丝堡塑丝婴翌 图2 1 天津市2 0 0 1 年垃圾成分分析图 垃圾成分的变化是可燃物增多，可利用价值增大。随着城市燃气化率的不 断普及，城市生活垃圾中的有机物含量及垃圾的热值将进一步增加。随着人民的 生活水平不断提高，城市生活垃圾中的塑料、纸类、玻璃、织物、金属、草木 等可回收物将不断增加。 2 3 2 城市生活垃圾处理现状分析 一、生活垃圾收集 目前，我国城市生活垃圾收集方式基本为混合收集，主要有以下几种方式： 1 、容器式 收集容器放置于固定的地点，服务时间为一天中的全部或大部分时间，分 桶式和厢式两种。 2 、构筑物式 以固定构筑物作为其收集容器，一般为砖、水泥结构，不密封。 3 、垃圾道收集 多用于多层和高层住宅楼中，由于存在诸多弊端，此种方式正逐步被淘汰。 二、生活垃圾运输 根据操作方法的不同，分为“固定式”和“移动式”两种模式。固定式收 运的容器则始终在原地不动，收集车把垃圾装入车中运走，空的垃圾容器留在 1 9 天津大学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 原地。移动式收运是把装满垃圾容器整个运往转运站或处理场，卸空后在把容 器拉回原处或其他地点。 三、转运站 城市生活垃圾转运站是为了使小型垃圾收集车从居民、商业和其它单位等 各收集点清除的垃圾在这里合并，并将其投入大型车辆或其它运输成本较低的 运载工具继续运往处理厂( 场) 以节省运输费用的设施。 2 3 3 三种处理技术在中国的应用 一、填埋技术现状 填埋技术作为生活垃圾的最终处理方法，目前仍然是中国大多数城市解决 生活垃圾出路的最主要方法。根据环保措施( 主要有场底防渗、分层压实、每天 覆盖、填埋气导排、渗沥液处理、虫害防治等) 是否齐全、环保标准能否满足来 判断，我国的生活垃圾填埋场的可分为3 个等级。 1 、简易填埋场 这是几十年来中国一直沿用的填埋场，其特征是基本上没有考虑环保措施， 也谈不上执行什么环保标准。目前中国相当数量的生活垃圾填埋场属于这个等 级。这类填埋场可称为露天堆置场或简易堆场，它不可避免地会对周围的环境 造成污染。 2 、受控填埋场 这类填埋场目前在我国也占较大比例，其特征是，有部分环保措施，但不 齐全；或者是虽然有比较齐全的环保措施，但不能全部达标。目前的主要问题 是集中在场底防渗、渗沥液处理、每天覆盖不符合卫生填埋的技术标准。 3 、卫生填埋场 这是发达国家普遍采用的生活垃圾填埋技术，其特征是，既有完善的环保 措施，又能满足环保标准。真正意义上的卫生填埋场目前在我国较少。 二、堆肥技术现状 中国具有传统堆肥技术的悠久历史，目前常用的生活垃圾堆肥技术可分为 天津人学硕士学位论文 天津市城市生活垃圾处理问题研究 两类。 1 、简易高温堆肥技术。这类技术的特征是，工程规模较小、机械化程度低、 采用静态发酵工艺、环保措施不齐全、投资及运行费用均较低。简易高温堆肥 技术一般在中小型中城市应用较多。 2 、机械化高温堆肥技术。这类技术的特征是，工程规模相对较大、机械化 程度较高、一般采用间歇式动态好氧发酵工艺、有较齐全的环保措施、投资及 运行费用均高于简易高温堆肥技术。 三、焚烧技术现状 中国生活垃圾焚烧技术的研究起步于2 0 世纪8 0 年代中期，目前仅有深圳 等极少数城市采用了焚烧技术，尚处于起步阶段。随着中国东南部沿海地区和 部分中心城市的经济发展和生活垃圾低位热值的提高，近年来已有不少城市将 建设生活垃圾焚烧厂提到了办事日程，正在组织实施。 l 、国产化焚烧技术设备。目前中国有关单位，在吸取经济发达国家成功经 验的基础上，正努力研制国产化的生活垃圾焚烧技术和设备。这些焚烧技术和 设备大多数尚处在安装、调试或试运转过程中，技术