（环境工程专业论文）北京市城市垃圾的污染及控制调查分析.pdf

华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 本文在综合分析了北京市目前城市垃圾现状，垃圾成分及其组成特点以 及垃圾的危害，根据垃圾处理的基本对策和控制污染方法，比较卫生填埋、 堆肥、焚烧、蠕虫几种处理方法的优缺点，阐述了在现有处理方法的基础上 如何实现城市垃圾的资源化利用，系统总结了限制城市垃圾控制发展的制约 因素以及存在的问题，并提出了促进北京市城市垃圾处理的思路、对策和建 议，为2 1 世纪的可持续发展打下良好的基础。结果表明：要实现北京市垃 圾的减量化、资源化、无害化，其处理模式和思路需要综合考虑各个方面一 一抓好源头、综合利用、综合治理，提高整体管理水平。 关键词：城市垃圾，垃圾处理，堆肥，卫生填埋，焚烧 a b s t r a c t i nt 拉sp a p e r ，t h ea u t h o r a i l a l l y z e d t h ep r e s e n tm u n i c i p a lg a r b a g es t a t u s ， c o m p o n e n t ，c h a r a c t e r i s t i c sa n dt h eh a n no fm eg a r b a g ei nb e i j i n gc i 研a l s o ， a c c o r d i n gt om eb a s i cc o u n t e r m e a s u r ea n dc o n t r o lp o l l u t i o nm e t h o d ，t h ea u t h o r c o m p a r e dt h ea d v a l l t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fs a l l i t a 巧l a l l 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 dw o m m e t h o d s ，e x p a t i a t e dh o w t or e a l i z et h eu t i l i z a t i o no ft h eg a r b a g er e s o u r c e b a s e dt h ep r e s e n td e a lm e t h o d s ，a r l ds y s t e m a t i c a l l yc o n c l u d e dt h ec o n 矗n ef - a c t o r sa n d e x i s t i n gp r o b l e m s ，a l s o ，t h ea u t h o rp r e s e n t e dt h em i m d n g 、 c o u n t e 肌e a s u r ea n d s u g g e s t i o i l s f o rd i s p o s a lo fm 衄i c i p a ls o l i dw a s t e ，i ti saw e l lf o u i l d a t i o no f c o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n ti n21s tc e n t y r e s u l t ss h o wm a t ：i no r d e rt or e a l i z et h e d e c r e a s e 、h a r m l e s sa 芏1 du t i l i z a t i o no fm u m c i p a ls o l i dw a s t ei nb e i ji n g ，t h et r e a t m e n t m o d e sa n di d e a sw i l ln e e dc o n s i d e rn 啪ya s p e c t s s u p e r v i s ef o u n t a i n h e a d ， s y n t l l e t i c a l l yu t i l i z ea n dm a n a g e ，a n di m p r o v et h ew h 0 1 em a n a g e m e m l e v e l w 西d i ( e n v i r o n m e n t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o fy 1 nl i a n q i n g k e y w o r d s ：m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ，w a s t ed i s p o s e ，c o m p o s t ，s a n i t a r yl a l l d 6 l l ， i n c i n e r a t i o n 华北电力大学工程硕士学位论文摘要 摘要 本文在综合分析了北京市目前城市垃圾现状，垃圾成分及其组成特点以 及垃圾的危害，根据垃圾处理的基本对策和控制污染方法，比较卫生填埋、 堆肥、焚烧、蠕虫几种处理方法的优缺点，阐述了在现有处理方法的基础上 如何实现城市垃圾的资源化利用，系统总结了限制城市垃圾控制发展的制约 因素以及存在的问题，并提出了促进北京市城市垃圾处理的思路、对策和建 议，为2 1 世纪的可持续发展打下良好的基础。结果表明：要实现北京市垃 圾的减量化、资源化、无害化，其处理模式和思路需要综合考虑各个方面一 一抓好源头、综合利用、综合治理，提高整体管理水平。 关键词：城市垃圾，垃圾处理，堆肥，卫生填埋，焚烧 a b s t r a c t i nt h i s p a p e r ，t h ea u t h o fa n a l y z e d 也ep r e s e n tm u i l i c i p a lg a r b a g es t a t u s ， c o m p o n e n t ，c h a r a c t e r i s t i c sa n d t h eh a 肋o ft 1 1 eg 加a g ei nb e i j i n gc i 够a j s o ， a c c o r d i n gt o t h eb a l s i cc o u n t e m 坨a s u r ea n dc o n t r o lp o l l u t i o nm e t h o d ，也eau _ t h o r c o m p a r e dt h ea d v 锄t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e so fs a l l i t a 巧l 锄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 dw o n nm e t h o d s ，e x p a t i a t e dh o wt 0r e a l i z et h eu t i l i z a t i o no ft h eg a r b a g er e s o u r c e b a s e dt h ep r e s e n td e a lm e m o d s ，a i 】l ds y s t e m a t i c a l l yc o n c l u d e dt _ h ec o n 矗n ef a c t o r sa n d e x i s t i n gp r o b l e m s ，a l s o ，m e a u t l l o rp r e s e n t e dt h em i l l l d n g 、c o u n t e 肌e a s u r ea n d s u g g e s t i o l l s f 1 0 r d j s p o s mo fd ：1 1 m i c i p a l s o l i dw a s t e ， i ti saw e l lf ；引岫d a t i o no f c o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n ti n21s tc e n t 砒yr e s u l t ss h o wm a t ：i no r d e rt or e a j i z et h e d e c r e a s e 、h a f m l e s sa n du m i z a t i o no fm u 正c i p a ls o l i dw a s t ei nb e 巧i n g ，t h et 1 e a t m e n t m o d e sa n di d e a s谢l ln e e dc o n s i d e rn 啪ya s p e c t s s u p e r v i s ef o u n t a i n h e a d ， s y n m e t i c a l l yu t i l i z ea n dm a n a g e ，a n di m p r o v et h ew h 0 1 em a n a g e m e n t l e v e l ， w 西d i ( e n v i r o n m e n _ t a ls c i e n c ea n de n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o fy j nl i a n q i n g k e yw o r d s ：m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ，w a s t ed i s p o s e ，c o m p o s t ，s a n i t a r y1 a 1 1 d 6 1 1 ， i n c i n e r a t i o n 声明尸明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文北京市城市垃圾的污染及控制调查分 析，是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和取得 的研究成果。据本人所知，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，也不包含为获得华北电力大学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：日期： 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被查阅或借阅；学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名： 日 期 导师签名： 日期： 华北电力人学1 = 程硕士学位论文 1 1 课题背景及意义 随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国面临的环境污染也越来越严重。城市 化进程的加快导致了大量废弃物进入环境，以城市为中心的环境污染在扩大，并向农村 曼延，生态破坏的范围逐步加大。据资料显示我国城市人均每年产生生活垃圾为0 4 4 t ， 并且每年以8 左右的速度增长。根据推算，在今后的5 0 年里，我国人口和城市化的高 峰期到来之际，城市垃圾的增长高峰期也将来临。环境污染和生态平衡的破坏直接威胁 着我国经济的快速发展和社会的稳定，可以说城市垃圾已经成为城市环境的主要污染源 之一。 环境保护是我国的基本国策，而城市垃圾处理是城市环境保护的重要内容，也是衡 量城市文明程度和城市管理水平的重要标志之一。近几年来，我国的大部分城市都正在 积极的进行城市垃圾处理工程的探索和实践，但由于国内无全面、系统的城市垃圾处理 理论和城市垃圾处理的成功实例，而从国外引进的卫生填埋、堆肥、焚烧发电三大城市 垃圾处理方式又与中国国情有一定的差异。照搬国外垃圾处理方式建设的处理厂，总是 存在许多缺陷，从而，造成不小的财力浪费。至今，全国城市垃圾无公害化处理率尚不 足2 0 ，由此可见，在全球重视环保的今天，城市垃圾处理工作任务十分迫切，任重而 道远，应引起政府和人们的高度重视。了解城市垃圾处理方法，研究其资源化利用显得 尤为重要。 表面上看来，城市垃圾是一种负担，堆放垃圾占地，垃圾处理又浪费大量财力、物 力，处理不利也会二次污染环境。事实上，垃圾是丰富的再生资源的源泉。据估计，大 约8 0 的垃圾是潜在的原料资源，可以重新在经济循环中发挥作用。垃圾中的木头、废 纸可生产再生纸，每回收1 t 废纸可造好纸o 8 5 t ，节省木材o 3 t ；废铁、有色金属可作 冶金材料，每回收l t 废钢铁可炼好钢0 9 t ，比用矿石冶炼节约成本4 7 左右；碎玻璃可 重新制作玻璃或玻璃粉未制品；焚烧垃圾可以供热、发电；渣土可用来制造建筑砖等等。 在我国，由于经济、技术等条件的限制，城市垃圾无害化处理和资源化水平还很低，各 地发展也不均衡。近年来，我国有关部委出台了关于垃圾综合处理的相关政策，在不断 完善各种传统处理技术的同时，积极向城市垃圾减量化、资源化、无害化的方向发展， 尤其是垃圾的资源化。今后城市垃圾处理趋势是走向市场，必须综合考虑项目的技术和 经济可行性。总之，我们要从消极地、局限地销毁垃圾，向积极地、科学地利用、无害 化处理垃圾转变，走综合处理、可持续发展之路，才能真正实现垃圾变废为宝，真正是 现垃圾无害化处理，同时，为社会提供可利用的资源。 北京市作为2 0 0 8 年奥运会承办地，为实现奥运申办报告的承诺：彻底消除城市垃圾 对城市环境的污染。为确保2 0 0 8 年举办一届高水平、有特色的奥运会，实现新北京、新 华北电力大学工程硕士学位论文 奥运的城市发展目标，促进环境卫生事业与首都经济、社会及城乡建设协调发展，建设 文化名城，构建社会主义和谐社会首善之区，建设宜居城市，因此，尽快提高城市垃圾 减量化、资源化、无害化的管理水平，是建设优美、整洁、文明的现代化都市不可缺少 的条件，城市垃圾的污染及控制关系着经济、社会与人口、资源、环境是否能协调发展， 在我国的经济发展和人民生活环境的改善中具有深远的意义。 从生态环境的角度而言，城市垃圾是一种污染源，从资源的角度而言，城市垃圾则 是地球唯一在增长一种资源。及时有效的铱好城市垃圾的处理，对促进入和自然的和谐 相处和社会经济的可持续发展具有十分重要的意义。 二十世纪以来，固体废弃物的排放急剧增加，造成的大气污染、地下水污染、壤 污染、土地占用、自然景观破坏等问题日趋严重。如何有效地处理这些城市垃圾，使之 资源化、减量化和无害化( 即”三化”) 。成为当前世界各国十分关注的课题。 在我国，传统发展观基本上是一种“工业化实现观”，它以工业增长作为衡量发展 的唯一标志，把一个国家的工业化和由此产生的工业文明当作是现代化实现的标志。认 为，国民生产总值高的国家就是经济强国，人均国民生产总值多的国家就是经济成功或 繁荣的国家，因此，追求国民生产总值的增长就成了国家经济发展的目标和动力。但是， 这种单纯片面追求国民生产总值增长的发展战略所带来的一个严重后果是：城南垃圾不 能得到无害化处理，环境急剧恶化，资源日趋短缺，人民的实际福利水平下降，发展最 终将难以持续而陷入困境。有的甚至以牺牲环境为代价来求得发展。其结果导致生态系 统的失衡或崩溃，最终使得经济发展因失去健全的生态基础而难以持续。环境越是污染， 资源消耗得越快，国民生产总值增长也就愈加迅速。例如垃圾污染引发的疾病增加了人 们医疗方面的开支，垃圾污染引起的腐蚀加快了耐用品的更新，治理垃圾污染花费的大 量资金。这些都累计在国民生产总值之内，促进了国民生产总值的增长。现在提出持续 发展观强调的是环境与经济的协调发展，追求的是入与自然的和谐。不对后代入的生存 和发展构成危害，9 0 年代我国就意识到我们生活环境的污染对经济发展的阻碍性，从而 把治理环境污染和消除城市垃圾提到重要议程上来。 北京市作为我们祖国伟大的首都，将于2 0 0 8 年举办奥运会，为实现奥运申办报告 的承诺，彻底消除城市生活垃圾对城市环境的污染，尽快提高城市生活垃圾减量化、资 源化、无害化的管理水平，是建设整洁、文明的现代化都市不可缺少的条件。城市垃圾 的污染及控制关系着经济、社会与人口、资源、环境是否能协调发展，对我国的经济发 展和人民生活环境的改善具有深远的意义。 1 2 研究现状 我国城市垃圾主要是卫生填埋、堆肥、焚烧3 种处理方法，但每一种方法都有 其局限性。卫生填埋处理作为垃圾最终处置手段在城市垃圾处理方式中一直占有重 要地位，目前仍是大多数国家的主要处理方式。卫生填埋是采用工程技术措施，对 2 华北电力大学工程硕十学位论文 渗滤液和填埋气体进行控制( 防止对环境的二次污染) 的填埋方式。进入2 0 世纪9 0 年 代，我国借鉴国外的垃圾填埋处理经验与技术，制定了相应的垃圾填埋技术、污染 控制标准。但如何有效控制卫生填埋场在施工及运行过程中对周围的大气及水体等 环境带来的影响，如何采取有效措施防止垃圾填埋场的二次污染，是急待研究解决 的问题。 目前焚烧技术尚处于起步阶段，该技术的设备工艺和技术复杂，一旦排烟净化 处理不好，易造成严重的二次污染。 堆肥技术工艺比较简单，适合易腐有机物含量较高的垃圾处理，较常用于城镇 垃圾处理。可对垃圾中的有机组分进行资源利用，对环境的影响远比露天堆放、填 埋、焚烧为小，处理费用远低于单纯的焚烧处理。许多工业发达国家均采用堆肥技 术处理垃圾。但是堆肥技术不能处理不可腐烂的有机物和无机物，垃圾中石块、玻 璃、塑料等废弃物不能被微生物分解，且破坏土壤结构，所以应采用预先分选的方 法尽量减少垃圾中这类物质的含量。此法还应注意垃圾中的有毒重金属离子( 如铝、 镉、汞等) 很难降解，应采取防护措施防止有毒物质对环境的污染。 蠕虫法也是很好的一种垃圾处理方法。利用养殖蚯蚓处理城市垃圾，优点为无 污染，且投资少、见效快。由于蚯蚓的食量大，消化力强，故垃圾的处理率也高。 试验表明，每条蚯蚓可吞食的垃圾量为体重的2 8 倍，1 0 0 万条蚯蚓每个月处理垃圾 为2 4 3 6 t ，蚯蚓粪是很好的有机肥料。蚯蚓还可以作为饲养动物的蛋白质来源之 一，我国的台湾省及美国、日本、缅甸、印度等国均利用此法处理垃圾。近年来， 我国一些环境卫生科学研究所，也开展了利用养殖蚯蚓处理垃圾的研究。 垃圾焚烧发电技术是近几年来迅速发展起来的一项城市垃圾燃烧发电与环境 保护的有效对策。利用城市垃圾发电、供热的确是解决城市垃圾问题的理想方法之 一。垃圾发电是指利用特殊的垃圾焚烧设备，以城市工业和生活垃圾作为燃烧介质， 将其散发的能量进行发电的一种新型发电方式。利用垃圾焚烧发电、供热，同时可 实现城市垃圾减量化、无害化和资源化利用三项目的。 此外，目前国际上新近研究出了一些垃圾处理的新方法，如巴西采用脱水法处理垃 圾，美国最新采用人造闪电法处理垃圾，法国采用甲烷化处理法等。城市垃圾处理目前 正向着在现有处理方法的基础上实现城市垃圾的资源化挺进，为2 1 世纪治理环境污 染的可持续发展打下良好坚实的基础。 1 3 本文的主要工作和目标 该课题研究的方法是调查北京城市垃圾的现状和组成，以及北京市现有城市垃 圾处理设施情况，通过北京市城市垃圾的政策及垃圾处理的发展方向，分析北京市 城市垃圾污染的不足，提出北京市城市垃圾处理的合理方案和有意看法，为提高城 市生活垃圾的减量化、资源化、无害化的管理水平尽微薄之力。 华北电力大学工程硕士学位论文 第二章国内外城市垃圾处理的现状以及发展方向 2 1 国外城市垃圾处理的现状 据调查，工业发达国家每人每年要产生3 t 垃圾。工业发达国家城市垃圾的年增长 率为3 2 4 7 ，如荷兰的年增长率为3 、西德为4 、美国为8 4 、日本为5 。从成 份来看，工业发达国家城市垃圾有机物的成份达到5 1 8 3 ，无机成份4 9 1 7 。所以， 当前世界上工业发达国家城市垃圾处理的方法主要以卫生填埋、焚烧和堆肥为主。在国 外城市垃圾三种处理方法所占比例见统计数据表5 1 。 表5 1 国外城市垃圾处理应用填埋、堆肥和焚烧方法所占比例 国家填埋( )堆肥( ) 焚 烧( ) 美国 7 5 52 0 日本2 34 27 2 8 联邦德国 6 5 33 2 英国 8 81 1 1 法国 4 0 2 23 8 荷兰4 545 l 比利时6 292 9 瑞士 2 08 0 丹麦 1 81 27 0 奥地利 5 9 7 2 41 6 3 瑞典3 51 05 5 澳大利亚6 21 12 4 由表5 1 可看出，在国外卫生填埋法广为各国采用，并把它作为垃圾最终的处 理手段。其优点是投资少，容量大，见效快，要求是一层土、一层垃圾，以”夹板” 式结构交错进行填埋，底部均要求设置不透水层，还要设置管道输出产生的有害气 体或易燃气体，欧洲国家采用垃圾填埋方式约占垃圾处理总量的5 0 以上，美国为 7 5 。而采取焚烧的方法处理城市垃圾，是当前世界工业发达国家最广泛采用的手 段之一，如日本、德国、法国、瑞士等国，采用焚烧的方法处理城市垃圾可以使其 体积减去9 1 0 ，降低对土壤和水体的污染，可通过回收热能的途径补偿处理的成本 支出。缺点是可能会成为向大气排放有害物质的新污染源，使一些有价值的垃圾组 分丧失掉，从炉灰中回收黑色金属的效率很低，灰分和炉渣的排放量相当大，炉渣 存放区的地下水将会受到污染。而堆肥法是一些环卫专家认为的一种有效的城市垃 4 华= i 电力大学工程硕士学位论文 圾处理手段，其优点是占地面积小，投资少，有较好的经济效益和环境效益。目前 在欧洲，大约只有2 的城市垃圾被用来堆肥。其原因是：建立垃圾堆肥厂往往对环 境产生不良影响：堆肥产生的肥料销售困难：堆肥中含有的重金属元素或其它有害 物质随同作物果实进入人体内；专家通过试验认为最多仅有1 5 2 0 的垃圾可以通 过堆肥而加以利用。 世界上工业发达国家为了加速实现城市垃圾处理的减量化、无害化和资源化， 制定了一系列的法制、经济和科学管理相配套的政策法规，实行“强制 性的垃圾 治理政策，并取得了良好的效果。各国、各地区法规的内容不尽相同，但对于违反 法规者，采取了严惩严罚的措施。为了鼓励对城市垃圾的处理和回收利用，些国 家采用经济手段对城市垃圾处理者提供必要的资金援助，以促进垃圾处理事业的发 展。采取刺激性的管理手段，加强废品的回收利用，截止到1 9 9 7 年，德国全国的 废品收购点多达1 5 6 0 0 个。其它国家也充分利用征税、押金的管理手段实现对废弃 电池、酒瓶、罐头瓶、金属的回收利用。加强科学研究，探索新的垃圾消纳途径， 目前正在研究和正在采用的方法还有：热解、水解、蚯蚓分解、压缩打包及分选回 收资源等方法。一些国家还设有专门从事垃圾处理对策技术研究的机构，如美国的 亚拉巴马大学成立了研究处理垃圾的环境学会。为了解决垃圾的处理和利用问题， 各国政府投入了巨大的人力和物力。据报导，德国每年用于垃圾处理事业费的开支 达3 7 亿马克，美国为1 8 亿美元。 从应用技术看，国外城市垃圾处理方法的发展趋势是焚烧技术。由于能源、土 地资源日益紧张，焚烧处理并利用余热发电比例逐渐增多。与传统的卫生填埋和堆 肥相比，垃圾焚烧发电( 或供热) 的处理方式能有效减少垃圾重量和体积( 分别减 少8 0 和9 0 以上) ，减少填埋用地，降低污染，获取能源效益，实现垃圾后处理 过程中的减量化、资源化和无害化，尤其在2 0 世纪8 0 年代中期以后，焚烧发电技 术研究开发工作的不断发展，完善了余热利用系统和尾气净化系统，向“资源回收 工厂”过渡，焚烧技术作为一种有效的垃圾处理工艺已越来越被经济发达而土地资 源相对紧张的地区所采用。但焚烧方式的投资及运行费用高，尾气处理不当时会产 生二次污染。在国外卫生填埋技术仍占较大比例，在垃圾卫生填埋场的整个生命周 期中( 可能延续几十年至上百年) ，高度重视潜在的二次污染，从垃圾进入填埋场 开始起就对其所产生的气体、渗滤液、气味等进行控制，因而对进入的垃圾及填埋 场均提出高要求，可适合的场地越来越少，垃圾的运输费用及填埋成本也不断提高。 因此，欧共体国家己立法规定，从1 9 9 6 年开始，禁止未经处理的垃圾直接进入填 埋场填埋。在国外，单一的堆肥法一般较少采用，除投资费用较贵的因素外，其主 要原因是堆肥产品的销路困难、销售价低、质量不易控制等，同时，堆肥法有可能 对土壤造成重金属污染。 华北电力大学工程硕士学位论文 此外，在发达国家很早就实行了不同方式的城市生活垃圾处理收费制度，并在 几十年的实践中不断扩展，完善改制度，并最终通过制订相关法律、规章建立健全 了城市生活垃圾处理收费制度。 2 2 我国发展的方向 从技术角度来分析，垃圾采用填埋方式进行处置，也只是权宜之计，并不能从 根本上解决垃圾的最终出路，甚至连最低的垃圾处理要求一无害化都达不到。垃圾 中含有大量的有毒物质及不可降解物，即使是采取了所谓先进的垃圾渗滤液处理与 沼气收集的卫生填埋方式，也是不可取的。因为垃圾中的有毒物质会长期存在，并 随时随地地危害周边环境，而垃圾中的许多不可降解物可以在地下几百年不被降 解，其潜在的危险更是不言而喻。况且，就中国目前掌握的垃圾填埋技术，由于各 种因素的制约，与成熟的填埋技术相差很远。而在很多发达国家，即使是成熟的垃 圾填埋处理也由于其无法避免的一些副作用而被禁止，而逐渐被焚烧综合处理方式 所替代。 因此，对城市生活垃圾进行资源化综合利用，是非常重要的。垃圾的资源化综 合利用主要是使城市垃圾化害为利，变废为宝，在现有垃圾处理方法的基础上还需 要采取一些技术和政策扶持措施，以实现垃圾资源化利用。 人大环资委主任曲格平先生新近在一次环保研讨会上说：垃圾填埋有三大问 题：一是占用了土地资源；二是二次污染严重；三是潜在的、未可知的危险。其实 垃圾填埋还有一大问题，就是资源的浪费。在国际上，环境保护不仅是一个公益话 题，而且早已形成资源再利用的观念。随着中国经济的增长，城市垃圾的“含金量 也越来越高。中国是一个人均自然资源占有量比较少的国家，提高资源的综合利用 水平至关重要。依靠科技，充分利用好垃圾这一宝贵资源，要改变将垃圾作为废物 的传统观念，充分认识垃圾资源化对可持续发展的重要意义。所以现在世界各国的 垃圾处理方式中，焚烧综合处理所占比例越来越大。 2 2 1 推行垃圾分类收集，促进垃圾资源化 我国城市每年固体垃圾造成的损失就达2 5 1 0 1 0 3 0 1 0 1 0 元，而城市垃圾可 创造的财富则可达2 5 1 0 1 1 元。城市垃圾中有机垃圾从源头分类后可以进行堆肥。 无机垃圾中有很多潜在的可回收利用的资源。但目前在我国城市垃圾处理中，对可 回收利用的垃圾资源化处理率很低，主要的原因是政府介入少，而一些自发零散的 拾荒者却起着主导作用。因此我们要建立一个从“分类投放一一分类收集分类 运输一一分类处理”的链式系统，使有机垃圾、无机垃圾和有害垃圾经分类收集后， 分别运往相应的分类处理中心，实现垃圾资源的循环利用，而对有害垃圾则经过技 术处理后填埋。垃圾分类收集需要全民参与，必须通过强有力的宣传教育手段使其 6 华北电力大学工程硕士学位论文 深入人心。 2 2 2 推广垃圾焚烧制能技术，进行能量转化 垃圾焚烧不同于卫生填埋和堆肥，因为填埋和堆肥可造成二次污染，而垃圾焚 烧排放的烟气造成的污染已经随着空气治理技术的发展而得到了有效的解决。例如 焚烧过程中排放的二嗯英气体可以通过控制燃煤条件而避免其发生。所以对不能回 收利用的固体废物和经焚烧可转化为无毒害的、有毒及有害固体废物，应当采用焚 烧技术进行彻底处理。焚烧产生的热量可用于发电，取暖等。随着经济的发展，我 国城市垃圾的可燃物增多，热值有了一定的提高，垃圾源头分检的进一步完善。使 我国进行垃圾焚烧处理的条件日益成熟。垃圾焚烧制能技术是实施城市垃圾无害 化、资源化治理的重要途径之一。 2 2 3 建立城市垃圾管理新体制，加速垃圾资源化利用进程 我国现行的生活垃圾管理体制在很大程度上仍然是计划经济的延续，这种体制 阻碍了垃圾有效管理，并给垃圾无害化处理、资源化利用造成了很大的障碍，垃圾 处理者没有参与垃圾资源化利用的积极性，一些先进的技术难以推广、实施。因此， 建立与市场经济相适应的垃圾管理体制是加速垃圾资源化利用进程的客观要求。通 过改革，应在管理机制上实行政企分开，转换政府职能，由政府重点抓宏观管理并 通过政策法规和排放标准对企业实施有效监督；城市生活垃圾的收集、清运、处理 和回收等服务工作则由垃圾处理场、垃圾发电厂等社会服务系统承担，其运营资金 则由垃圾有偿服务和垃圾资源化产品收入保证，通过市场运行机制使其成为自负盈 亏的独立经济实体。 2 2 4 垃圾发电 城市生活垃圾是城市生存与发展必需解决的问题，利用城市生活垃圾发电、供热是 解决城市生活垃圾问题的理想方法之一。垃圾发电在环保上具有重大意义。 目前我国市级建制约7 0 0 个，城镇人口2 6 亿，按每人每年产生4 4 0k g 垃圾计算， 年产生垃圾1 1 4 亿t 。但如果将其作为资源全部利用，则可产生相当于1 3 4 0 万t 石油 的能量。大力发展垃圾发电不仅可以妥善处理垃圾，还可以缓解燃料紧缺，变废为 宝，一举数得。国家计委已经将垃圾发电定义为- _ 种新型能源，给予了大量的优惠 政策支持，所以从技术、政策、社会、环保角度看，建设垃圾电站都是非常必要的、 可行的。 垃圾发电不但可以产生经济效益，更重要的是其巨大的社会效益，具体表现为 垃圾发电可以使垃圾资源化、无害化、减量化。垃圾焚烧发电可实现垃圾无害化， 因为垃圾在高温( 5 0 0 1 0 0 0 ) 下焚烧，可进行杀菌和分解有害物质，杜绝了细菌、 7 华北电力大学工程硕士学位论文 病毒的滋生、传播。随着垃圾燃烧、烟气处理等新技术的使用，有毒废气排放量已 降至0 5 以内，低于国际标准。可见从长远效益和综合指标看，焚烧垃圾发电造 成的污染将低于传统的填满等方式。尤其是作为“绿色”技术，垃圾发电的无害化 处理产生的社会效益是无形的、巨大的。 因此，垃圾电厂是以垃圾处理的无害化为核心，减量化为目的，实现了垃圾处 理的资源化，有利于土地资源和水资源的保护，有利于人与自然的和谐发展，有利 于人类社会的可持续发展。 8 华北电力大学工程硕士学位论文 第三章北京市生活垃圾及处理现状 城市垃圾是人类社会面临的一个普遍性问题，关系着经济、社会与人口、资源、环 境是否能协调发展。城市垃圾作为各种污染物的终态，种类繁多，成分复杂，极亦进入 大气、水体和土壤中，参与生态系统的物质循环，具有潜在的、长期的危害。2 0 世纪 9 0 年代，我国开始重视对城市垃圾的管理，目前全国各个城市根据各自城市垃圾的特点， 在吸取发达国家经验的同时，积极寻求适合各城市特点的城市垃圾管理方式，探索符合 中国国情的垃圾管理模式。北京市作为2 0 0 8 年奥运会承办地，为实现奥运申办报告的 承诺，彻底消除城市垃圾对城市环境的污染，尽快提高城市垃圾的减量化、资源化、无 害化的管理水平，已成为十分紧迫的问题。目前，北京市年产城市垃圾量高达5 8 5 万吨， 并且以2 5 4 的年增长率高速递增。因此，及时清理和处理城市垃圾已是建设优美、 整洁、文明的现代化都市不可缺少的条件。如何妥善、合理解决城市垃圾问题，已引起 北京市的高度重视。 3 1 北京市城市垃圾现状 北京市行政辖区面积1 6 8 0 0 平方公里，其中，6 2 为山区，3 8 为平原。现北京市日 产垃圾1 6 0 2 7 吨，进入9 0 年代，随着城市经济发展和居民生活水平的提高，北京市垃 圾产量呈逐年增加的趋势，并且明显具有阶段性，在8 0 年代中到9 0 年代初( 1 9 8 6 1 9 9 1 ) ， 北京市垃圾产量增长比率较高，平均为7 8 5 ，9 0 年代中后期至今( 1 9 9 2 2 0 0 6 ) ，北 京市垃圾产量增长比率明显下降，平均为2 6 1 。两个阶段平均值为5 2 3 。 北京市1 8 区县可划分3 类区域，即城区、近郊区和远郊区县。垃圾清运量为5 3 8 万吨，无害化处理量为4 9 8 万吨，无害化处理率8 5 1 。区县清运量分布：城区为2 0 6 5 万吨，近郊区为3 1 6 3 万吨，远郊区为6 2 2 万吨。由此可见，居民人口聚集的近郊区 是北京市垃圾的主要产区，其垃圾产量占垃圾总产量的5 4 1 ，其次是城区，占垃圾总 产量的3 5 3 ，面积最大的远郊区垃圾产量仅占垃圾总产量的1 0 6 。这与各区域人口 数量、比例和经济发展的速度有明显的关系。从北京市城市垃圾产量的变化看北京市近 郊区发展较快，已出现大量新兴的商业区，居民小区和文教行业区，此外说明该区人口 数量增长速度也较大，因此经济实力较强，发展速度较快，城市垃圾的产量也相应的较 高，例如海淀区和朝阳区垃圾产量占北京市1 8 区县垃圾总产量的3 7 ，占近郊区垃圾总 产量的7 2 7 。根据专家预测，随着北京经济发展和城市化管理范围的扩大，2 0 0 8 年全市生活垃圾的年产生量将达到6 0 0 万吨左右。北京市城市垃圾数量大、增长速 度快( 以每年2 5 4 的速度增长) ，组成成份越来越复杂，给人们带来的危害越 来越大，这已是不容争议的事实。目前，北京城市垃圾处理，主要采取的方式是以 卫生填埋为主，堆肥和综合处理为辅的无害化处理方式。 9 华北电力大学工程硕士学位论文 3 2 城市垃圾成分及其组成特点 城市生活垃圾组成主要决定于城市的燃料结构、人民的生活水平、生活习惯以 及城市发展水平。城市的不同功能区城市垃圾成分也存在着明显差异。据有关文献 统计1 9 9 1 年到1 9 9 7 年北京市各城市功能区垃圾湿基百分含量的数据结果，北京市 平房区垃圾组成中灰土下降幅度较大，其次是食品类，而纸类和塑料类有明显增加。 双气楼房则由于近年来居民小区面积不断扩大，内部装修等其他原因，造成灰土略 有增加，增加最显著的是塑料和纸类，食品类有大幅度下降的趋势，而商业区灰土 类下降，食品类、纸类和塑料类却有大幅度增加。高级住宅和医院各项指标变化相 对较小。而北京市各功能区垃圾中有机质类含量在9 0 年代却呈下降趋势。双气楼 区下降幅度最大，商业区和高级住宅区变化较小，而平房区经历了增加尔后下降的 变换过程。双气楼区有机组分下降主要是食品类，说明居民由于生活水平提高，家 用电器尤其冰箱普及，食品加工生产以及销售的发展，大大减少了食品的浪费和食 品垃圾的产生量，而另外虽然纸张和塑料增加，但不能抵消食品对有机物类明显下 降的影响。而平房区在1 9 9 5 年以前，有机物增加主要由于食品废物增加引起，1 9 9 5 年以后到1 9 9 7 年，受双气楼区同样原因的影响，使有机物总量减少幅度较大。 人们生活消费习惯的改变造成塑料含量迅速增加，其增长速度超过金属和玻 璃，因此治理白色污染刻不容缓。各功能区之间比较，6 年内有机垃圾百分含量出 现最高到最低依次为：双气区、商业区、医院、企事业区、高级住宅区、平房区。 有机质含量呈下降的同时，垃圾中塑料、玻璃以及金属等成分增加，其中以塑料增 长最快。城市垃圾组成主要决定于城市的燃料结构，人民的生活水平和生活习惯以 及城市发展水平。城市的不同功能区生活垃圾成分也存在着差异。经过调查，北京 市1 9 8 9 年和2 0 0 0 年城市垃圾组成见表2 1 。 综合以上分析可以认为由于北京市气化率逐年增大，平房区逐年渐少，带来的 结果是灰土量迅速减少，而有机质含量迅速增加。而当北京市气化率达到较高水平 后，城市垃圾中生活垃圾中有机质的含量不随之增长。这主要是因为在气化率较低 时，- 垃圾中灰土比例较大，造成有机质含量较低，o h 气化率达到较高水平以后，在 双气楼区、高级住宅、医院和商业区基本无灰土产生，垃圾中有机质的含量更多地 受居民的生活水平和膳食结构以及垃圾中其它组分的含量的共同影响。城市居民对 含玻璃和金属产品的消费量升高，造成垃圾中玻璃和金属含量升高，这也是北京市 垃圾有机质含量在增长到一定程度后有所下降的原因之一。 1 0 华北电力大学工程硕士学位论文 表2 11 9 8 9 年至2 0 0 0 年北京市生活垃圾组成( ) 年份食品塑料砖瓦木竹 玻璃 纸类 织物灰土金属其他 1 9 8 93 2 61 8 84 7 91 1 73 7 96 0 41 7 44 7 0 3o 7 60 2 1 9 9 02 4 85 0 84 1 l4 1 13 1 4 5 6 1 8 2 5 2 20 0 9 o 1 3 1 9 9 5 3 91 0 31 57 3 26 1 l1 3 17 5 61 2 4 41 9 6o 7 1 2 0 0 04 4 21 3 60 8 87 4 76 3 41 4 39 5 82 0 21 1 70 4 4 比较1 9 8 9 年至2 0 0 0 年各垃圾组分占垃圾总量的比重的变化可以看出，从1 9 8 9 年 发展到2 0 0 0 年，垃圾中各组分均有较大的变化。主要表现在灰分、砖瓦呈明显的下降 趋势，这是因为燃煤居民区的大范围的减少，双气居民区的增加使得垃圾中的无机组分 有了明显降低，有机质含量迅速增加。可回收物( 如塑料、玻璃、纸类、金属和织物) 所占比例明显升高，占到垃圾的4 0 以上。食品废弃物呈明显的增加趋势，从1 9 8 9 年的 3 2 6 增加到4 4 2 ，说明垃圾中可堆腐成分也增加了。垃圾中有机物质的含量是衡量垃 圾质量的重要指标，它很大程度上决定了垃圾的处理方法，垃圾中有机物含量越高，则 选择利用堆肥、焚烧等处理方法进行处理的可能性越大。在垃圾填埋厂设计和运行过程 中，垃圾有机质的含量也是重要的参考指标。 3 3 城市垃圾的分类 城市生活垃圾主要包括：生活垃圾、零散垃圾、医院垃圾、市场垃圾、建筑垃圾和 街道扫集物等。其中医院垃圾( 特别是带有病原体的) 和建筑垃圾一般单独处理，其他由 环卫部门集中处理，一般称为生活垃圾。它是一种多种物质组成的异质混合体。通常分 类如下： 食品垃圾：指人们在买卖、储藏、加工、食用各种食品的过程中所产生的垃圾。这 类垃圾腐蚀性强、分解速度快，并会散发恶臭。 普通垃圾：包括废弃纸制品、废塑料、破布及各种纺织品、废橡胶、破皮革制品、 废木材及木制品、碎玻璃、废金属制品和尘土等。普通垃圾和食品垃圾是城市垃圾中可 回收利用的主要对象。 建筑垃圾：包括泥土、石块、混凝土块、碎砖、废木材、废管道及电器废料等。这 类垃圾一般由建设单位自行处理，但也有相当数量的建筑垃圾进入城市垃圾中。 清扫垃圾：包括公共垃圾箱中的废弃物、公共场所的清扫物、路面损坏后的废物等。 危险垃圾：包括干电池、日光灯管、温度计等各种化学和生物危险品，易燃易爆物 品以及含放射性物的废物。这类垃圾一般不能混入普通垃圾中。 这些生活垃圾中可回收利用的资源有： 废纸：报纸、书本、各种包装用纸、办公用纸、广告纸、大小纸盒等( 纸巾和厕所纸 1 1 华北电力大学工程硕士学位论文 不能回收) 。 塑料：各种废塑料袋、塑料包装、一次性塑料餐盒、餐具、牙刷、杯子、瓶子等塑 料制品。 玻璃；玻璃瓶和碎玻璃片等玻璃制品。 金属：易拉罐、铁罐头盒、牙膏皮、厨房用具等金属制品。 堆肥垃圾：落叶杂草、残剩食物、瓜皮果核、菜根果皮、采叶肉食、动物内脏、毛 发、碎骨等厨房垃圾都可用来堆肥。 3 4 北京市城市垃圾的处理与利用情况 北京市年产垃圾量5 8 5 万吨，每年需要扩充垃圾用地2 0 0 亩，垃圾每年堆积量 相当于两座半景山。目前北京对付城市垃圾的主要方式是以卫生填埋为主，堆肥和 综合处理为辅。在目前的技术条件下，有8 5 1 的垃圾可得到无害化处理，北京计 划在“十一五”期间将新建生活垃圾处理设施2 6 座，并要调整处理工艺技术比例，减 少混合垃圾直接填埋量，使焚烧、堆肥、填埋的工艺比例达到4 ：3 ：3 。届时全市将拥 有生活垃圾处理厂( 场) 3 2 座( 其中包括4 座大型的垃圾焚烧厂) ，具有每日接纳1 6 万吨原生垃圾的能力；垃圾无害化处理率城区达到9 9 ，郊区达到8 0 。 通过对北京市重点地区的六环路以里的地下水资源地保护区范围内占地面积在5 0 平方米以上和六环路以外占地面积在2 0 0 0 平方米以上的垃圾处理场地分布状况做了调 查结果表明，在此范围内共有生活垃圾处理场4 9 0 处，占地1 0 0 7 万平方米，总填埋量 3 2 0 6 万吨，其中正在运行的生活垃圾处理场3 8 6 处，已封闭的生活垃圾处理场地1 0 4 处。在工作区内正在运行的垃圾处理场地中，正规垃圾处理场及转运站共有2 3 处，属 无害化垃圾处理场只占正在运行垃圾处理场地总数的6 ，但垃圾处理量却达9 0 ，占地 面积只有4 9 ；而非正规垃圾处理场地及转运站共有3 6 8 处，占正在运行垃圾处理场地 总数的9 4 ，垃圾处理量却只占l o ，占地面积达5 1 。目前正在运行的生活垃圾处理场 地中，仍有相当一部分使用露天堆放、简易填埋等原始方法处理，不仅占用了大量土地， 而且污染水体、土壤、大气，并传染疾病。 北京市城市垃圾的处理，在1 9 9 1 年之前基本是采用简易堆放的方式进行处理。直 到1 9 9 1 年利用银行贷款建成的大屯转运站和阿苏卫填埋场投入使用后，全市的垃圾处 理才进入无害化阶段。经过十二年的努力，到2 0 0 4 年北京市相继建成了小武基转运站、 马家楼转运站、北神树填埋场、安定填埋场和南宫堆肥厂等五个德国赠款垃圾处理项目， 海淀区建成了五路居转运站和六里屯填埋场，朝阳区建成了高安屯填埋场，丰台区建成 了北天堂填埋场等等，大部分远郊区县也相应建设了垃圾处理设施。目前北京市已建有 2 3 座无害化城市垃圾处理设施，无害化处理设施中，填埋占城市垃圾总处置量的9 1 ， 焚烧处理量占2 ，综合处理量占7 。详见表2 2 。 1 2 华北电力大学工程硕士学位论文 由表2 2 可见，现北京已建成垃圾处理设施2 3 座，其中，垃圾卫生填埋场1 3 座， 垃圾堆肥场2 座，垃圾焚烧厂2 座，综合治理厂2 座，北京市城市垃圾处理主要方式是 卫生填埋、焚烧和综合治理，北京市城市垃圾的处理主要以填埋为主。可见，填埋方法 对于消除北京市城市垃圾，改善城市环境卫生面貌起到了巨大的作用。 表2 2 北京市垃圾处理设施 主要处理设计处理能 序号