北京市生活垃圾现状及农业利用调查

北京市生活垃圾现状及农业利用调查

城市生活垃圾的处理是世界各国必须尽快解决的问题。建设部提出环境治理坚持可持续发展的方向,城市生活垃圾实现减量化、无害化、资源化,这是我国社会发展的战略任务。实现这“三化”最根本的就是从源头做起,深入调查,以便有效地减量,无害处理,开发利用。本调查研究在北京市崇文、宣武、丰台三区进行,在不同区位、不同季节进行调查分析,以期对城市生活垃圾的现状及农业利用进行探讨。1材料和方法1.1生活垃圾分类与水质调查在小武基、和义、丰台三个垃圾堆放场对来自崇文、宣武、丰台三区的新鲜城市生活垃圾进行分类调查,并在丰台北天堂垃圾消纳场采样进行理化性质调查分析。1.2城市地下空间垃圾治理调查自1998年3月至1999年2月,每2个月对崇文、宣武、丰台三区,每个区6个点进行调查。采取装车后在垃圾场抽样,每次6车,每车抽取200kg。共计三个垃圾场,每月18车,一年108车,共计2.16万kg垃圾。调查成分分可农用部分:菜叶果皮类(含树叶、杂草)、灰土、粮食、纸类;生物废品类:木竹、棉毛、皮革;化学合成物类:化纤、塑料、泡沫塑料;难分解类:砖石、玻璃、金属;及污染类:电池。考虑到化学合成物类可以回收利用,未列入污染类。同时对平房和楼房区进行分类调查。于2000年在北天堂垃圾消纳场随机抽样,分析生活垃圾的基本理化性质,测定在中国农科院及北京农学院进行。1.3测定指标与方法含水量:烘干法;垃圾肥粒级分析:大于1mm颗粒用标准筛选法,小于1mm颗粒用比重计法;有机质测定:重量法;全氮测定:氮磷联合消煮,凯氏定氮法;全磷:钒钼黄显色721分光光度计法;全钾:火焰光度计法;重金属测定,按照中华人民共和国国家标准分析方法测定。2结果与分析2.1生活垃圾组成物构成北京市新鲜生活垃圾的组成见表1。从表1可见三个区一年里新鲜垃圾组成成分中灰土含量最高,占38.40%,菜叶果皮占34.14%,其次是塑料类>纸类>砖石类>玻璃类>木竹类>粮食类>金属类>化纤类>棉毛类>皮革和电池类。可农用性部分所占比例达78.99%,高于非可农用的其他4类总和。而化学合成物类又高于另三类非可农用部分的总和。从中不难看出,城市生活垃圾中可农用部分比例较大,用于生产有机肥是可行的。同时在其他几类物质中,化学合成物类比例较大,其分解难度大,易对环境产生污染,如不能得到适当处理,也属污染物质,所以对其分类处理十分重要。电池类所占比例很小,约占新鲜垃圾的0.38%,但因其对环境危害较大,一个纽扣电池可使上百吨的饮用水有毒物质超标。近三年北京市年产出生活垃圾约500万t,仅按吴伟统计数字,北京18个城区,远近郊区2000年清运生活垃圾量269万t。北京市一年生活垃圾中有1.02万t电池,当然,远郊区县电池比例要低一些。此应引起有关部门高度重视。从表1还可看出,三个区生活垃圾可农用部分所占新鲜垃圾总量的比例比较接近,崇文区最高达80.24%,丰台区最低77.26%,相差2.98%。宣武区在两者间,79.47%。由于不同地区人员群体结构不同,特别是供暖、供气条件不同造成楼房与平房间垃圾组成不同。在可农用部分中,主要组成物为菜叶果皮类和灰土类,从表1能看出崇文、宣武的生活垃圾、菜叶果皮类和灰土所占比例相近。而丰台区菜叶果皮类比例明显更低,灰土明显更高。丰台区的难分解类垃圾也明显高于其他两区。而电池类明显少一些。2.2地面有机物质比率北京市平房与楼房生活垃圾的组成见表2。从表2可知,崇文、宣武、丰台三区新鲜生活垃圾中可农用部分平房与楼房差别较大,前者占82.35%,后者占76.69%,差5.66%。但从有机物质比率来比较,平房新鲜垃圾中菜叶果皮、纸类、粮食类比率均低于楼房,且相差9.9%,平房生活垃圾中灰土明显高于楼房15.55%。所以楼房生活垃圾生产出的垃圾肥有机质含量会高于平房。另4类非可农用部分除砖石类,楼房均高于平房。分别从三个区来看,也有同样的规律,只是丰台这种规律更明显些。续表2崇文、宣武、丰台三区平房与楼房生活垃圾1998-1999年组成(x±S,n=18)2.3文文市、玄武市和丰台区新鲜生活垃圾成分的年更新分析2.3.1月内生活垃圾处理生产情况北京市新鲜生活垃圾组分的周年变化见图1。从图1可见,三个区新鲜生活垃圾一年中可农用部分所占比率以10月份87.60%为最高,依次为10月>2月(次年)>12月>6月>8月>4月。10月份生活垃圾生产有机肥产率较高。生物废品类比率以4月份为最高4.86%,依次为4月>12月>2月(次年)>8月>6月>10月。化学合成物类以4月份比率最高达16.99%,依次为4月>6月>8月>2月(次年)>12月>10月。难分解类所占比率则以8月份为最高9.77%,电池类所占比率则为4月、6月、8月0.15%~0.18%,春夏季为最高,而秋冬季明显降低0.08%~0.09%。2.3.2国内生活垃圾监测数据分析对新鲜生活垃圾(图2)的年变化进行分析,三个区变化趋势大体相似,以10月份为最高比率。虽丰台区可农用部分比率较低,但变化趋势无较大差异。由于新鲜生活垃圾可农用部分主要由菜叶果皮类和灰土类为主,我们以崇文区楼房和平房两类物质变化动态为例,见图3,可看出4月、6月、8月为菜叶果皮类高比率季节,灰土类较少。12月、次年2月为灰土类比率较高季节,菜叶果皮类较少。而10月份是两类物质均较高的季节,此比率将影响堆肥质量。从图3可见平房、楼房变化趋势相似,只是平房春季菜叶果皮类比楼房比率明显低,而秋冬季灰土比楼房明显高。2.4文昌、玄武和丰台地区新鲜垃圾的农业分析2.4.1干重和发酵时间新鲜生活垃圾中可农用性部分含水量很高(表3)。从较干的树叶含水量为40%到白菜叶的含水量为96%,平均达81.39%。100kg新鲜生活垃圾烘干后只有65.25kg,可农用部分从78.99kg下降至45.94kg。以干重计算,可农用部分下降约10%,从78.99%降至70.41%。而非农用部分上升约10%,从21.01%升至29.59%。大约每100kg新鲜垃圾自身带水约34.75%,较适宜发酵分解。春夏季由于菜叶较多,有些地方含水量还要高一些。夏季降雨,秋季大白菜叶明显增多,最终影响含水量变化。实际新鲜生活垃圾在室外1~3月含水量为(34.07±2.75)%,4~6月为(38.32±5.63)%,7~9月为(52.66±3.41)%,10~12月为(46.8±3.63)%,影响发酵质量。一般自然堆沤发酵多为堆内厌氧发酵,表层1m范围为好氧发酵。2.4.2生活垃圾不同发酵次新鲜生活垃圾通过堆腐,大量有机物腐熟分解与灰土形成有一定养分含量的有机肥料,一般要经历两个发酵过程。一次堆放发酵,室外4~12个月。发酵池发酵10~21d。用3cm网筛分选,筛下物可直接农用或加工成有机颗粒肥。我们在试验中得出:新鲜生活垃圾1次发酵后,过3cm网筛,可农用为主部分占75.30%,2次发酵后熟,过1cm网筛,可农用部分占87.79%,也就是说100kg含水量在35%的新鲜垃圾经过2次堆沤筛选,可产出颗粒在1cm以下的含水量20%的可农用垃圾肥料59.49%,而要以烘干肥料计算,有47.60kg。所以生活垃圾生产有机肥料,可有约50%的产出率。2.4.3生活垃圾处理我们对通过2次筛选,过1cm筛的腐熟垃圾肥料进行粒级分析,1cm~>1mm的颗粒用标准土筛进行分选,<1mm土粒用比重计进行测定其结果见表4。从表4可以明显看出大颗粒(<5~2.5mm粒径范围)含量最高达31.41%,其次是<1.0~0.1mm可达38.65%,粒径<0.01mm颗粒上有3.23%,<0.001mm的上有0.88%,所以生产出垃圾肥颗粒较粗,适宜中壤至粘土范围质地施用。如经粉碎加工,则有利于广泛使用。我们对堆沤分选后的生活垃圾肥料化学成分进行测定,见表5。从表5可见,生活垃圾堆腐后的垃圾肥料,完全符合国家农用标准,杂物含量≤3%,粒度≤10mm,蛔虫卵死亡率为100%,大肠杆菌值<0.11,重金属含量小于标准值,养分含量达到或超过标准值。在按季节分析时发现,有机氮、全氮均以10月份含量最低,分别为12.50%和0.53%,4月和12月最高,最高值分别为有机质19.70%,全氮0.87%,全磷、全钾含量均以10月份为最低,分别为0.28%和0.98%,2月份为最高,分别为0.58%和1.88%。3生活垃圾组成1)崇文、宣武、丰台三区新鲜生活垃圾以灰土含量最高38.40%,菜叶果皮含量占第二位34.14%,其次依次是塑料>纸类>砖石类>玻璃类>木竹>粮食>金属>化纤类>棉毛类>皮革类和电池类。可农用部分达78.99%。化学合成物类所占比例也较大,超过其他几类非可农用部分的总和。电池类所占相对比率仅0.38%,但绝对值大,北京市一年产出的生活垃圾中含电池可达1.02万t。可农用部分在三个区中以崇文区含量高,丰台区含量低。2)三个区平房产生的生活垃圾可农用部分高于楼房5.66%,但有机物含量却少9.90%。3)从三个区新鲜生活垃圾组分动态看,可农用部分所占比率以10月份最高,达87.60%,依次为10月>2月(次年)>12月>6月>8月>4月。电池类所占比率以4月、6月、8月为最高。4)可农用部分中以灰土和菜叶果皮为主体。4月、6月、8月菜叶果皮类比率高,12月、2月(次年)灰土类比率高,