摘要：在收集和整理大量中国城市生活垃圾数据的基础上，进行工业分析和元素分析，提出了较适合中国城市生活垃圾热值的估算公式.并对中国垃圾的成分与热值的关系作了分析探讨，为各城市寻找适宜的垃圾处理方法特别是垃圾焚烧法提供了参考。
关键词：城市生活垃圾；热值；垃圾焚烧；特性
随着我国人民生活水平的提高和城镇建设的加快，城市生活垃圾的产量急剧上升，成分也越来越复杂.本文收集整理了中国部分城市生活垃圾的大量数据，并将基于研究结果着手建立中国城市生活垃圾特性的数据库。
1中国垃圾的组成及分析
1.1垃圾的物理组成
垃圾成分非常复杂，按物理组成可分为纸、木竹、塑胶等18类.在我国.一般将城市生活垃圾分为有机物、无机物、纸、塑料、橡胶、布、木竹、玻璃、金属等9类，其中后7类属可回收废物。
表1列出了中国部分典型城市生活垃圾的12组数据，西安的有机物只有15.74％，而无机物却高达63.52％.这与西安城市建设及改造的加快和城市居民煤气化水平低有很大关系。芜湖恰相反，有机物达到67.60％，与夏秋季节新鲜蔬菜瓜果的大量上市有关。浦东、深圳、香港的纸类含量较别的城市高出许多，是由于这几个地区的工商业发达以及居民的生活水平比较高，龙港的塑料含量极高，与当地生产塑料制品有关。龙港、深圳、香港的可回收废物占到40％～60％之多，其他城市的仅占14％～30％不等，城市整体经济和生活水平的差异，导致了垃圾中可回收废物含量的明显差别。各城市垃圾中含水率为40％～60％，容重为0.25～0.5。从可利用热值角度来看，大部分城市的垃圾热值高于3344kJ／kg的焚烧最低热值限，采用焚烧法处理城市生活垃圾在中国大有潜力。
1.2垃圾的工业分析和元素分析
垃圾的工业分析包括水分、固定碳、灰分、热值，元素分析包括C、H、O、S、N、Cl等。浙江大学对典型垃圾组分的工业分析及元素分析结果见表2。从工业分析来看.表2与表l的含水率相当接近，西安的水分偏低是无机物类含量偏高的结果；浦东、龙港、深圳、香港的挥发分含量比其他城市高出许多，热值也必将较其他城市高。固定碳含量在2％～6％之问，仍存在以上4城市较其他城市高的现象，而灰分则是以上4城市和广州明显偏低。从元素分析来看，浦东、龙港、深圳、香港的C、H、O含量与其他城市有较明显区别，主要是这几个城市的纸类或塑料类或两者含量比其他城市更高。
表1中国部分典型城市生活垃圾的组成

注：空格为数据缺少，-为数据已归入其它类。
表2中国部分典型城市生活垃圾的工业分析和元素分析结果（％）

注：M为水分。A为灰分
2垃圾热值的计算公式
垃圾热值高低直接影响到焚烧发电的经济效益。发展中国家热值偏低，含水量却很高。在中国，随着城市煤气化水平的提高，垃圾中不可燃物逐年降低和可燃物的逐年上升，热值会在数年内有较快的增长。
垃圾的发热量可以多种方式求得。目前有许多根据垃圾中元素含量估算垃圾低位发热量的公式，如Dulong公式、日本环境卫生中心推估公式、Steuer公式、Scheurer-Kestner公式(简称S-K公式)，此外，也有利用三成分因子、四成分因子或者垃圾的物理组成来推算垃圾的低位发热量的，估计值比较粗糙，但是非常直观，对热值有贡献的成分一目了然。
利用Dulong公式、日本环境卫生中心推估公式、Steuer公式、S-K公式及表2数据，对垃圾热值进行计算，结果见表3。由表3可见，上述公式只分别对个别城市的计算结果比较精确，由于这些公式是针对国外不同品质的垃圾提出的，难普遍适合中国城市生活垃圾热值的估算。
表3各经验公式计算结果比较

注：热值（kJ/kg）相对误差(％)
本文对所收集的部分中国城市生活垃圾的数据进行了回归分析，在比较和误差分析中发现按元素估算可根据O含量的不同分为两段，提出以下的经验公式。
按元素：
Q=74C＋123H－33O＋25S－6W(O％>l0％)(1)
Q=90C＋123H－33O＋25S－6W(O％<l0％)(2)
按三成分：
Q＝37.4V－4.5w(3)
按四成分：
Q＝40R＋37.4V－4.5W(4)
按物理组成：
Q＝41.1R＋22.9G＋20.7P－4.5W(5)
式中：Q为热值(kJ／kg)；W为水分含量(％)；S为硫含量(％)；V为干基中的可燃成分(％)；R为干基中的塑胶含量(％)；G为干基中的厨余含量(％)；P为干基中的纸含量(％)。
表3中列出了6个城市用式(1)～式(5)的计算结果及相对误差，由表3可见，按元素和按物理组成计算对于国内经济较发达地区或一般地区的垃圾热值估算有较好吻合性，但仍有个别城市相差