摘要：随着经济的发展和城市居民生活水平的提高，城市生活垃圾已经成为当前世界性的严重公害之一。如何优化城市生活垃圾治理系统是解决“垃圾围城”的热点问题。从理论上讲，城市生活垃圾处理模型是一个包含费用最小、处理风险最小、综合效益(社会效益、环境效益、经济效益)最大这3个目标的非线性规划模型。但是，除各处理费用因素可直接量化外，处理风险、综合效益的量化较困难。该文应用运筹学理论，依据处理费用最小、综合效益最大的原则建立多目标优化模型，并结合福州市实际情况，对福州市近、中期城市生活垃圾治理系统进行优化设计。优化结果分析表明，福州市城市生活垃圾较为理想的处理方式为：到2005年，用于堆肥28.59×104t/a，填埋36.81×104t/a；到2010年，用于堆肥36.97×104t/a，填埋30.67×104t/a，焚烧5.40×104t/a。因此，福州市要构筑较为理想的城市生活垃圾处理系统，近2a需完成红庙岭二号库区卫生填埋场的建设，填埋量为1000t/d；2005年需建成制肥厂一座，生产规模为1000t/d；2010年需建焚烧厂一座，焚烧量为200t/d。
关键词：优化方案；治理系统；城市生活垃圾；福州市
城市生活垃圾是城市日常生活中产生的固体废弃物，是与城市“相伴生”的长期污染源。为了保护城市居民的身心健康，维护城市市容，提高城市卫生质量，实现城市的可持续发展，必须及时、科学、妥善地对城市生活垃圾进行收运与处理。随着经济的发展和城市居民生活水平的提高，城市生活垃圾产量迅速增长，成分日益变化。城市生活垃圾已经成为当前世界性的严重公害之一[1，2]，城市生活垃圾治理系统的优化是城市环境治理研究的热点之一。应用运筹学理论，建立多目标优化模型，可实现对城市垃圾治理系统的优化设计，使之达到处理费用最小、综合效益最大。本文是以福州市为案例的研究小结。
1城市生活垃圾处理方法的比较和分析
城市生活垃圾处理是指采用物理、物理化学、生物等不同方法对垃圾进行处理。它是垃圾治理系统中非常重要的硬件设施，是垃圾最终实现减量化、无害化、资源化不可或缺的环节，也是需要巨额资金投入的环节。
目前，较成熟的处理技术主要有填埋、堆肥和焚烧。各种处理方法及主要技术经济指标(表1)。由于受城市生活垃圾产生量、垃圾成分及自然环境条件、城市规模、城市经济发展水平、能源结构及传统习惯等因素的影响，垃圾处理方法很难有统一模式，应当因地、因时而宜才能取得较理想的经济效益、环境效益和社会效益。从国外统计资料来看，除经济发达、国土面积较小的少数国家如日本、瑞士广泛采用焚烧法处理垃圾外，大多数发达国家仍然广泛采用卫生填埋方法(表2)。但从时间尺度看，各国焚烧及资源回收(包括堆肥)呈上升趋势，而填埋则呈下降趋势。如美国填埋法从1990年的84%下降到1998年的61%，资源回收(包括堆肥)从1990年的8%上升到1998年的30%[3]。
福州市目前垃圾处理方法为单一的填埋法。按一期库区670×104m3，容重0.7t/m计，估计可以容纳469×104t垃圾。截止1999年，进场垃圾已达212.53×104t[4]，根据对该市垃圾产量的预测，考虑垃圾沉降等因素，红庙岭垃圾填埋场一期工程最多到2004年就要紧急告罄。因此，急需为福州垃圾寻找新的出路。由于福州市区周围四面环山，多山间沟谷，适合于卫生填埋。红庙岭场址岩性完整，在一号库区封场前，要规划二号库区的建设。但是，福州市生活垃圾产量逐年递增，垃圾成分中易腐有机物及废品含量不断增多[4，5]，继续采用单一的填埋方式已不适合可持续发展的要求。
福州市垃圾成分中现有有机易腐物含量已近40%[4]，2005年将达44%[5]，比较适合于高温堆肥。采用高温堆肥，既可减缓近期填埋场特别是渗沥液污水处理厂的压力，又可为中期推行垃圾分类收集提供后续无害化处理的保障。目前，国内外垃圾堆肥技术都有了很大发展，现代化高温堆肥技术已较成熟。因此近期推行填埋为主、堆肥为辅是可行的。就堆肥项目，有不少国家独资或合资经营的开发商与主管部门进行交流洽谈。其中比较诱人的一个项目是美国绿世纪工业股份有限公司。他们提出由我方提供8hm2地，再无偿提供1000t/d生活垃圾为原料，由其独资开发建堆肥厂。堆肥厂年付租金24×104元，运行后第一年付利润30×104元，以后逐年按5%递增付给，让其开发经营20a，20a后保证生产线完好交给我方。但有关