城镇生活垃圾综合处置系统及关键技术的研究进展

摘要：结合浙江省城镇生活垃圾处理处置的现状，分析了单一处理方式，如填埋、焚烧和堆肥等存在的问题；提出了城镇生活垃圾“三位一体”综合处置的工艺路线；探讨了垃圾综合处置系统应解决的关键技术问题，为实现垃圾资源化、减量化和无害化处理提供有效的途径。
关键词：城镇生活垃圾；填埋；焚烧；堆肥；综合处置
随着浙江省经济持续高速增长，城市化进程的加快和人民生活水平的提高，城镇生活垃圾产出量正以每年8~10%的速度增加。
长期以来，浙江省的城市生活垃圾主要采用露天堆放，简单填埋等方式进行消纳，大多数市县的垃圾填埋场没有专门的污水处理设施。污水处理不理想，不但造成大气、地下水和土壤的严重污染，同时也浪费大量的可利用资源。生活垃圾的处理已成为当地政府和广大群众强烈关注的热点问题，它不仅涉及到居民的生活质量，也关系到城市的形象和投资环境，关系到当地经济社会的可持续发展。近年来，随着我国垃圾处理遵循“无害化、减量化、资源化”的方针，针对不同的地理及经济条件和垃圾处理规模，采用无害化卫生填埋、焚烧发电和资源化综合处置等较为先进的处理方式逐渐得到科研单位和各级政府部门的重视，先进的垃圾处理技术正在得到研究和发展。
1垃圾单一处理方式及存在问题
1.1卫生填埋
卫生填埋是将垃圾尽可能减容后，与外界隔离，使垃圾在厌氧条件下发酵，以达到无害化处理和避免环境污染的一种垃圾处置手段。填埋场选址不仅要考虑场地的服务年限，还应将诸如地质水文条件、地理位置、环境、气候、地下水位和用途、社会和交通条件等各因素充分考虑在内。
杭州市天子岭废弃物处理总场是按建设部卫生填埋标准设计建造的首座大型垃圾卫生填埋场，占地46hm2，填埋库区总容量为6×106m3，杭州市的生活垃圾全部被运到这里进行填埋处理，自1991年4月投入使用以来，已填埋处理垃圾500多万t，目前日处理垃圾约2317t。天子岭第一垃圾填埋场在2004年填满封场后，第二垃圾填埋场将部分建成并投入使用，可消纳生活垃圾2405万t，估计可以再为杭州填埋24.5年的垃圾。天子岭废弃物处理总场与美国公司合作，利用垃圾填埋场的填埋气体发电，设计规模为4～6MW，已安装2台燃气发电机组，每台装机容量970kW。在气体收集系统中，已建成垂直抽气井31口，抽气管道1500m，填埋气体收集量为1260Nm3/h(其中甲烷含量约55％)。
卫生填埋主要存在垃圾渗沥液对水环境的影响及有机物厌氧分解产生废气对大气环境的影响问题，因此，必须在填埋场地的底部敷设防渗材料，铺设集水气管线，垃圾分层填埋压实并覆盖土层，直到整个填埋场完全填满、封坑覆土。卫生填埋的适用条件是：①填埋场远离居住区，能形成封闭环境。②有足够的覆盖土。③自然环境良好。④山洪和潮水不会对填埋场产生危害。卫生填埋的主要优点是：①投资省。②运行费用低。③设施和作业设备较为简单，操作管理方便。
卫生填埋的缺点是：①填埋场占地面积大。②水气污染严重。填埋场臭气扩散、渗沥液多而且处理难度大、二次污染较严重，并且存在垃圾层产生的甲烷气体易爆、垃圾有害物质诱发疾病的危险。如果处置不当，将会恶化周围的环境质量，使之变成一个新的污染源。浙江省不少市县的垃圾填埋场，由于填埋场不按标准设计，没有专门的污水处理设施，而且填埋作业不规范等原因，造成填埋场污水渗漏及对大气、土壤的严重污染。③对环境长时间造成危害。④由于城镇建设规模日益扩大，在城市近郊寻找合适的填埋场地越来越困难。远离城市的填埋场将增加更多的运输费用;而且随着填埋处置标准的提高，卫生填埋法的处理成本也会越来越高。⑤资源综合利用差。填埋处理同时埋掉了大量可回收利用物质。因此，卫生填埋法作为单一的垃圾最终处理方式的地位将越来越减弱。卫生填埋的处理对象应是经过资源化、减量化之后的垃圾。由于采用其它工艺技术处理城市生活垃圾，最终都含有一定数量的残渣(包括无机物和不可燃物)，因此，卫生填埋是一种其它处理方法不能处理的固态残余物的最终处置方式，将与其它垃圾处理方法长期共存。
1.2焚烧处理
垃圾在高温下燃烧，有机可燃成分氧化成简单气态氧化物，无机不可燃成分则形成稳定的固体残渣。国外经济发达国家的生活垃圾焚烧技术源于19世纪末。至二次世界大战后，焚烧技术迅速发展，如今，欧洲共同体、美国、日本的焚烧技术居世界领先地位。使用焚烧法的必要条件是垃圾中含有一定比例的可燃物(低位发热值应大于4127kJ/kg，垃圾中的水份含量也不宜过高。上世纪80年代以后，国内一些省市引进了国外先进焚烧技术和设备，但由于当地垃圾的构成及理化指标与国外存在差异，实际运行时出现各种问题。因此，在引进、消化国外焚烧技术的同时，需要综合考虑当地垃圾的焚烧特性及变化趋势，研究开发具有自主知识产权的焚烧技术及设备。
杭州市滨江区的450t/d垃圾焚烧项目已开工。该项目采用拥有国产化的二段往复炉排式垃圾焚烧炉，同步开发3.82MPa，450℃的垃圾焚烧高温余热锅炉。
温州市垃圾焚烧发电厂由温州市一家从事环保工程的民营企业投资建设和经营管理，处理生活垃圾600t/d。温州市东庄垃圾发电厂，处理生活垃圾200t/d。