摘要: 根據垃圾是資源，資源要利用這一原則，在長期的垃圾堆肥及垃圾能源利用的研究和技術開發基礎上，提出了能量自給型城市生活垃圾堆肥系統，即：可用物資（廢紙、金屬、玻璃等）的回收再生利用；易腐有機物的堆肥處理；高熱值不易腐有機物的能量利用；灰渣的固化處理，實現灰渣的材料化。該系統一方面可以大大利用垃圾中易腐有機物，降低垃圾復合有機肥的生產成本，另一方面由于選取較小的發電裝機容量還可以使系統的建設成本大大降低，避免垃圾發電上網問題。該系統適合國情，擁有廣闊的市場前景，由此產生的社會和經濟效益都將是相當可觀的。

關鍵詞: 能量自給型城市,生活垃圾,堆肥系統

　　1.前言

　　目前，我國垃圾的歷年堆存量已達到60億噸，全國200多座城市已陷入垃圾圍城之中。1997年，全國的垃圾產量達到了1.4億噸，而且還在以每年8~10%的速度增長。在國內的一些大城市，如北京、上海，垃圾日產量已超過12000噸。1998年夏，上海市的城市生活垃圾日產量曾達到14000噸。兩地占地50平方米以上的“垃圾山”超過6000座。迄今為止，我國絕大多數城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋為主，不僅占用了寶貴的土地資源，而且對環境造成了嚴重的二次污染。能否妥善解決垃圾問題，是關系到國計民生的一件大事。

　　根據垃圾是資源，資源要利用這一原則，在長期的垃圾堆肥及垃圾能源利用的研究和技術開發基礎上，提出了能量自給型城市生活垃圾堆肥系統，即：可用物資（廢紙、金屬、玻璃等）的回收再生利用；易腐有機物的堆肥處理；高熱值不易腐有機物的能量利用；灰渣的固化處理，實現灰渣的材料化。該系統一方面可以大大利用垃圾中易腐有機物，降低垃圾復合有機肥的生產成本，另一方面由于選取較小的發電裝機容量還可以使系統的建設成本大大降低，避免垃圾發電上網問題。該系統適合國情，擁有廣闊的市場前景，由此產生的社會和經濟效益都將是相當可觀的。

　　2.垃圾處理技術概述

解決垃圾問題的目標是將垃圾減容、減量、資源化、能源化及無害化處理。目前主要有三種方法：衛生填埋、堆肥及焚燒處理。以下對這幾種技術作一簡單比較。

　　1）填埋技術

　　填埋技術的特點是操作簡單，可以處理所有種類的垃圾。但占地面積大，同時存在嚴重的二次污染，例如垃圾滲出液會污染地下水及土壤，垃圾堆放產生的臭氣嚴重影響場地周邊的空氣質量，另外，垃圾發酵產生的甲烷氣體既是火災及爆炸隱患，排放到大氣中又會產生溫室效應。近年來有的城市已經認識到這一問題，建立了一批具有較高水平的衛生填埋廠，較好地解決了二次污染問題，但建設投資大，運行費用（包括規范的填埋、滲出液處理及甲烷收集利用等）高。最關鍵的是填埋廠處理能力有限，服務期滿后仍需投資建設新的填埋場，進一步占用土地資源。以北京為例，如果采用現在的技術，將北京市12000噸/日的垃圾進行衛生填埋處理，單是建設投資就高達7.2億元人民幣（不含征地費用），而且填埋場的壽命也只有12年。基于以上原因，國外從80年代以來，衛生填埋設施有逐漸減少的趨勢，成為其它處理工藝的輔助方法，用來處理不能再利用的物質。

　　目前在廣東省填埋仍是最主要的垃圾處理方式，如廣州1998年 日產垃圾4800噸，完全采用衛生填埋方式處理，兩大垃圾填埋場占地740畝（李坑370畝，大田山380畝），設計處理能力為3500噸/日（李坑1500噸/日，設計填埋厚度52米，實際已達62米；大田山2000噸/日，設計填埋厚度70米），而實際處理量在5000噸/日左右，在近兩年內都將填滿，有關部門正在計劃建設新的垃圾填埋場，新的垃圾填埋場預計占地近1200畝，但遠離市區，運輸距離將超過40km；中山市投入巨資興建的具有國內先進水平的垃圾衛生填埋場目前尚能消納每天1000余噸的城市生活垃圾，但其運行費用高達300萬元/年（不包括垃圾收集、清運費用），而且只剩大約7年的服務期；另外，有些城市如江門，正準備投資上億元建設現代化的垃圾衛生填埋場。

　　2）焚燒技術

　　對垃圾進行焚燒處理減容、減量及無害化都很高，焚燒過程產生的熱量用來發電可以實現垃圾的能源化，是一種較好的垃圾處理方法。但對焚燒條件控制不當會存在煙氣污染問題，且設備投資巨大。國外目前通過改進焚燒系統工藝及強化尾氣處理等手段已經較好地解決了尾氣污染問題，但投資也相應增加。如果引進國外技術進行垃圾焚燒發電，每處理100噸/日垃圾的建設成本接近1億元人民幣，我國的地方財政難以承受。而吸收國外先進經驗，開發自己的垃圾焚燒發電系統，投資可以大大降低，僅為完全引進的五分之一左右，比較適合國情。但即便如此，單純依靠垃圾焚燒來解決問題的投資也還是相當巨大的。以廣州市為例，目前日產垃圾4800噸，如果采用基本國產焚燒發電技術和設備，其投資依然高達近10億元人民幣，而且垃圾產量正逐年以8%左右的速度增長，意味著每年新增垃圾焚燒發電建設費用8000萬元，如果再加上從收集、清運到焚燒發電裝置的運行費用，地方財政勢必會不堪重負。

　　另一方面，垃圾焚燒發電的經濟性也值得進一步探討。同常規燃煤發電相比，垃圾焚燒電廠的發電裝機容量都很小，而且由于腐蝕問題，目前垃圾焚燒發電的效率一般不超過15%，遠低于燃煤發電的水平。另一方面，我國的垃圾熱值遠低于發達國家，低位熱值通常在4000kJ/kg左右，而美國、日本等國垃圾熱值可達10000kJ/kg以上，因此我國相同重量的垃圾發電量尚不能達到發達國家的一半。如果垃圾熱值為5000kJ/kg，按15%的發電效率計算，每100噸/日垃圾處理量配套的裝機容量不超過1000kW， 1000噸/日處理量的垃圾電廠實際發電量不超過9000kW，與燃煤電廠相比這個規模實在是太小了，勢必會導致運行成本的大幅度提高。電價無法同火電競爭，如果不依靠政府的財政補貼，垃圾電廠將不能維持運行，當然也就談不上產生多少經濟效益了。

表1 北美生活垃圾組成 

*：平均含水量25%；平均無機物含量約20%；有機物灰份5%

表2廣東省內的垃圾電廠

　　為降低建設成本，省內許多地方已相繼建設了一些小型的垃圾焚燒裝置。如東莞市厚街鎮目前已投資2000萬元，建成了400噸/日規模的固體廢物焚燒裝置。其共同的特點是單臺爐的處理能力較小，一般在50噸/日左右，而且無能量回收裝置，處理成本（不含收集、運輸費用）通常在50元/噸左右，有的甚至超過100元/噸。這些裝置在一定程度上解決了當地的垃圾問題，但長遠來看，由于其垃圾爐的結構設計不合理（基本都是由臥式燃煤鍋爐簡單改造而成），沒有充分考慮垃圾與煤在性質上的巨大差異，因此尾氣排放中必然含有大量的污染物。另外，直接照搬燃煤鍋爐的爐排，導致維護工作量巨大，年運轉負荷率較低。

　　3）堆肥技術

　　堆肥技術的工藝也比較簡單，適合于易腐有機質含量較高的垃圾處理，對垃圾中的部分組分進行資源利用，且處理相同質量的垃圾投資比單純的焚燒處理大大降低。堆肥技術在歐美國家起步較早，目前已經達到工業化應用的水平。但引進國外技術投資巨大，不適合我國國情。針對這一情況，我國一些研究單位和企業已經開始了這方面的工作，并取得了一定的成績。

　　發達國家由于生活垃圾中的易腐有機物含量大大低于我國的一般水平，因此靠堆肥只能處理15%（表1）左右的垃圾組分，這在一定程度上阻礙了堆肥技術的推廣。但就廣東省的具體情況來看，生活垃圾中的易腐有機質（主要是廚余）含量都在50%左右，因此采用堆肥技術可以達到比較好的處理效果。

　　但堆肥技術也存在明顯的缺點：不能處理不可腐爛的有機物和無機物，因此減容、減量及無害化程度低。因此僅僅依靠堆肥處理仍然不能徹底解決垃圾問題。

　　目前在廣東省的一些地方，簡單的垃圾“堆肥”已經在一些填埋場應用，并產生了一定的效益。但是這與我們所講的垃圾堆肥技術相去甚遠，因為在這些地方僅僅是將生活垃圾填埋，靠自然發酵，若干年后再挖掘出來，篩去其中的塑料等不腐爛的物質后就當作肥料出售。實際上用這種肥料種植果樹、蔬菜及糧食是危險的，原因是由于垃圾中不易腐有機組分（紙、塑料、布、橡膠等）的重金屬（Pb,Cd,Hg等）含量很高，占垃圾中重金屬總量的85%以上，如果這類物質與易腐有機物長期共同埋于地下，加上雨水的作用，重金屬必然會滲入最終的有機肥產品中，用這種肥種出來的食品重金屬的含量必然超標，危害人體健康。因此，堆肥技術必須是將新鮮的垃圾首先進行分類后再將易腐有機組分進行發酵，才能有效地防止重金屬的滲入，從而保證有機肥產品達到國家標準，真正實現無害化和資源化。