[摘要]分析了預(yù)處理的作用，得出了預(yù)處理及其與焚燒、填埋聯(lián)合是解決垃圾處理問題的關(guān)鍵的結(jié)論。

[關(guān)鍵詞]垃圾，預(yù)處理，綜合處理，公共管治

[分類號]X321

綜合應(yīng)用分類、回收、焚燒、填埋等垃圾處理方法，合理配置各種處理方法的作用，建立健全垃圾處理體系，可以提高資源品質(zhì)與回收比例，提高現(xiàn)有處理設(shè)施的消納能力，有效解決垃圾處理問題。分類回收等預(yù)處理是解決垃圾圍城問題的關(guān)鍵。本文以某城市垃圾處理為例，說明垃圾預(yù)處理及其與焚燒填埋等處理相鏈接組成生態(tài)工業(yè)園的重要性。

1.問題的提出

某城市日產(chǎn)垃圾7500噸，現(xiàn)有一座日處理1000噸的焚燒發(fā)電廠和一座設(shè)計日處理能力2200噸的衛(wèi)生填埋場，計劃建設(shè)多座日處理能力2000噸、4000噸不等規(guī)模的焚燒發(fā)電廠，但多數(shù)焚燒廠至今仍未動工。不能動工的表面原因是當(dāng)?shù)鼐用穹锤?，但?nèi)在原因卻是建設(shè)這么多而大的焚燒廠本身的不合理性。

垃圾焚燒發(fā)電廠投資大、運(yùn)行成本高、噪聲和二惡英等污染物排放控制的難度大，是典型的鄰避設(shè)施，容易引起當(dāng)?shù)鼐用穹锤?，更糟糕的是計劃中的第二焚燒廠（處理能力2000噸/日）毗鄰現(xiàn)有的焚燒發(fā)電廠，而且焚燒廠和填埋場都位于一個區(qū)，使得整個區(qū)似乎成了政策成本的承擔(dān)著，不滿情緒由設(shè)施所在地附近蔓延到一個區(qū)，增大了解決問題的難度。

雖然該城市推行了新公共管治措施，兼顧社區(qū)發(fā)展和加強(qiáng)沖突管理，注重行政引導(dǎo)和經(jīng)濟(jì)激勵機(jī)制，但還是不能解決問題。此種局面警示，應(yīng)該采用新的垃圾處理方案以替代多而大的焚燒廠方案。

其實(shí)，德國的經(jīng)驗已經(jīng)表明，填埋，或焚燒與填埋相結(jié)合，甚至推行清潔生產(chǎn)，垃圾處理設(shè)施的建設(shè)速度都跟不上垃圾增量速度，還必須將資源回收利用才能有效解決垃圾問題，目前，德國生活垃圾的回收利用率高達(dá)50%。

   縱觀我國生活垃圾處理歷史，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)時代，垃圾產(chǎn)量低，組成簡單，通過土地回用（簡易填埋）和家禽食用等自然處理方法便可得到妥善處理；隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，垃圾產(chǎn)量日益增大，垃圾成分日益復(fù)雜，必須通過工業(yè)化處理方式才能解決日益突出的圾處理問題。焚燒發(fā)電因其見效快、減容效果明顯、回收能量和工程投資大，受到管理部門和工程界歡迎，甚至一度成為垃圾處理體系的替代品，——正是這種以偏概全的短視導(dǎo)致了目前的垃圾分類處理被動局面。

從資源利用效率角度而言，原生垃圾混燒發(fā)電也不是一種最佳途徑。一是垃圾熱值低，現(xiàn)有焚燒發(fā)電廠（混燒）入爐垃圾的熱值在4500—6000kJ/kg，剛跨入能源利用門檻，而且，為了達(dá)到這個熱值門檻值，入廠垃圾須在儲存坑內(nèi)堆放一天以上，以去除5%以上的水分，代價卻是臭氣度增大；二是自耗電比例高，能量利用率低，焚燒發(fā)電廠自耗電占發(fā)電量的比例在15%—20%，能量利用效率最高能到20%左右，如現(xiàn)有垃圾焚燒發(fā)電廠自耗電比例高達(dá)20%以上，而能量利用效率不到20%；三是爐渣和飛灰需要處理且處理難度大，飛灰（尤其是酸性氣體吸收塔和布袋除塵器捕集物）是危險固廢，需要安全處置，爐渣成分也因不完全燃燒而復(fù)雜，在作為資源再利用前需要處理，或只能衛(wèi)生填埋。按德國循環(huán)經(jīng)濟(jì)和廢物處置法，這種狀況下的混燒發(fā)電只能算作垃圾熱處理，而不能看成是資源利用，發(fā)電的目的僅僅是為了獲得一定收入以抵償部分焚燒處理費(fèi)用，代價卻是降低了垃圾的資源利用效率和提高了垃圾處理費(fèi)用，我國在運(yùn)行和在籌建的垃圾焚燒發(fā)電廠都處于這種狀況。

由此看來，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會角度衡量，以原生混合垃圾焚燒發(fā)電為主的處理方案不是我國垃圾處理的適宜方案，這里介紹一種組合方案：以分選為核心的預(yù)處理廠、焚燒發(fā)電廠和填埋場組成的生態(tài)工業(yè)園。

2.生活垃圾的預(yù)處理

2.1垃圾預(yù)處理流程與物質(zhì)流

以圖1給出的某城市生活垃圾典型組成為例。該垃圾含80%可燃物和20%不可燃物，可燃物由廚余、紙屑、布條、草木、塑料、橡膠和皮革組成，不可燃物由渣石、玻璃、罐頭盒、有色金屬和黑色金屬組成。圖2給出了一種可行的組合處理方法（生態(tài)工業(yè)園物流圖），由預(yù)處理、焚燒和填埋組成，其中預(yù)處理包括破袋、篩分、人工分選、氣力（或水力）分選和煙氣干燥，這種安排目前是不難實(shí)現(xiàn)的^[1]。

圖3給出了1噸垃圾預(yù)處理后各類物料的數(shù)量。經(jīng)過分選處理，從1噸垃圾中分揀出可回收物質(zhì)255kg（紙類、塑料、玻璃、金屬），可燃物144kg（竹木、布類、部分廚余）和不可燃物89kg（渣石等），共488kg（干物質(zhì)399kg），余下512kg（干物質(zhì)132kg）為殘留物，這部分物料因含水率高達(dá)74.2%不宜直接焚燒或填埋，應(yīng)先干化或直接發(fā)酵處理。

為了減少占地，擬打算先將殘留物干燥然后焚燒，如干燥成含水率46.8％的顆粒物料（該含水率受焚燒爐最大熱負(fù)荷限制），這樣，殘留物中便有264kg水分被蒸發(fā)（如干燥效率60％，則需要熱量1100MJ），余下的248kg固體物料將與分選出來的可燃物混合、加工成392kg燃料（濕基熱值約7500kJ/kg，符合現(xiàn)有焚燒爐允許的最大熱值要求）。該燃料中，147kg焚燒干燥殘留物，實(shí)際只有245kg送去焚燒發(fā)電廠焚燒，由此可見，經(jīng)過預(yù)處理后，只有24.5%的物料需要焚燒發(fā)電廠處理。值得指出的是，增設(shè)獨(dú)立的焚燒干燥器起到了提高現(xiàn)有焚燒爐消納能力的作用，這種安排是有意義的。

2.2垃圾預(yù)處理的主要作用

2.2.1減少二惡英的生成量

去除燃料中含氯塑料將減少二惡英的生成量，是控制二惡英排放的主動措施^[2]。垃圾焚燒產(chǎn)生二惡英的機(jī)理較復(fù)雜，少量二惡英源于燃料原攜帶，但主要部分還是焚燒過程生成，一般認(rèn)為二惡英的生成機(jī)理有高溫合成、低溫生成和前趨物合成三種，這三種機(jī)理產(chǎn)生作用都是因為垃圾中存在含氯塑料和氯鹽類物質(zhì)。預(yù)處理去除90%以上塑料，極大降低了含氯塑料量，從根本上控制了二惡英的生成，甚至可使二惡英生成量減少90%以上，降低了二惡英污染的風(fēng)險。

此外，預(yù)處理采用了殘留物干化工藝，該工藝不僅制得了燃料，而且解決了高濃度有機(jī)廢水的處理問題，蒸發(fā)水冷凝后還可循環(huán)利用，起到了資源環(huán)境保護(hù)作用。分選車間的空氣用作焚燒干燥器的助燃空氣，保證分選車間衛(wèi)生條件達(dá)標(biāo)。

2.2.2提高垃圾的資源品質(zhì)

經(jīng)過預(yù)處理，25.5%的垃圾成為可回收物質(zhì)，可以直接利用，效率和品質(zhì)都得到了提高；39.2%的垃圾成為較高品質(zhì)的燃料，不僅熱值高，危害性降到極低，對焚燒設(shè)施的技術(shù)與操作要求降低，甚至可用作工業(yè)鍋爐的燃料，焚燒后爐渣、飛灰和煙氣的處理難度與成本也大幅下降，其焚燒處理的可操作性大幅提高，提高了垃圾資源利用的經(jīng)濟(jì)效益。垃圾是種低品質(zhì)資源，預(yù)處理提高了待用物質(zhì)的品質(zhì)，有利于提高資源利用效率，而且，預(yù)處理暗合了物質(zhì)利用優(yōu)先的潛規(guī)則。盡管物質(zhì)利用和能源利用都是同等重要的資源利用方式，但事實(shí)上，出于利用效益的考慮，物質(zhì)利用具有優(yōu)先權(quán)^[3]。

2.2.3提高現(xiàn)有設(shè)施的消納能力

預(yù)處理可以大幅提高焚燒爐與填埋場消納垃圾的能力。預(yù)處理后，只有24.5%的垃圾需要焚燒發(fā)電廠焚燒處理，換言之，原只能焚燒1噸清運(yùn)垃圾的焚燒爐，現(xiàn)在可消納4噸多清運(yùn)垃圾。而且，由于罐頭盒、玻璃和金屬被分選出來，燃料焚燒后的爐渣和分選出來的不可燃物總量將小于清運(yùn)垃圾混燒的爐渣量，一般不到清運(yùn)垃圾量的25%，也就是說，4噸清運(yùn)垃圾經(jīng)過預(yù)處理和焚燒處理后，只有不到1噸的不可燃物需要填埋，原設(shè)計消納1000噸垃圾的填埋場現(xiàn)在便可以消納4000噸清運(yùn)垃圾；即使垃圾預(yù)處理后，可燃物也填埋處理，1噸垃圾也只有48.1%需要填埋，原設(shè)計消納1000噸垃圾的填埋場現(xiàn)在也可以消納2000噸以上清運(yùn)垃圾。由此可見，預(yù)處理將成倍提高焚燒廠和填埋場的消納能力。

3.虛擬型生態(tài)工業(yè)園方案

虛擬型生態(tài)工業(yè)園由分散的填埋場、焚燒發(fā)電廠、預(yù)處理廠和信息系統(tǒng)組成。先在計算機(jī)上建立起各企業(yè)間的物、能交換聯(lián)系，然后再予以實(shí)施，形成以廢水——水力分選、燃料與廢氣——焚燒干燥和焚燒發(fā)電、不可燃物——填埋和可回收物質(zhì)——資源回收站的物質(zhì)流與能量流，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)工業(yè)共生和污染物“零排放”的目標(biāo)。既克服了各企業(yè)布局相對分散的現(xiàn)實(shí)制約，又降低了征地費(fèi)用，同時還提高了填埋場、焚燒發(fā)電廠和其它廢棄物處理設(shè)施的實(shí)際消納能力和資源利用效率。

3.1增建預(yù)處理廠和信息系統(tǒng)

現(xiàn)假設(shè)只增建一座4000噸垃圾預(yù)處理廠和信息系統(tǒng)。按日產(chǎn)7500噸清運(yùn)垃圾考量，那么，該生態(tài)工業(yè)園每日可回收資源1020噸，發(fā)電18MW，填埋處置約4500噸，產(chǎn)生滲濾液650m³（目前產(chǎn)量990m³以上）。與目前處理水平比較（1000噸焚燒發(fā)電，其余6500噸垃圾和爐渣填埋），多回收資源1020噸（收入110萬元），多發(fā)電12.5%（收入2.64萬元），少填埋2200噸（少支付營運(yùn)費(fèi)3.96萬元，而且延長了填埋場使用壽命），少產(chǎn)生滲濾液340m³（少支付處理費(fèi)2.70萬元），此外，每日還可以回收水近千噸。其意義不僅僅在于經(jīng)濟(jì)收益，更重要的是減小了焚燒廠和填埋場的建設(shè)數(shù)量與規(guī)模。

3.2增建焚燒發(fā)電廠和擴(kuò)大預(yù)處理廠規(guī)模

以日處理10000噸垃圾規(guī)模為目標(biāo)，增建若干座總處理能力為10000噸的預(yù)處理廠，增建一座處理能力1500噸的焚燒發(fā)電廠，形成2500噸焚燒處理能力，保證燃料在工業(yè)園內(nèi)全部焚燒。該方案每日可回收資源2550噸，發(fā)電45MW，填埋處置約2100噸，產(chǎn)生滲濾液200m³。與7000噸焚燒和3000噸填埋方案比較，多回收資源2550噸（收入275萬元），少發(fā)電65MW（少收入85.8萬元），少填埋2300噸（少支付營運(yùn)費(fèi)4.14萬元），少產(chǎn)生滲濾液850m³（少支付處理費(fèi)6.8萬元），工業(yè)園方案每日的經(jīng)濟(jì)收入高出焚燒填埋200多萬元。

4.結(jié)論與建議

解決城市垃圾處理問題的關(guān)鍵是建設(shè)預(yù)處理廠，而非大規(guī)模的焚燒發(fā)電廠和填埋場。垃圾預(yù)處理不僅可以回收資源，提高垃圾的資源品質(zhì)，還可以成倍提高現(xiàn)有處理設(shè)施的消納能力。應(yīng)該轉(zhuǎn)變觀念，推動垃圾預(yù)處理廠建設(shè)，并整合現(xiàn)有處理設(shè)施，使之形成生態(tài)工業(yè)園，既具有資源環(huán)境保護(hù)價值，又具有社會經(jīng)濟(jì)意義，尤其是避免和減輕了鄰避反應(yīng)，有利于和諧社會的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 裴振明,高忠愛等編.固體廢物的處理與處置[M].北京：高等教育出版社，1993.PP70—119

[2]蘇勇超，熊孟清，伍乃琪.爐排爐焚燒垃圾過程中二惡英的控制.上海電力學(xué)院學(xué)報[J]，2005（2）：153—156

[3]江源，劉運(yùn)通，邵培.城市生活垃圾管理[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2004.P37

Integrated Treatment Project of Solving The MSW Treatment Problem

Xiong Mengqing^①，Zhang Cui^②,Su Yongchao^③

（①Guangzhou City’s Management Center of Municipal Waste,510170  ②Guangdong Pharmaceutical University ③Guangzhou Municipal Engineering Design and Research Institute,510060）

[Abstract] The present situation and problen in MSW management of some city is introduced in this paper.The importance of pretreatment is analyzed,and the conclusion is given that pretreatment coupled with incineration and disposalis the key to solve MSW treatment problems.Also,some suggestions are submitted.

[Keywords]Waste，Pretreatment，integrated treatment，Public management