2.2 生活垃圾综合处理工艺

　　从20世纪90年代起，我国的研究者为解决单一处理方式的不足从生活垃圾综合处理的角度进行了研究，提出了多种生活垃圾综合处理的构想，但是这种构想区别于国外广泛应用的综合处理系统概念，而是指通过分选等预处理技术把不同垃圾组分进行分离，分别进入不同的处理单元，这些处理单元集合在一个厂内甚至一条生产线上，希望通过这种方式实现不同垃圾分别采用适宜的处理方式的目的，为了便于区分，本文称其为综合处理工艺（comprehensive treatment technology）。根据综合处理工艺采用预处理技术的不同，可以分为预分选合处理工艺、预堆肥综合处理工艺、预消解综合处理工艺等，其中前者一般采用物理分选技术，经过多次分选将垃圾分为几类，其分类类别根据后续处理工艺确定，而后两者虽然也有一些分选步骤，但是其预处理技术核心为堆肥或消解。此外，综合处理工艺的能量回用和自给也是其研究方向之一，为了便于说明，本文称其为能量自给综合处理工艺。

　　预分选综合处理工艺是指利用物理分选技术把混合垃圾中的不同组分按处理目的进行分离，使不同组分分别进行处理，这也是应用最多的综合处理工艺，研究重点集中在分选系统^[10]。它面临的问题有：一是我国生活垃圾实行混合收集，在发达国家由产生者进行的分类工作不得不由厂内的分选系统完成，分选系统的投资和运行费用很大；二是目前的生活垃圾综合处理厂处理规模均较小，焚烧量和填埋量也很少，在这种情况下，相对于单一焚烧或填埋，综合处理如何实现经济上的比较优势也是需要重视的问题。

　　预堆肥综合处理工艺。堆肥过程可以降低生活垃圾的有机物含量和含水率，因此可以把堆肥过程作为生活垃圾综合处理系统的预处理步骤。对焚烧而言，经堆肥处理后垃圾易于燃烧，热效率高，产生的有害气体量较小；对填埋而言，经堆肥处理后减少了填埋量，降低了渗滤液的产量和处理难度，减少了填埋气的排放^[11]。虽然堆肥预处理对于综合处理工艺具有明显的益处，但是尚未有深入研究，更没有投入运行的工程项目，此外，堆肥预处理工艺还存在成本高、堆肥时间长、周边环境差等缺点。预消解综合处理工艺与预堆肥综合处理工艺类似，相对于堆肥预处理，消解预处理的最大优势是可以减少堆肥的时间，其环境影响也较小，但是成本更高。

　　能量自给综合处理工艺也是一种结合多种生活垃圾处理技术的工艺，它以系统能量的完全自给为目标^[12]，因此与垃圾焚烧厂的余热利用系统不同。系统中的能量一般来自焚烧系统产生的热能或电能，也可以利用厌氧发酵产生的沼气产热发电。国内一些研究者已经提出了一些设想，但是缺乏对系统能量流的深入研究和经济性分析，而且由于现有技术能源利用效率较低，尚不能利用垃圾自身的能量解决工艺过程的高能耗问题，实际生产中难以实现。

　　总的说来，十多年来大多数这类综合处理研究还停留于简单的构想阶段，缺乏系统化的深入研究，对综合处理工艺的组织特性、环境特性、经济特性等内容基本没有涉及，对于分选垃圾区别于混合垃圾进行焚烧、填埋的特性也没有研究。工程实践中，我国目前运行的综合处理厂很少，规模也不大（处理量一般小于300 t/d），而且限于分选工艺与填埋、焚烧和堆肥的结合，吨投资一般在20万元/t以下。由于这种综合处理厂整体规模不大，其中的焚烧量、填埋量都很少，焚烧工艺效果较难控制，二次污染控制较差。其次，这些综合处理厂大多以堆肥或其它制肥工艺为核心，但由于我国堆肥质量和市场的原因，堆肥处理在很多地区面临困境，这也影响到综合处理厂的运行效益。另外不同区域在自然条件、经济实力、社会发展水平、生活垃圾特性等方面存在差异，适用的生活垃圾处理处置技术也有所不同，而目前有些地区盲目照搬发达国家和其它地区的经验，使得部分生活垃圾处理处置设施不能正常运行。由于这些原因，这类综合处理技术没有得到广泛的应用。

　　3  综合处理的发展趋势

　　对于国内提出的综合处理工艺（comprehensivetreatment technology），虽然现有项目的投资成本较低，但其处理规模小，运行费用高，二次污染不能得到有效控制。另一方面，虽然垃圾处理的能量回用是资源化的一个重要方面，但是系统的能量自给从目前的技术水平看来难以实现。从生活垃圾处理的经济性分析，这种“小而全”的综合处理工艺难以获得持久的生命力和广泛的推广。

　　发达国家生活垃圾处理的历史和经验说明，源头分类（产生者分类）是最经济有效的垃圾分类手段，在此基础上建立生活垃圾综合处理系统，并通过数学模型优化设置各种收运处理设施、分配车辆和垃圾物流，可以实现城市生活垃圾的低成本、高效率管理，并最大限度的实现生活垃圾的资源化。虽然我国目前普遍采用生活垃圾混合收集模式，但分类收集对于垃圾处理、资源回收等的重要意义已经得到了广泛认知，全国很多大中城市开展了分类收集的试点工作，并制定了城市生活垃圾分类收集规划。随着经济实力的增强，生活垃圾收运处理设施的完善，分类收集和综合处理系统将互相促进，得到更为广泛的推广。

　　在这一前提下，深入分析城市生活垃圾综合处理系统的系统特性、运行规律，提炼总结适应我国现阶段及发展需要的系统模型和优化方法，将大大提高我国城市生活垃圾的管理水平。我国目前采用混合收集方式，基于这一前提，利用数学方法优化不同处理设施的数量和选址，优化生活垃圾物流在不同处理设施之间的分配都具有重要的意义。

　　参考文献

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　　9 陈炳禄，王志刚，陈新庚.广州市生活垃圾处理方式及物流管理方案优化.上海环境科学，2000，19（11）：511～515

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　　12 李海滨，吴创之，陈 勇.能量自给型生活垃圾堆肥系统.能源工程，2000，（1）：22～25

　　（收到修改稿日期：2004-12-14）

　　[1]第一作者：李　欢，男，1979出生，博士研究生，主要研究方向为固体废弃物管理与资源化。

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