1、Vol.31,No.92013年9月中國資源綜合利用China Resources Comprehensive Utilization 1國外生活垃圾處理現狀及發展趨勢概述1.1生活垃圾產生量目前全球每年排放各類垃圾近1.01010t 。產垃圾最多的國家是美國,每年已超過2.5108t ;德國人均年產垃圾541609kg ,年產垃圾5000萬t 1;2006年,日本生活垃圾總產生量為5202萬t ,人均生活垃圾產生量為1.115kg/d ,日本東京日產垃圾已達1.2104t 。1.2生活垃圾處理現狀20世紀90年代以前,美國、英國、德國、荷蘭、西班牙和法國等一些國家的城市生活垃圾的處理方式主要

2、為填埋法。此后,隨著經濟的迅速發展,越來越多的國家采用焚燒法處理生活垃圾。現今,日本、丹麥、法國和新加坡等國采用焚燒法處理生活垃圾的比例接近或已經超過了填埋法,國外已經很少使用堆肥法處理生活垃圾。發達國家對于生活垃圾中可利用物的回收再利用率較高,平均在20%30%之間。1.2.1填埋技術現狀英國最早在20世紀30年代,美國于20世紀40年代開始采用生活垃圾衛生填埋技術(有控制的生活垃圾填埋技術。一些國家從20世紀80年代開始采用合成材料(通常為1.52mm 的高密度聚乙烯材料作為垃圾填埋場的襯底,防止垃圾填埋場的有害物質向地下滲透,以保證填埋場的使用壽命超過200年2。1.2.2堆肥技術現狀2

3、0世紀70至80年代,許多發達國家建立了大量的、機械化程度較高的堆肥場,與此同時不少國家還制定了相關的垃圾堆肥技術指標。80年代后期,這些堆肥場相繼關閉,生活垃圾堆肥技術的發展陷入了低谷。即使在這種情況下,一些國家仍在堅持不懈地改進垃圾堆肥技術,以提高垃圾堆肥產品的質量,穩步推動著生活垃圾堆肥技術的發展。如今,國外垃圾堆肥場的數量總體上呈下降趨勢,但這并沒有抑制垃圾堆肥技術的發展,制造有機復合肥技術此時發展較快。1.2.3焚燒技術現狀國外垃圾焚燒技術發展最快的時期為20世紀70年代到90年代。這20多年間,幾乎所有的中等發達國家、發達國家都建立了不同規模的垃圾焚燒廠。垃圾焚燒法的減量化、資源化

4、及無害化效果都很理想,垃圾焚燒技術蓬勃發展3。經過幾十年的發展,機械爐排及流化床焚燒爐的類型基本定型,二次污染物防治技術已經成熟。1.3垃圾處理法規許多發達國家已經把垃圾資源化處理作為垃圾治理的最終目標,并把該目標提高到了社會可持續發展的戰略高度。在推進生活垃圾資源化進程中,都制定了符合本國國情的相關法規。除了制定相關法規外,發達國家還對廢棄物的資源化利用給予了政策上的支持,依據“誰污染誰負責”的原則,借助經濟手段以保證相關措施的實施2。1.4垃圾處理發展趨勢(1提倡垃圾分類和回收利用。實施生活垃圾的分類收集,以盡可能地對生活垃圾進行回收和循環資源化利用。國內外生活垃圾處理現狀及政策別如山,宋

5、興飛,紀曉瑜,陳佩,劉茜茜(哈爾濱工業大學能源科學與工程學院,哈爾濱150001摘要:首先概述了國外生活垃圾處理現狀、發展趨勢及相應的法規,然后以日本、美國和德國等為例詳細介紹了這幾個國家生活垃圾處理現狀及技術,最后介紹了我國城市生活垃圾處理現狀、處理政策、發展趨勢及前景。關鍵詞:城市生活垃圾;處理現狀;發展趨勢中圖分類號:X705文獻標識碼:A文章編號:1008-9500(201309-0031-05收稿日期:2013-07-16作者簡介:別如山(1965-,男,江蘇漣水人,博士,教授,博士生導師,主要從事循環流化床鍋爐、生物質鍋爐、生物質氣化及廢棄物焚燒處理的教學和科研工作。垃圾處理(2鼓

6、勵有機垃圾堆肥處理。今后,國外生活垃圾綜合處理體系中堆肥技術仍將占有重要位置。(3穩步發展垃圾焚燒技術。與垃圾填埋技術相比,垃圾焚燒處理技術具有占地面積小、選址容易、處理速度快、減量化顯著、無害化徹底以及可回收焚燒余熱等優點,在發達國家得到了廣泛的應用。該技術已有100多年的歷史,預計將來仍會繼續得到發展。(4完善垃圾填埋處理技術。盡管填埋技術的處理率有所下降,但該技術仍是垃圾處理的最終方式。預計垃圾填埋場的污染控制措施會不斷完善,將向大型化發展,并將限制最終進入垃圾填埋場的有機物含量2。2日本生活垃圾處理現狀2006年,日本生活垃圾總量為5207萬t,人均生活垃圾產生量為1.115kg/d,

7、循環利用總量為1021萬t,焚燒量為3506萬t,最終處理量為680萬t。2006年,日本生活垃圾的減量化率為97.5%,直接填埋處理率為2.5%,循環利用率為19.6%。焚燒處理是日本最主要的生活垃圾處理方式,處理量占垃圾總產生量的75%以上;直接填埋的生活垃圾所占比例不足垃圾總產生量的3%,而且還在逐年下降。今后發展的垃圾填埋場基本上都將作為最終處理廠使用。日本是目前生活垃圾焚燒技術最先進的國家,垃圾焚燒廠的數量位于世界第一位。焚燒爐型主要有爐排爐(比例最大、流化床焚燒爐和氣化熔融爐。氣化-熔融焚燒系統是為了滿足環保標準、提高能源回用效率而開發的新型生活垃圾焚燒技術,近年來在日本發展迅速,

8、市場占有率增長很快。垃圾氣化-熔融焚燒爐可以有效地解決二惡英排放問題。生活垃圾在氣化爐(流化床焚燒爐或回窯式焚燒爐中氣化,產生的可燃氣體在熔融爐中燃燒到1300以上,大幅降低了二惡英的產生量,并使灰渣熔化,作為水泥原料。日本從2003年開始實行新的二惡英煙氣排放控制標準。二惡英的上限濃度為0.1ng-TEQ/Nm3,該標準對處理規模為大于100t/d(4t/h的垃圾焚燒爐有效,日本的大多數生活垃圾焚燒爐均包括在此范圍內4。3美國生活垃圾處理現狀美國城市生活垃圾人均日產量1960年為1.22 kg,2003年為2.02kg;總產量1960年為0.881億t,2000年為2.34億t,2003年為

9、2.362億t,一直保持穩定增長。垃圾回收再利用率分別為29.4%和30.6%,逐年增加。2003年美國廢物再循環利用企業共計5.6萬家,提供就業崗位110萬個,年銷售額高達到2360億美元。填埋仍然是美國銷納城市生活垃圾的主渠道。1988年美國城市固體廢物填埋場為7924座5,隨后填埋場數量逐年減少,到2002年全國僅擁有1767座垃圾填埋場,下降幅度明顯,體現了美國城市生活垃圾處理理念和處理方式的轉變6。垃圾堆肥曾是美國處理垃圾的主要方式。由于堆肥場運營資金、堆肥產品質量及市場拓展等問題,美國幾乎所有的大型機械化垃圾堆肥場在20世紀8090年代就關閉了,使得垃圾堆肥進入了低谷。近年來,隨著

10、日益重視廢物的資源化再利用,垃圾堆肥技術作為廢物資源化的重要措施之一也得到了應用,尤其是餐廚和庭院垃圾堆肥等應用最為廣泛。美國餐廚垃圾的年產量平均為2629萬t,占整個城市廢物總量的11.4%7。美國各州都進行了許多嘗試,利用堆肥技術處理餐廚垃圾,使之變廢為寶,效果也十分明顯。從20世紀80年代起,美國政府投資70億美元,興建了90座垃圾焚燒廠,年總處理能力3000萬t。至90年代,美國已建402座垃圾焚燒廠,焚燒率達18%,到2000年又提高到了40%。至今,美國已建114座垃圾電站,總容量達2650兆瓦,位居世界第一。其中底特律擁有世界上最大的垃圾發電廠,日處理量可達4000t。夏威夷垃圾

11、發電廠裝有2臺垃圾焚燒爐,日處理能力為2160t,它們可提供全市6%的電力。在過去6年運營中,已處理掉499萬t垃圾,相當于全島垃圾的90%以上。4德國生活垃圾處理現狀德國人均生活垃圾產生量為541609kg/a,即1.51.67kg/d。2004年,人均生活垃圾產生量為587 kg/a,其中家庭垃圾為520kg/a,其它城市生活垃圾為67kg/a。垃圾處理中國資源綜合利用第9期德國目前采取的生活垃圾處理方式除了回收可循環利用的垃圾(包括堆肥外,主要采取熱處理(焚燒、機械和生物處理、填埋等幾種方式。德國擁有世界上最完善的生活垃圾分類收集系統。可回收物質約占生活垃圾產生總量的20% 50%,主要

12、包括輕質包裝材料、塑料、廢紙、橡膠、紙板、織物、玻璃、鋁、鐵、其它金屬、復合材料等。在分類收集后,送入相關的工廠循環利用。可生物降解物質占生活垃圾產生總量的20%60%,主要包括食品垃圾、庭院垃圾、花園修剪垃圾等生物質垃圾,通過生物降解方式進行堆肥或以其他方式處理。殘余物質是除上述垃圾種類之外的生活垃圾,也被稱為剩余垃圾或混合垃圾,主要包括其它的垃圾混合物、砂土、塵土、灰渣等,通過熱處理(焚燒或機械生物處理方式進行處理,最后進行填埋8。4.1填埋處理1992年德國政府頒布了垃圾處理技術標準(TA規定,從2005年6月1日起,進入填埋場的填埋物總有機碳(TOC要小于5%。這意味著填埋的垃圾基本上

13、就是灰渣,即只有經過焚燒或機械、生物預處理的生活垃圾才可以送入垃圾填埋場。由于經過了預處理,德國的垃圾填埋場的數量在迅速減少,填埋量在逐漸下降。1990年德國約有生活垃圾填埋場8273座,到2004年,減為297座,生活垃圾直接填埋年處理量也由1990年的4 410萬t下降到2003年的970萬t。4.2焚燒處理1965年德國只有7臺垃圾焚燒爐,年處理量為71.8萬t,發電量占全國居民用電量的4.1%。1985年,德國的焚燒爐已有46臺,焚燒垃圾年處理量占該年垃圾生產量的30%,約為800萬t左右,產生的電能可供全國人口34%的居民用電。在柏林、慕尼黑、漢堡等大中城市,民用電的10% 17%來

14、自垃圾焚燒。1995年德國垃圾焚燒發電的受益人口已經達到50%。2005年,德國的垃圾焚燒廠數量已經達到73座,總處理規模達1792.2萬t/a,焚燒處理比例超過了55%。在德國的73座垃圾焚燒廠中,日處理能力300t以下的共有12座,合計處理能力為82萬t/a;日理能力為301600t的共有24座,合計處理能力為383.2萬t/a;日理能力6011000t的共有21座,合計處理能力為554.3萬t/a;日理能力1000t 以上的共有16座,合計處理能力為758.4萬t/a。4.3堆肥處理堆肥是德國城市生活垃圾生物處理的一種主要方式。堆肥處理的對象是食品垃圾、庭院垃圾、花園修剪垃圾等可以用于堆

15、肥的生物質垃圾。這些垃圾經過收集后直接進行堆肥處理,使之形成具有一定肥效的物質,進行循環利用。因此,可堆肥的生物質垃圾在德國的垃圾分類中,被列入可回收利用垃圾類中。4.4機械生物處理機械生物處理(MBA技術是通過采用機械、生物或機械和生物混合技術對原始生活垃圾進行處理的綜合處理技術。機械生物處理是德國及其它歐洲城市生活垃圾的一種重要預處理方法。從2005年6月1日起,德國禁止填埋未經焚燒或機械生物預處理的生活垃圾,從而使德國的垃圾處理進入了一個新的時代。機械生物處理技術作為生活垃圾最主要的預處理方法之一,得到了迅速的發展。4.5垃圾處理法規及收費德國有關垃圾處理的核心法律是1994年頒布、19

16、96年生效的循環經濟與垃圾法。德國是世界上垃圾收費制度實施得最有效的國家之一。2004年,德國一個4口之家的生活垃圾收費水平為150230歐元/年,相當于每人每月35歐元,占平均年收入的25。5我國城市生活垃圾處理現狀及政策5.1我國生活垃圾處理現狀目前我國平均每天每人產生0.81.1kg垃圾,并且每年仍以8%10%的速度增長,全國主要城市年產生活垃圾2.0108t左右。預計到2030年將會達到4.09億t,到2050年將達到5.28億t。歷年累積堆存的城市生活垃圾總量更是高達70億t,全國約三分之二的城市被垃圾圍城9。目前國內垃圾處理行業整體仍處于無害化處理的初級階段。到2010年底我國城鎮

17、生活垃圾無害化處理率已達63.5%,其中進行集中衛生填埋、焚燒和堆肥的比例分別為77%、18%和5%(注:占無害化處理總量的百分比。為了實現“減量化、無害化和資源化”的目標,我國城市垃圾主要通過填埋、堆肥和焚燒進行處理。從2003年至今,填埋法垃圾處理別如山等:國內外生活垃圾處理現狀及政策第9期處理垃圾量占總量的比例從85%下降到80%左右。堆肥法對垃圾分類要求較高,處理垃圾時可減容70%左右,但我國垃圾分類做的不到位,導致堆肥垃圾處理量占總處理量的2%以下10。垃圾焚燒技術可有效減少垃圾容量75%以上,并且占地面積少,不易造成污水滲透等污染。此外焚燒垃圾產生的熱量可進行供熱和發電等二次利用。

18、因此垃圾焚燒技術近些年來得到了迅猛的發展,有望成為我國垃圾處理的主流方式。至今我國焚燒垃圾的比例在15%20%之間,與發達國家仍有較大差距。據有關部門預計,2015年我國垃圾焚燒的比重將達到30%,2020年會增加到40%。目前,衛生填埋仍是我國城市垃圾處理的主要方式。2008年,我國城市垃圾無害化處理總量約為10216萬t,其中衛生填埋約為8560萬t,占總量的83.8%;垃圾焚燒152萬t,占總量的14.9%;堆肥處理135萬t,占總量的1.3%。衛生填埋所占比重將逐漸降低,垃圾焚燒法將成為大型城市處理垃圾的首選11。5.1.1垃圾焚燒處理目前生活垃圾焚燒技術在我國正處于快速發展階段。截止

19、到2008年9月,統計全國共建設生活垃圾焚燒廠100座,其中建成56座,在建44座,爐排爐與流化床焚燒廠的規模之比約為60470t31 920t(65%35%,數量之比約為6337。超過70%的生活垃圾焚燒廠集中在我國經濟發達的東部地區。2010年我國城市生活垃圾焚燒設施總處理能力達到48000t/d,年焚燒垃圾1750104t。我國垃圾焚燒爐的二惡英的排放濃度都滿足國家現行排放標準1.0ng-TEQ/Nm3,其中75%達到國際排放標準0.1ng-TEQ/Nm3。5.1.2衛生填埋處理我國垃圾衛生填埋的對象為混合垃圾,因此存在以下缺點12。(1混合垃圾中可以實現資源回收(可回收、可焚燒或可堆肥

20、的組分均被填埋,造成資源的浪費。(2由于我國垃圾填埋前沒有經過分類處理,混合垃圾中水分及有機物含量都很高,造成了大量滲濾液的產生,增加了處理成本。(3混合垃圾衛生填埋會占用大量的空間資源,在場址選擇愈加困難,填埋成本不斷增加的情況下13,我國垃圾衛生填埋進入了瓶頸期。5.1.3垃圾堆肥處理我國20032008年垃圾堆肥處理量及堆肥場數見表1。表120032008年我國垃圾堆肥處理量及堆肥場數由表1可以看出,近年來垃圾堆肥場逐年減少,垃圾堆肥量迅速下降。5.1.4餐廚垃圾處理據統計,目前我國城市餐廚垃圾年產生量超過6000萬t,全國日產餐廚垃圾超過1000t的城市有17座。按目前的33個試點城市

21、來算,單個項目的投資應當在1億2億元,投資至少在20億30億元。如果按國務院提出的50%設區城市初步實現餐廚垃圾分類收運處理目標,總投資預計在100億200億元。5.2我國垃圾處理政策5.2.1上網電價政策根據國家發展改革委關于完善垃圾焚燒發電價格政策的通知(發改價格2012801號,2012年4月10日以后,以生活垃圾為原料的垃圾焚燒發電項目,均先按其入廠垃圾處理量折算成上網電量進行結算,每噸生活垃圾折算上網電量暫定為280千瓦時,并執行全國統一垃圾發電標桿電價每千瓦時0.65元(含稅,下同;其余上網電量執行當地同類燃煤發電機組上網電價。垃圾焚燒發電上網電價高出當地脫硫燃煤機組標桿上網電價的

22、部分實行兩級分攤。其中,當地省級電網負擔每千瓦時0.1元,電網企業由此增加的購電成本通過銷售電價予以疏導;其余部分納入全國征收的可再生能源電價附加解決。5.2.2鼓勵垃圾焚燒政策節能減排綜合性工作方案的通知(國發200715號要求“積極推進城鄉垃圾無害化處理,實現垃圾減量化、資源化和無害化”,“鼓勵垃圾焚燒發電和供熱”,“促進垃圾資源化利用”。中國應對氣候變化國家方案(2007年6月4日明確提出“大力研究開發和推廣利用先進的垃圾焚燒技術”,“鼓勵在經濟發達、土地資源稀缺地堆肥場(座堆肥量(萬t20288-135年份200320042005堆肥場(座706146堆肥量(萬t716730345年份

23、20062008垃圾處理中國資源綜合利用第9期區建設垃圾焚燒發電廠”。全國城市生活垃圾無害化處理設施建設“十一五”規劃明確指出,在經濟發達、城市垃圾熱值較高且土地資源有限的地區,可加大發展垃圾焚燒技術。國務院在2011年4月25日批轉的意見中明確稱,土地資源緊缺、人口密度高的城市要優先采用焚燒處理技術14。5.2.3垃圾收費政策2011年國務院的關于進一步加強城市生活垃圾處理工作的意見出臺,該意見指出,城市垃圾處理收費制度應按照“誰生產、誰付費”的政策有條不紊的實施。5.2.4垃圾處理投資政策全國城市生活垃圾無害化處理設施建設規劃(20112015已進入實施階段。根據該規劃,“十二五”期間我國

24、城市生活垃圾無害化處理設施建設投資總量將達2600億元。而“十一五”期間,垃圾處理行業的總投資僅700多億元。5.2.5餐廚垃圾處理政策2011年3月,國務院常務會議提出到2015年全國城市生活垃圾無害化處理率達到80%以上, 50%的設區城市初步實現餐廚垃圾分類收運處理目標。2011年4月,國務院再次提出,到2015年全國范圍要有超過200個城市建設餐廚垃圾的處理設施。5.2.6垃圾焚燒二惡英排放標準修訂修訂國家已經頒布的生活垃圾焚燒污染控制標準(GB18485-2001中的二惡英排放標準。由原來的1ng-TEQ/Nm3提高到0.1ng-TEQ/Nm3,與國際接軌。5.3發展趨勢“十二五”期間,國內垃圾處理的主要推廣途徑漸漸轉向焚燒處理,迎來了垃圾焚燒的黃金時期。垃圾焚燒設備未來5年的市場總需求約為300億元。我國垃圾處理技術的發展趨勢主要有以下幾點:(1分類綜合處理代替傳統的垃圾處理模式;(2集中產業化處理模式代替分散處理模式;(3全方位的環境保護模式代替但簡單的污染控制模式;(4高科技深入模式代替低水平處理模式。如采用現代化機械進行垃圾分選,應用生物工程技術減低