李湛江，彭凌西，覃衛(wèi)星

（1.廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東廣州510170；2.廣州大學，廣東廣州510006）

華南地區(qū)生活垃圾特性及處理技術(shù)路線分析

李湛江1，彭凌西2，覃衛(wèi)星1

（1.廣州市城市管理技術(shù)研究中心，廣東廣州510170；2.廣州大學，廣東廣州510006）

以華南某城市近10 a的生活垃圾監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析了其生活垃圾的組分和特性變化，對2015—2020年華南地區(qū)的生活垃圾成分進行預測，并提出垃圾處理的技術(shù)路線：有毒有害物單獨分類處理、源頭有機易腐物分散處理和集中處理相結(jié)合、發(fā)掘城市礦產(chǎn)使低價值可回收物得到資源化利用、建設(shè)必要的生活垃圾焚燒和衛(wèi)生填埋設(shè)施。

華南地區(qū)；垃圾特性；技術(shù)路線

生活垃圾特性通常分為常規(guī)物理特性（物理組成、密度和含水率等）、焚燒特性（熱值、灰分、可燃物、非金屬類元素含量等）和堆肥特性（垃圾養(yǎng)分含量和重金屬類含量等）。華南地區(qū)由于氣候和居民生活習慣等原因，其生活垃圾具有比較突出的特點。筆者以長期監(jiān)測華南某城市近10 a的生活垃圾特性變化分析為依據(jù)，對今后華南地區(qū)的生活垃圾成分進行預測，并提出垃圾處理全流程的技術(shù)路線。

1　數(shù)據(jù)來源和分析方法

1.1數(shù)據(jù)來源

本生活垃圾成分數(shù)據(jù)來源于華南地區(qū)2004—2013年連續(xù)10 a的抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)。其采樣點均設(shè)在垃圾填埋場卸料平臺，采樣方法、采樣頻率和實驗室指標分析均按CJ/T313—2009進行。

1.2檢測項目和檢測方法

生活垃圾分類收集及衛(wèi)生填埋、焚燒發(fā)電和生物堆肥等處理方式所需的特性參數(shù)共有4大類21項，確定檢測項目和檢測方法見表1。

表1　生活垃圾檢測項目和檢測方法

2　結(jié)果和分析

2.1生活垃圾的物理組成

生活垃圾物理組成主要分成混合類（小于10 mm）、有機易腐物、可回收物、無機物、有毒有害物。從圖1可知，近10 a上述幾類垃圾所占比例變化不大，有機易腐物在振蕩變化中略微變低，占52%～60%。可回收物包括塑料橡膠、紙類、玻璃、金屬、木竹和紡織類，其總量在2007年之前不斷上升，之后基本穩(wěn)定，占42%～46%。無機物總量總趨勢在降低，占1%～3.5%?；旌衔锖陀卸居泻ξ镎急容^低，分別為1%～6.5%和0.01%～0.15%。

圖1　2004—2013年生活垃圾物理組分

可回收物是生活垃圾第2大成分，將其組成細分，見圖2。塑料橡膠在近10 a中逐步上升，達到22%左右，其中塑料占18%～19%。紙類的含量逐步上升，達到10%左右。紡織物為5%～10%。而木竹類占1%～6%。玻璃比例約在2%以內(nèi)，金屬比例約占0.4%。

圖2　2004—2013年生活垃圾可回收物組分

2.2生活垃圾的焚燒特性

由圖3看出，生活垃圾的含水率為48%～53%，10 a水分含量總體在升高。垃圾密度基本保持在300 kg/m3左右。濕基可燃物10 a來上升明顯，從31%上升至35%，濕基灰分呈逐年減少趨勢，從19%降到近年的11%，說明可燃物在穩(wěn)步增長。濕基低位發(fā)熱量平均高于5 000 kJ/kg，近年來有逐步上升的趨勢，完全符合垃圾焚燒方式的熱值要求。從統(tǒng)計結(jié)果看，生活垃圾干基的碳、氫、氧含量平均占65%，生活垃圾干基碳元素的含量較高，平均占34%；而造成潛在焚燒煙氣污染的氮、硫、氯元素含量分別為1.521%、0.221%、0.51%。從圖4所示可燃物的干基元素分析來看，碳元素有所提高，從10 a前的30%升高到37%，而氮元素占比上升幅度最大，由0.86%上升到2.2%，充分說明隨著居民生活水平的提高，食物中攝入的蛋白質(zhì)含量提高幅度較大。氫、氧和氯的含量都有不同程度的上升，而硫的含量有所下降。

圖3　2004—2013年生活垃圾燃燒特性

圖4　2004—2013年生活垃圾可燃物元素含量

2.3生活垃圾堆肥特性

從圖5看出，易腐類垃圾含水率為64%，超出CJJ 52—2014標準要求的范圍（40%～60%）。干基的總氮含量為2%，總磷含量為1.6%，鉀含量為1.20%，有機質(zhì)達到30.0%，達到CJJ 52—2014標準要求的范圍（20%～60%）。碳氮比（C/N）為16.3∶1，略低于CJJ 52—2014標準要求的范圍（20∶1～30∶1）。對易腐類垃圾中5項重金屬元素進行了分析，結(jié)果見圖6。從統(tǒng)計結(jié)果看，生活垃圾干基的汞、砷、鉻、鎘、鉛含量分別是0.563、6.0、114、0.82、111 mg/kg。易腐類垃圾中汞、砷、鉻和鎘的含量低于GB 8172—1987控制標準；鉛超過國家控制標準1.11倍，但整體趨勢在降低，近4 a已經(jīng)低于GB8172—1987控制標準。

圖5　2004—2013年易腐有機物堆肥特性

圖6　2004—2013年易腐有機物重金屬含量

3　華南地區(qū)垃圾成分預測

采用應用較為廣泛的灰色預測模型，其原理是用灰色模型GM（1，1）中的灰色時間序列來進行定量分析和預測。用等時距觀測到的反映預測對象特征，即垃圾組分含量構(gòu)造灰色預測模型，預測2016年和2020年的特征量。實際上是利用2003—2014年垃圾組分變化趨勢，預測出華南地區(qū)2016年和2020年垃圾的組分，見表2。

由表2可以看出，今后5 a內(nèi)華南地區(qū)生活垃圾最大的組分仍然是有機易腐物，含量會略低于50%。隨著生活水平的提高，塑料、紙類和玻璃類成分將會上升，而無機物和混合物類垃圾比例將會有所減少。

表2　華南地區(qū)城市生活垃圾組分預測結(jié)果%

4　華南地區(qū)生活垃圾處理技術(shù)路線分析

4.1有毒有害物單獨分類處理

有毒有害物主要包括各類電池、燈管、過期藥品和化妝品等僅占0.01%，但需要單獨分出處理，可以減少對后續(xù)垃圾各種處理的影響，如大幅減少填埋場的滲瀝液重金屬含量、減輕垃圾焚燒煙氣處理壓力和提高堆肥產(chǎn)品的質(zhì)量等。

4.2源頭有機易腐物分散處理和集中處理相結(jié)合

有機易腐物占垃圾組分的50%，主要來源于家庭廚余垃圾、餐飲店和食堂等餐飲垃圾，具有易腐敗發(fā)臭和傳染疾病的風險。按參與垃圾分類的比例和準確率均達到60%計，則可以使總垃圾量的18%分出來，以減少垃圾進入終端處理設(shè)施填埋和焚燒處理的壓力。有條件的地方應因地制宜，就近使有機易腐物得到無害化和資源化利用，不應經(jīng)過多次轉(zhuǎn)運集中處置。特別是大型農(nóng)貿(mào)水果批發(fā)市場、環(huán)衛(wèi)用地充足的居民小區(qū)可以分散就近處理有機易腐物。沒有條件的社區(qū)，有機易腐物分出來以后則進入相對集中的大型生物質(zhì)廠進行處理。

4.3發(fā)掘城市礦產(chǎn)，使低價值可回收物得到資源化利用

垃圾中可回收物分成2大類，一是高價值可回收物，如金屬、硬紙板和新聞報紙、部分塑料、易拉罐等，絕大部分在源頭就按照市場經(jīng)濟的規(guī)律流向了廢品收購站；另一部分是低價值可回收物，如廢塑料、廢玻璃、廢舊衣服、廢木材等，這幾類物質(zhì)由于單靠市場現(xiàn)有技術(shù)水平，很難有盈利空間，致使其混合后進入了垃圾填埋和焚燒處理設(shè)施，其量將達到垃圾總量的20%左右。這時應發(fā)揮政府的引導作用，將終端處理費前置補貼市場前端收集處理，總體上不增加政府負擔。但必須加強低值可回收物資源利用的無害化監(jiān)管，資源化利用的前提是不以增加環(huán)境污染為代價。

4.4建設(shè)有富余能力的生活垃圾焚燒和衛(wèi)生填埋設(shè)施

如果垃圾分類后以上3大塊垃圾成分能得到有效處理，進入垃圾終端處理的焚燒和填埋設(shè)施的量將減少至62%，前提是垃圾分類的效果和分流處理水平必須穩(wěn)定可靠，可持續(xù)。在相當一段時間內(nèi)，垃圾終端處理設(shè)施的處理能力仍需得到充分保障，特別是填埋庫區(qū)容積要有充分儲備，才有可能應對突發(fā)情況，避免垃圾沒有出路的窘境。

Analysis on the Characteristics of Municipal Solid Waste in South China and Its Disposal Technical Route

Li Zhanjiang1，Peng Lingxi2，Qin Weixing1
（1.Guangzhou City Management Technical Research Center，GuangzhouGuangdong510170；2.Guangzhou University，GuangzhouGuangdong510006）

By analyzing variouscompositionsand characteristicsof municipal solid waste（MSW），the data which collected in the last decade from a city in South China，the future composition of MSW during 2015-2020 hasbeen predicted.A-part from this，a 4-step technical route has been concluded：step 1，poisonous and hazardous waste shall be sorted out and disposed separately；step 2，organic compoundsshall be treated by dispersal or centralized disposal；step 3，the energy of low-valued recyclable substance shall be reused；step 4，necessary facilitiessuch aswaste-to-energy and landfill shall be constructed.

South China；characteristicsofMSW；technical route

X799.3；X705

A

1005-8206（2016）05-0063-03

2015-06-01

李湛江（1972—），高級工程師，主要從事生活垃圾填埋、焚燒、堆肥處置技術(shù)研究；垃圾滲瀝液處理技術(shù)研究；生活垃圾分類管理、資源化利用和減量化技術(shù)研究。