葉軍

（天津理工大學(xué) 國際工商學(xué)院，天津 300191）

1 引言

日本作為世界上資源利用率極高的國家之一，自1945年以來，在廢棄物處理與保護(hù)環(huán)境方面大體經(jīng)歷了四個發(fā)展階段：1945-1960年，中心城區(qū)無序的垃圾管理導(dǎo)致各種傳染病等公共衛(wèi)生事件時有發(fā)生，廢棄物管制的重點是提高公共環(huán)境衛(wèi)生。1960-1990年，恰恰是日本經(jīng)濟高速增長、實現(xiàn)工業(yè)化和向后工業(yè)化轉(zhuǎn)型的階段，廢棄物管制重點是治理有害產(chǎn)業(yè)廢棄物排放、焚燒等帶來的環(huán)境公害問題，優(yōu)化生活環(huán)境。1990-2000年，廢棄物管制重點是創(chuàng)新有害產(chǎn)業(yè)廢棄物處理方法，通過減容減量的中間處理（脫水、干燥、粉碎等）、有害產(chǎn)業(yè)廢棄物的無害化處理（廢酸與廢堿中和法、高溫燃燒融化法）、產(chǎn)業(yè)廢棄物的循環(huán)再利用等，大力推進(jìn)廢棄物的再資源化。21世紀(jì)以來，日本明確提出抑制廢棄物的排放、資源循環(huán)再利用和資源的再生利用（簡稱3R原則），全面推進(jìn)循環(huán)型社會建設(shè)。應(yīng)該說，日本在長達(dá)半個多世紀(jì)的廢棄物管制過程中，經(jīng)歷了單一廢棄物處理向廢棄物管理與3R推進(jìn)并重管理的過程。其中，廢棄物回收轉(zhuǎn)運、焚燒的中間處理技術(shù)，以及產(chǎn)業(yè)廢棄物無害化填埋處理技術(shù)的應(yīng)用與推行，非常值得我國借鑒與學(xué)習(xí)。

2 高效的城市垃圾回收轉(zhuǎn)運技術(shù)

日本城市垃圾回收處理廣泛采用“跨區(qū)域管理”模式。即在每一個中心城市設(shè)有垃圾處理廠，負(fù)責(zé)對周邊各個中轉(zhuǎn)站壓縮處理后運送過來的垃圾進(jìn)行處理（或是運輸?shù)教盥裉幚韴?，或者運輸?shù)嚼贌l(fā)電廠進(jìn)行再資源化處理）。應(yīng)該說，中轉(zhuǎn)站技術(shù)在垃圾回收運輸中的突出作用就是提高垃圾收集運輸作業(yè)效率。因為，在城市垃圾廢棄物處理的所有環(huán)節(jié)中，收集運輸成本所占的比重最高。采用中轉(zhuǎn)站技術(shù)恰恰很好地運用了物流系統(tǒng)管理中的“集中化”原理，有效地降低了作業(yè)成本。如圖1所示，如果是每一個垃圾點將垃圾直接運輸?shù)教幚碓O(shè)施的話，其總運輸費是每一個垃圾點長途運輸?shù)教幚韽S的加總。如果采用中轉(zhuǎn)站這一方式的話，運輸總成本等于在中轉(zhuǎn)站所輻射的范圍內(nèi)，每一個垃圾點短途運送到中轉(zhuǎn)站的運輸費總和，加上中轉(zhuǎn)站自身日常運轉(zhuǎn)管理費，再加上從中轉(zhuǎn)站到處理設(shè)施的二次運輸費。通過縮短運輸線路，優(yōu)化整個物流系統(tǒng)，實現(xiàn)了從一般管理到集中控制的本質(zhì)飛躍。

圖1 兩種垃圾轉(zhuǎn)運方式的運輸成本比較示意圖

3 PET瓶的再生資源化技術(shù)與循環(huán)再利用制品技術(shù)

日本對于即將或者已經(jīng)成為廢棄物的處理原則，是按照抑制發(fā)生-循環(huán)再利用-資源再生利用-熱能回收再利用-安全填埋的順序完成。遵循強化源頭治理理念，日本自20世紀(jì)90年以來積極貫徹3R政策，各個利益相關(guān)者遵循法律法規(guī)中規(guī)定的排放與處理基準(zhǔn)進(jìn)行廢棄物管理，國民環(huán)境意識提升，最終填埋量大幅度消減。但是根據(jù)2015年公布的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，在廢棄物排放總量中，包裝廢棄物占到相當(dāng)大的比重。為此政府在2015年結(jié)合廢棄物減量排放績效指標(biāo)，將抑制過剩包裝物進(jìn)入流通環(huán)節(jié)乃至家庭作為管理重點，其中PET瓶的再資源化，成為提升資源循環(huán)資利用、抑制廢棄物排放的突破口。

因此，政府主管部門一方面探討重復(fù)使用容器、容器標(biāo)準(zhǔn)化和容器通用化的可能性，并將上述調(diào)查研究后形成的可行性報告，提供給地方公共團(tuán)體促進(jìn)地方企業(yè)采納，并且繼續(xù)推進(jìn)廢棄容器循環(huán)使用的研究與示范案例復(fù)制推廣的措施；另一方面從技術(shù)支撐層面，大力推廣PET瓶的再資源化與循環(huán)利用技術(shù)。具體包括：

（1）組建專業(yè)化的分類回收系統(tǒng)。這項工作是由市町村區(qū)域內(nèi)居民自發(fā)形成的公益性組織-集團(tuán)回收即由地方性的公益性組織，把日常生活中排放的可回收再利用的廢棄物，如報紙、空瓶等進(jìn)行回收，再統(tǒng)一交給專業(yè)回收拆解企業(yè)，自覺開展資源回收公益活動的群眾性組織來完成，首先剔除瓶中的各種雜物，然后將瓶蓋和瓶上的標(biāo)識撕下，再把瓶子壓扁后集中運送交給回收企業(yè)。由于集團(tuán)回收形式大大降低了政府公共管理成本，故許多城市紛紛給予一定財政援助鼓勵與扶植。PET瓶進(jìn)入回收企業(yè)后處理的基本流程為：PET瓶堆場-簡單地拆解—將顏色材質(zhì)不同的PET瓶分別堆放—粗粉碎機粉碎—細(xì)粉碎機粉碎—瓶蓋、標(biāo)簽拆分—排水處理裝置（清洗、脫水和PET壓成薄片）。

（2）多種再商品化生產(chǎn)技術(shù)的推廣。在PET瓶再利用的各種用途中，具有創(chuàng)新性的是將PET樹脂含量高的單獨挑選出來，采用先進(jìn)的技術(shù)制造出地毯、襯衫、文具和新的PET瓶（洗滌劑瓶、化妝品瓶）等?；蛘邔⒂袃r值的、透明的PET塑料瓶篩選出來，作為樹脂原料采用。也可以將塑料殘渣充當(dāng)化學(xué)試劑再使用，在污水處理中，能夠很好地起到凈化水質(zhì)的作用。

（3）生產(chǎn)高品質(zhì)再生制品技術(shù)的應(yīng)用。一方面探索從PET瓶中提煉再生樹脂，生產(chǎn)不褪色的地毯等紡織品；另一方面是將回收洗凈的PET瓶，用高溫溶解后提煉出的再生樹脂（成分占50%）與化學(xué)成分（占50%），混合制造生產(chǎn)出新型PET瓶投放到飲料市場。應(yīng)該說，這類產(chǎn)品比從原油提煉材質(zhì)生產(chǎn)出的制品節(jié)約資源90%，CO2的排放量消減60%。

另外，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的作用，將行業(yè)性組織—3R團(tuán)體聯(lián)合會的自主行動計劃實施結(jié)果，定期在中央環(huán)境審議會和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)審議會聯(lián)合會議上匯報。并且，為了實現(xiàn)從廠商綠色產(chǎn)品設(shè)計，到消費者選擇環(huán)保產(chǎn)品消費，再到包裝環(huán)保設(shè)計的一攬子計劃順利推行，要求容器包裝規(guī)格必須嚴(yán)格執(zhí)行日本國內(nèi)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會制定的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)該說，多項改革措施的出臺與實踐形成合力，大大降低了容器包裝廢棄物的排放量。

4 高效的城市發(fā)電技術(shù)與安全的城市垃圾焚燒技術(shù)

眾所周知，日本不僅頒布了《資源有效利用法》（2001年），從法律層面正式規(guī)定和推動資源的循環(huán)再利用，而且在實踐中也為了提升城市垃圾與產(chǎn)業(yè)廢棄物循環(huán)再利用水平采取了很多措施。在諸多措施中，積極推廣與采用廢棄物的中間處理技術(shù)最具特色。

（1）防止公害的城市垃圾高效發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用。日本從1960年開始推行城市的垃圾焚燒處理，目前已成為世界上為數(shù)不多的具備先進(jìn)焚燒設(shè)施的國家，全國設(shè)施總量高達(dá)211個。其垃圾焚燒爐按照焚燒方式主要包括：機械爐排焚燒爐、流化床焚燒爐，還有把城市垃圾焚燒成碳灰再利用的煤氣化爐（也稱垃圾焚燒氣化爐）。日本在20世紀(jì)60-70年代初期實施垃圾焚燒處理發(fā)電時，面對的多是低卡路里垃圾。但是近年來隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，城市垃圾呈現(xiàn)種類多樣化、大型化和高卡路里態(tài)勢。為了適應(yīng)這一變化，通過多年來持續(xù)技術(shù)研發(fā)與改造，目前國內(nèi)70%以上的焚燒設(shè)備都是采用世界上最先進(jìn)的機械爐排焚燒爐。當(dāng)然在推廣這一技術(shù)的過程中，為了有效控制一氧化氮排放量，針對不同熱值垃圾分配不同風(fēng)量的燃燒空氣系統(tǒng)技術(shù)也被廣為應(yīng)用。應(yīng)該說，目前日本不僅具有世界上最為先進(jìn)、安全且高性能的尖端環(huán)保技術(shù)，而且能夠最大限度防止公害且具備高效發(fā)電能力的垃圾焚燒爐，在城市垃圾再資源化發(fā)電中廣為采用。

（2）安全的城市垃圾焚燒處理技術(shù)普及。日本在制定城市發(fā)展規(guī)劃時，一般是依據(jù)商圈和住宅布局配置垃圾焚燒爐。在焚燒爐的各項應(yīng)用技術(shù)中，都市垃圾焚燒技術(shù)是最值得信賴的。這類焚燒爐在興建之初，也曾出現(xiàn)許多“鄰避沖突”事件。為此，政府采取聽證會、科普宣傳和一定經(jīng)濟補償?shù)却胧┖婉v地周邊民眾進(jìn)行協(xié)商，商討在干凈整潔的城市或居民住宅區(qū)內(nèi)興建垃圾焚燒設(shè)施，最終獲得民眾的認(rèn)可。例如日本東京就是一個商圈與住宅空間布局交錯的城市。2001年8月在城市住宅高密度的城街中心，澀谷車站附近興建了一座垃圾焚燒處理廠，處理能力達(dá)到200t/d，同時還配置了能夠有效防止有害氣體（如NOx、Sox和二惡英等）排放的公害防治高新技術(shù)設(shè)備。應(yīng)該說位于澀谷地段的這座垃圾焚燒處理廠，在東京都內(nèi)屬于規(guī)模比較小的，焚燒爐采用的是“旋回流化床垃圾焚燒爐”，整個操作是依托中控室的電腦智能操作完成。這一先進(jìn)技術(shù)的推廣與應(yīng)用不僅實現(xiàn)了對煙塵和余熱的充分利用，降低了對大氣環(huán)境的污染，同時還利用氣渦輪發(fā)電機組進(jìn)行發(fā)電，最大發(fā)電功率達(dá)到4 200kw。并將多余電能轉(zhuǎn)賣給東京電力股份有限公司，取得政府、投資方、民眾各方利益相關(guān)者共贏的效果。

5 積極采用新型環(huán)保技術(shù)，解決二惡英帶來的環(huán)境污染

眾所周知，城市垃圾在焚燒過程中會產(chǎn)生SOx、HCI、NOx、粉塵以及二惡英類有害氣體，并形成環(huán)境公害。究其原因主要是由于垃圾未獲得充分燃燒，所以最根本的應(yīng)對措施就是讓垃圾在焚燒爐內(nèi)獲得充分燃燒，從爐內(nèi)就抑制二惡英類物質(zhì)的生成。日本探索官民協(xié)同推進(jìn)路徑，通過各項應(yīng)對技術(shù)以及設(shè)施運行管理措施的出臺與實施，很好地遏制了大氣污染問題。具體包括：

（1）實施產(chǎn)官學(xué)一體化的市場調(diào)查研究與技術(shù)開發(fā)。自1983年不斷見諸于新聞報道的二惡英類化合物事件以來，政府組織專門機構(gòu)開展二惡英類在環(huán)境中的演變動態(tài)和對健康影響的評估，以及對生物生長帶來影響的市場調(diào)查與研究。同時大力研制與開發(fā)廢棄物安全焚燒技術(shù)、污染土壤凈化技術(shù)、二惡英類化合物無害化分解技術(shù)和簡單測定技術(shù)等。

（2）強制實施有害氣體排放管制。自1997年以來，召開了一系列消減垃圾焚燒過程中副屬物二惡英類的學(xué)術(shù)研討會，并匯總“防止垃圾處理副屬物二惡英類發(fā)生指南”、《大氣污染防治法》和《廢棄物處理法》（修訂版）等立法與規(guī)定，對焚燒爐中排放出的粉煤灰中夾帶的二惡英類化合物實施強制性管控。在1993年3月召開的應(yīng)對二惡英類對策部長會議中，制定了“防范二惡英類物質(zhì)對策基本綱要”，該綱要出臺了一系列大幅消減二惡英類排放量的措施。1999年為了防止二惡英類以及其他有害氣體對環(huán)境污染，又制定了《二惡英類管制特別措施法》。該法律制定了二惡英排放管控標(biāo)準(zhǔn)，同時針對污染土壤問題也制定了相應(yīng)對策。

（3）采取氣體冷卻法抑制二惡英再合成。主要是通過袋裝過濾器將冷卻后的氣體過濾，從而將包括粉塵在內(nèi)的二惡英類有害物質(zhì)徹底根除。同時，開發(fā)吸附排放氣體二惡英的活性炭和能夠進(jìn)行分解的催化劑。將這些成熟技術(shù)與管理標(biāo)準(zhǔn)，有計劃有步驟地在新修建和原有焚燒處理廠技術(shù)改造中推進(jìn)。

（4）對全國城市大中小各類焚燒爐開展技術(shù)改造升級工作。通過推廣抑制二惡英等有害氣體排放技術(shù)、消減酸性氣體和粉煤灰再利用等技術(shù)，不僅大大提高了機械爐排焚燒爐整體功能，而且從應(yīng)對控制溫室效應(yīng)、謀求高效的廢棄物余熱發(fā)電技術(shù)視角出發(fā)，更新改造后的新型垃圾焚燒爐具備垃圾燃燒更為充分、垃圾填充量的可控性和定量化、能夠?qū)C械爐排焚燒爐有效冷卻、焚燒爐壁的耐火性能提高、粉煤灰資源化再處理和焚燒爐運行管理控制的智能化等優(yōu)點。日本通過多管齊下的措施，全國的二惡英排放量從1997年的約8 000g.TEQ,降低到2011年的80g.TEQ，2011年與1997年相比減少了約99%。

6 安全完備的產(chǎn)業(yè)廢棄物無害化處理技術(shù)

廢棄物安全處理屬于產(chǎn)業(yè)鏈末端的管理。管理的對象主要是產(chǎn)業(yè)廢棄物中無法回收再利用必須實施安全填埋處理的廢棄物。日本產(chǎn)業(yè)廢棄物處理方法多樣化，特別是針對有害產(chǎn)業(yè)廢棄物處理不僅有減容減量的中間處理（脫水、干燥、粉碎等）、有害產(chǎn)業(yè)廢棄物的無害化處理（廢酸與廢堿中和法、高溫燃燒融化法）、產(chǎn)業(yè)廢棄物的循環(huán)再利用（按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分類篩選法）等，但最具特色的是推行有害產(chǎn)業(yè)廢棄物的無害化安全處理模式。

日本為了能夠?qū)π阅?、形狀各異的有害廢棄物實施安全填埋處理，規(guī)定企業(yè)必須采取穩(wěn)定型填埋場、管理型填埋場和隔離型填埋場等三種填埋處理方式。其中，隔離型填埋場管理的主要是特定固體有害廢棄物，即將經(jīng)過熔析精煉后產(chǎn)生的對人類健康有害重金屬進(jìn)行安全填埋處理。這種填埋場的最大特點就是確保有害物質(zhì)不會泄露，同時雨水也不能滲入或外溢；管理型填埋場主要是針對特定固定有害廢棄物以外的有可能對公共水域或者地下水造成污染，并引發(fā)惡臭、蚊蟲、地下瓦斯爆炸等問題發(fā)生，且對生活環(huán)境造成惡劣影響的廢棄物實施填埋處理。這種填埋場特點在于，填埋過程中設(shè)置了隔水層裝置，能夠?qū)B漏出來的液體進(jìn)行完全回收；穩(wěn)定型填埋場主要是處理產(chǎn)業(yè)廢棄物中的金屬廢料、廢塑料、玻璃、廢陶瓷和橡膠廢料這五類危害性較低廢棄物。該類型填埋場的主要特點在于，這五類產(chǎn)業(yè)廢棄物危害性較低，所以在填埋過程中不設(shè)置隔水層裝置，不進(jìn)行浸出液收集與處理。

綜上所述，日本從技術(shù)層面，一方面最大限度地抑制廢棄物的產(chǎn)生，另一方面對于已經(jīng)產(chǎn)生的廢棄物，通過多樣化的中間處理技術(shù)，實現(xiàn)再循環(huán)使用與再生利用。期望依托先進(jìn)的廢棄物處理與再資源化技術(shù)，穩(wěn)步向循環(huán)型社會這一目標(biāo)推進(jìn)。