清華大學環境科學與工程系教授聶永豐在2010城市發展與規劃國際大會期間,發表了《低碳經濟下的垃圾處理》的主題演講。聶永豐認為,人類活動必定產生垃圾。當人口相對較少和游牧時,這并不是一個主要問題,但是伴隨城市化就變成嚴重問題。垃圾管理不善會導致水體、土壤和大氣污染,并會對公眾健康造成重要影響。
低碳經濟下的垃圾管理
低碳經濟,指一個具有溫室氣體(GHG)排放到生物圈最小釋放量的經濟體系。聶永豐表示,低碳經濟意味著低能源消耗,低污染,低排放,是人類除農業和工業文明外的又一的重大進步,高效能源利用和清潔能源的利用,是技術和機制創新,是人類的生存觀念的根本轉變。
聶永豐介紹,隨著科學技術的發展,對產生量不斷增大的生活垃圾的處已經變成為一個有組織的、專門和復雜的活動——“城市生活垃圾管理”。意思是指生活垃圾的收集、運輸、回收和處理、處置,并包括對這一系列運營活動及垃圾填埋場善后工作的監管。低碳經濟下的垃圾管理原則包括減量化、資源化、無害化。而垃圾管理戰略,首先是盡可能避免產生;其次是盡可能進行回收利用;可生物降解的有機物進行堆肥處理或厭氧消化處理,有機垃圾的循環利用屬于回收利用范疇;再次盡可能對可燃物進行焚燒處理;最后是對不能進行其他處理的垃圾進行填埋處理。一共由5個環節組成,不能只強調其中任何一個,也不能缺少任何一個。
聶永豐說,IPCC(國際政府間氣候變化工作組)認為:廢物管理在導致全球氣候變化的溫室氣體排放量中所占比例中很小(<5%),這些排放的主要來源于垃圾填埋場。它接著指出可以提供有效的防治范圍溫室氣體排放量減少或消除對堆填區排放的重點。
回收能源的垃圾被焚燒確定為填埋一種替代戰略,聶永豐表示,這是因為這既能避免垃圾填埋場產生的溫室氣體排放量,又可以作為可再生能源和取代化石燃料。就溫室氣體減排成本而言,垃圾填埋是最便宜的選擇,但也是溫室氣體排放的最大來源。與此相反,高成本是發展垃圾焚燒發電(供熱)的障礙。然而,報告確定了一系列政策和措施,不同的國家采取采取多種措施以克服這一障礙。這些措施包括諸如建設補助和稅收減免,電力以及通過稅收或禁止不鼓勵使用的垃圾填埋場的間接支持的直接支持。
德國和歐盟的實踐及經驗
聶永豐介紹,德國和歐盟把分類收集、提高垃圾回收利用率、減少剩余垃圾量作為主要戰略目標。例如德國,鑒于含可降解有機廢物的垃圾填埋場產生大量難以處理的高濃度滲濾液和溫室氣體,頒布填埋指令,禁止有機物<5%的垃圾填埋。用焚燒和MBT(機械生物處理)兩種現代化處理方法取代直接填埋。2007年,德國有66個MBT(機械生物處理,與我國垃圾綜合處理場類似)廠,處理能力710萬噸/年;焚燒廠72個,處理能力1790萬噸/年。剩余垃圾的焚燒、MBT和直接填埋率分別為60.67%、 24.07%和15.26%。德國的經驗是禁止原生垃圾填埋,資源回收、焚燒回收能量、殘余惰性物填埋處置是解決生活垃圾難題的最優戰略方案。再如歐盟,三十多年來,歐洲國家一直面臨著生活垃圾產生量隨經濟發展同步增長的問題。在不斷探索的基礎上,發展了如下的管理理念:盡可能避免和減少垃圾的產生,盡可能對產生的垃圾進行回收利用,盡可能提高垃圾處理過程中產生的能源利用率;減少垃圾填埋量。并立法禁止原生垃圾直接填埋,垃圾焚燒發電和資源回收利用,成為其實現上述管理目標的最優戰略選擇。回收利用和WtE的廢物越多,對減少溫室氣體凈排放量越明顯。
我國生活垃圾處理及回收
在談及我國生活垃圾處理及回收利用現狀時,聶永豐說,我國的城市生活固體廢棄物管理體系實際上是由商業部負責的再生資源回收利用系統和住房城鄉建設部下屬的環衛部門組成的。廢紙、廢紙版,廢塑料,廢金屬等價值較高的廢品基本得到回收,廢玻璃的回收稍差。生活垃圾中雖然含有部分塑料袋和廢紙,但回收價值很低。
聶永豐表示,我國建國后曾經建有高效的國營廢品回收體系,凡是可利用的再生資源,如廢電池、牙膏皮等,都被分門別類收走。但是,隨著計劃經濟向市場經濟轉型,國營廢品收購站大大減少,代之以進城的農民和城市無業人員自行組織收集,其收購品種受市場調控,存在很多問題。近幾年來,商業部和發改委加強建立再生資源回收體系,在一些大城市基本形成較好的廢品回收體系。一些城市初步建成以城市社區回收站點為基礎,集散市場為核心,加工利用為目的的三位一體的廢舊物資回收利用網絡體系。以北京為例,2005年北京市共有回收站點3090個(固定回收站點1896個、流動回收站點1194個)。已建成廢舊物資集散市場120多個;有工商營業執照、正常經營的廢品集散市場約24個,回收總量約占全市回收總量的40%。年回收量439萬噸,年交易額21.5億元
生活垃圾處理技術路線
聶永豐介紹,我國生活垃圾處理有資源化價值不大;難以處理;運輸、處理過程易產生大量滲濾液;易產生大量溫室氣體和臭味氣體;水分含量高導致熱值偏低;分選困難等特點。我國生活廢棄物中價值高的可回收廢品多數通過產生源內分類已基本得到回收,但需要改進在垃圾收集點的的廢品分揀回收。無論從資源或減緩氣候變化看,資源化是一種理想的最佳的方案,但并非所有的廢物都能以環境友好的方式被回收利用。如果在目前的技術、經濟條件下資源化方案難以得到實施,則必須對所剩余的垃圾進行有效的環境無害化管理。垃圾分類需要要結合中國實際情況,既要關注規范在垃圾收集點的殘留廢品肺熱回收,更要認真解決我國垃圾無害化處理的難點:降低剩余生活垃圾的可生物降解有機物含量和水分含量。對于生活垃圾處理難題,各國采用了多種模式。如德國可以從農村以及部分環保覺悟高的人群進行試點;美國廚余破碎進入下水道;韓國以干濕垃圾分開為主要目標的分類收集;日本以減少廚余中水分,控制生活垃圾水分作為管理目標。
聶永豐介紹,生活垃圾可以通過生物處理,分類收集的家庭廚余、單獨收集的餐廚垃圾和園林廢物等有機可生物降解有機廢物, 可用于作為生物處理(好氧堆肥和厭氧產沼)的原料。可以通過綜合處理,混合垃圾堆肥,或以堆肥為主的綜合處理,已被國內外的實踐證明是沒有出路的。必須改變觀念,將其視為一種預處理手段。粗堆肥產品可作為營養土或送填埋場;分選出的篩上物(塑料等),可作為替代燃料進入城市附近大型水泥廠的新型干法水泥窯處理,或送焚燒廠。
聶永豐說,我國城市化發展速度很快。許多地區,特別是東部沿海地區的許多城市,人口密度高,經濟發展水平高、土地資源非常寶貴,難以不斷找到可供垃圾填埋的場址。對于人口密度高、土地資源緊張、生活垃圾熱值滿足要求的地區,焚燒處理必然會逐步發展成為這一地區生活垃圾處理的重要手段。另一方面,填埋仍將是我國垃圾處理的主要技術,但需應通過必要分類和預處理,逐步減少進入衛生填埋場的生活垃圾量,特別是有機物數量。大型無害化衛生填埋場場,應回收LFG加以利用。小型垃圾處理廠,宜采用準好氧填埋方式,減少溫室氣體排放。
最后,聶永豐表示,發展基于半好氧或好氧生化反應器填埋的可持續使用的填埋場,可能是解決當前垃圾危機的一種選擇。