1、我国目前城市生活垃圾困境
随着我国城市化进程的推进,城市生活垃圾的产生呈现巨大的快速增长态势。据中国城市环境卫生协会2010年统计,我国年产生垃圾总量近10亿吨,其中生活垃圾总量近4亿吨。超过三分之一的城市的垃圾容量和处理能力已经饱和。垃圾围城、异地偷倒垃圾的新闻经常见诸报端。垃圾分类回收不力、废弃物的随意丢弃、缺乏制度管理及奖惩机制、居民垃圾分类意识不足等是影响垃圾处理的重要因素。
2、我国城市生活垃圾收集管理现状
在各个居民区或公共场所放置一定数量的垃圾桶,居民每天将生活中产生的垃圾通过塑料袋放入垃圾桶,环卫部门将垃圾清理装车送入垃圾中转站,再送入垃圾处理公司进行分拣、焚烧或掩埋。这种收集方式简便易行,垃圾处理设备价格,对设施和管理要求较低,被大多数城市广泛采用。但这种垃圾分类方式的弊端也是明显的:里面富集了很多可回收垃圾以及不可分解垃圾,增加了后续垃圾处理难度和成本。
3、我国目前城市生活垃圾处理的主要方法和局限
我国目前城市生活垃圾处理的主要方法有以下几种:填埋、焚烧、堆肥。垃圾填埋曾经是我国生活垃圾的主要处理方式,但这种方法的主要缺点是需要使用大量的土地,由于垃圾降解时间长,这些土地资源将无法在可预见将来被再次使用;同时,有可能对于地下水资源造成污染;而且垃圾的增长量已经远远超过填埋场的设计建设能力。
①中温工艺和高温工艺。温度是影响微生物活性的一个重要因素,以产菌为例,有分别适应低温(15℃)、中温(35℃)、高温(50℃)的种类,但是温度很低时有机物的降解速度太慢,所以常用的是中温和高温工艺。中温工艺温度范围为35~38℃,优点是反应温和,能耗较小,且不容易受到氨氮的;高温工艺温度范围为55~60℃,与中温相比,降解速度较快且产气率较高,但是能耗较高,过程不稳定,受氨氮影响较大。
②湿式工艺和干式工艺。湿式工艺的进料含固率小于20%,整个发酵系统与传统的污泥厌氧稳定化处理技术类似,优点是进料的混合及搅拌比较容易,热交换和物质交换,但在实际运行中,需要对进料进行比较复杂的预处理,包括分选去除硬质垃圾、将垃圾调成匀浆等;干式工艺的进料含固率为20%~30%,其优点是不需要厨余垃圾处理装置进行复杂的预处理过程即可进料,但是需要解决高含固率物体的搅拌和物质交换问题。
③单相工艺和两相工艺。有机物厌氧降解大体上经过两个阶段,即水解酸化阶段和产阶段,其中水解酸化阶段的活性微生物能适应的pH范围为5~8,而产菌的适宜pH范围为6.8~7.5。传统的单相工艺中,水解酸化阶段和产阶段在同一反应器内进行,很容易出现“酸化”现象,影响产气。两相工艺的水解酸化阶段和产阶段分别在单独的反应器内进行,垃圾处理设备厂家供应,可同时满足各自活性微生物的适环境条件,提高了产气的效率。
④序批式工艺和连续式工艺。序批式工艺的运行模式为一次进料后,直接封闭反应器,待反应结束后再清空反应器,进行下一批反应,垃圾处理设备,在不同的处理周期之间需要对反应器进行清洁和消毒。此工艺控制简单,但是所需反应器数量较多,投资、运行成本较高。连续式工艺的运行模式为发酵物连续进入反应器,同时连续取出降解产物,不需要对反应器进行清洁消毒。此工艺对反应器数量需求较少,运行较为简单,但是需要较高的自动化程度。
焚烧处理虽然能解决占用宝贵的土地资源问题,但垃圾焚烧造成的二次污染问题不能得到很好控制,焚烧产生的致癌物质二嗯英(Dioxin)对环境造成不良影响。同时,垃圾焚烧厂的建设费用和运行费用高昂,产生的电能不足以负担起焚烧厂日常费用,地方政府财政负担较大。垃圾中的含氯塑料的不完全燃烧,是空气中二嗯英(Dioxin)的主要来源。
垃圾堆肥也是处理垃圾的一种有效方式,是利用微生物降解有机物从而转化为有用的肥料。既能处理垃圾,又可以再资源化。但我国目前生活垃圾分类不力,垃圾中常常存在粗大垃圾以及不可堆肥化物质,垃圾处理设备厂家销售,加大了堆肥的前期处理难度。同时,生活垃圾用来堆肥,数量巨大,养分不足。长期使用垃圾堆肥肥料容易对土壤和地下水造成污染,限制了堆肥处理推广。