前言
有人生活的地方就有垃圾的產生。隨著經濟的發(fā)展、城市規(guī)模不斷擴大、人口高度集中、人民的消費水平的提高,城市垃圾量一直在不斷地增加,垃圾處理和處置的矛盾日益突出,城市生活垃圾已成為世界性的一大環(huán)境問題。
在上個世紀六十年代以來,由于垃圾問題的日益突出,各國均投入了大量的人力、物力、財力進行垃圾處理和處置技術的研究,并取得了一定的成功經驗。目前被廣泛應用的處理處置方法主要有衛(wèi)生填埋、焚燒和高溫堆肥等。由于科技的快速發(fā)展,這些方法日臻完善,但如何在這些方法中選擇出適合不同城市(地區(qū))情況的處理方案還有許多問題需要探討和研究。本文就是作者結合在北京市德國贈款垃圾處理項目中多年的工作經驗,對城市生活垃圾處理方案的選擇進行的一些探討。希望能夠為進行城市垃圾處理方案選擇提供一個較宏觀的啟發(fā)。
方案選擇的因素分析
在城市生活垃圾處理方案選擇中應考慮五個方面的因素:1、城市(地區(qū))概況因素;2、技術因素;3、經濟和財務因素; 4、環(huán)境因素;5、法律、政策因素。在每次進行方案選擇之前都應對這五個因素進行全面、詳細的調查、分析和評價,并在此基礎上選擇出最適宜本地區(qū)情況的方案。
一、城市概況評價
城市概況評價包括:城市基礎數據調查和城市垃圾狀況調查兩方面。
1. 城市基礎數據調查
城市基礎數據調查應針對以下幾方面展開:自然環(huán)境條件(地形、氣候、地質和水文等)、城區(qū)的分布情況、人口的分布和密度、人口的預測和城市發(fā)展預測,以及存在的環(huán)境問題等。
以上的基礎數據對以后處理方案的選擇具有重要的作用。例如:城市垃圾處理設施的布局應根據城市風向、地表和地下水的流向盡量布置在城市下風和下水地區(qū),這樣可以減少處理設施對城市環(huán)境的影響。另外,垃圾衛(wèi)生填埋場的選址應考慮場區(qū)的地質狀況。
2. 城市垃圾狀況調查
通過對城市垃圾狀況的分析,我們可以初步確定選擇衛(wèi)生填埋、焚燒還是高溫堆肥處理方式,以及處理場的處理規(guī)模。
垃圾狀況分析首先應對原有的垃圾資料進行評估。每個城市或地區(qū)在建立垃圾處理系統(tǒng)之前往往都沒有建立完善的垃圾稱重系統(tǒng),垃圾的統(tǒng)計數據都是通過垃圾收集車的車載量進行估算的。這些數據會有一定的誤差。以北京市為例1992年統(tǒng)計數據顯示全市垃圾總產量為430萬噸,這樣可以計算出每天人均垃圾產量為2公斤,這個數字遠遠超過經濟發(fā)展水平與北京相似的其他亞洲城市的垃圾產生率,經過調查最終確定的人均垃圾產量僅為0.78公斤,所以對原有垃圾基礎數據進行調整是非常有必要的。
對原有垃圾產量數據調整的方法是對使用中的各型垃圾收集車輛進行一定數量的抽查稱重,確定出每種類型車輛的實際車載量,并且同時調查各堆放場中各型垃圾收集車每天的清運垃圾的趟數,從而得出垃圾實際產量,再根據一年中垃圾產量變化規(guī)律求出調整后的垃圾產量。
除了了解垃圾產量和人均垃圾產量外,對垃圾成分的調查也是非常重要的。一般情況下都要進行為期一年或更長的垃圾成分調查。
垃圾調查首先應確定采樣點,采樣點的選擇應具有代表性和穩(wěn)定性。同時根據該地區(qū)人口和主要功能區(qū)類型確定采樣的點位和采樣點數量。
垃圾調查時應采用連續(xù)采樣,即每天無論發(fā)生什么情況都要進行采樣。由于垃圾成分的復雜性,每次采樣5-10立方米的垃圾。除對樣品垃圾進行分類和稱重外,還要對垃圾的物理成分和物理性質進行分析。具體的分析方法可參考建設部于1995年發(fā)布的城鎮(zhèn)建設標準:《CJ/T3039-95 城市生活垃圾采樣和物理分析方法》。
在較準確的估算出現有垃圾產量的基礎上,還要對未來的垃圾產量作出一個預測。預測時應考慮三個對未來發(fā)展具有影響的因素:
⑴人口增長量的預測;
⑵經濟增長和消費類型的變化;
⑶資源回收和垃圾減量法規(guī)、政策的發(fā)展。
垃圾調查的結果是垃圾處理設施方案選擇的基礎和成敗的關鍵,如果這一階段的數據偏差過大,在處理設施建成后,將會出現垃圾進量不足或不能滿足本地區(qū)所有垃圾處理的情況,這樣的方案選擇就是失敗的。所以建議在進行垃圾處理設施建設之前一定要投入一定的人力、物力和財力對本地區(qū)垃圾狀況進行詳盡的調查。
二、技術評價
城市生活垃圾處理最終都要達到減量化、無害化和資源化的目的。垃圾處理方式主要有:衛(wèi)生填埋、焚燒和高溫堆肥三種。
1. 垃圾衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋是垃圾的最終處置方法,由于無論采用何種垃圾處理方法,最終都會產生一些殘渣需要加以處理,所以垃圾衛(wèi)生填埋場是垃圾處理方案中必不可少的。垃圾衛(wèi)生填埋場必須具有防止對地下水、大氣及周圍環(huán)境污染的設施,如底部襯層處理、沼氣收集、垃圾滲瀝液及污水處理等設施。衛(wèi)生填埋場底部襯層的防滲系數必須小于10-7cm/s.垃圾衛(wèi)生填埋的優(yōu)點是投資費用較低,缺點是大量占用土地。
2. 垃圾焚燒
焚燒是一種城市垃圾的高溫熱處理工藝。垃圾焚燒具有使垃圾高度減量、無害化和可以供熱、發(fā)電等優(yōu)點,但垃圾焚燒需要的一次性投資比較高,同時焚燒尾氣的二次污染處理工藝復雜,操作和控制的技術要求高。這種方法比較適用于經濟較發(fā)達,垃圾熱值較高,土地較少的地區(qū)。
3. 垃圾高溫堆肥
垃圾高溫堆肥是指在一定的溫度下,對垃圾進行發(fā)酵、生物分解,使垃圾達到無害化的方法。這種方法比較簡單,投資少,并且可以做到垃圾資源化,所以比較受歡迎。但垃圾堆肥的問題是進場垃圾成分需要控制,否則堆肥產品質量將非常難以把握。垃圾堆肥產品銷售也需要有較好的市場機制配合。垃圾堆肥比較適宜垃圾成分中有機質含量較高的地區(qū)。
如果垃圾處理設施距城市的距離較遠,在處理系統(tǒng)中應考慮加入垃圾轉運站,這樣會比直接由垃圾收集車運輸的成本降低許多。
在沒有實施垃圾源頭分類回收的城市(地區(qū)),通過在轉運站建立分選設備和采用人工分揀工位,可以實現資源的回收和再利用(比如分揀出鐵、鋁制品、塑料、玻璃瓶等),減少后段垃圾處理量(比如從可堆肥和可焚燒原料中分離出灰土、磚石等),充分利用垃圾成分(比如將分離出的灰土送到填埋場作為覆蓋土)。
城市生活垃圾無害化處理工藝路線選擇應從本地區(qū)的經濟狀況、自然地理情況以及生活垃圾的組成、熱值和有機質含量等方面綜合考慮。比較典型的垃圾處理工藝路線有四種:
⑴轉運+衛(wèi)生填埋
⑵轉運+焚燒+衛(wèi)生填埋
⑶轉運+堆肥+衛(wèi)生填埋
⑷轉運+焚燒+堆肥+衛(wèi)生填埋
三、經濟和財務評價
由于對垃圾處理的管理通常不是從產品銷售中獲取收入,而是從公共資金和/或通過公共收費制度籌措資金,所以用傳統(tǒng)的商業(yè)項目投資標準來進行經濟和財務評價是不夠的,應以客觀全面的態(tài)度對待,不僅看到它的工程經濟效益,也要看到環(huán)境經濟效益。
就環(huán)境衛(wèi)生領域的項目而言,分財務和經濟進行評估相當于全面決策過程。然而,還必須考慮技術、環(huán)境和組織機構等方面因素的影響,它們往往同財務和經濟上所考慮的問題是相互對立的。建立新的垃圾管理體系,將大大改善衛(wèi)生狀況,減少環(huán)境污染。同時,往往造成處理成本上漲,而新設施所帶來的好處主要是無形的,很難從財務和經濟上補償。
對于公共部門的低收益項目,世界銀行、德國復興信貸銀行和其它金融機構建議采用平均增量成本(動態(tài)單位成本)的方法進行評估。通過合理假設和一些限定條件把成本與同一時間內項目的處理量聯系起來,再通過對每個備選方案以及延續(xù)現狀的平均增量成本進行比較,確定最小成本的方案。
在取得不同方案的平均增量成本后,就可以與其技術性能和環(huán)境影響一起做綜合評價,從而確定實施方案。
垃圾物理成分:
有機物 塵土 紙 塑料、橡膠 金屬 玻璃 其他
垃圾物理性質:
容重 含水率 熱值 灼燒失重
在較準確的估算出現有垃圾產量的基礎上,還要對未來的垃圾產量作出一個預測。預測時應考慮三個對未來發(fā)展具有影響的因素:
⑴人口增長量的預測;
⑵經濟增長和消費類型的變化;
⑶資源回收和垃圾減量法規(guī)、政策的發(fā)展。
垃圾調查的結果是垃圾處理設施方案選擇的基礎和成敗的關鍵,如果這一階段的數據偏差過大,在處理設施建成后,將會出現垃圾進量不足或不能滿足本地區(qū)所有垃圾處理的情況,這樣的方案選擇就是失敗的。所以建議在進行垃圾處理設施建設之前一定要投入一定的人力、物力和財力對本地區(qū)垃圾狀況進行詳盡的調查。
城市生活垃圾處理最終都要達到減量化、無害化和資源化的目的。垃圾處理方式主要有:衛(wèi)生填埋、焚燒和高溫堆肥三種。
1. 垃圾衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋是垃圾的最終處置方法,由于無論采用何種垃圾處理方法,最終都會產生一些殘渣需要加以處理,所以垃圾衛(wèi)生填埋場是垃圾處理方案中必不可少的。垃圾衛(wèi)生填埋場必須具有防止對地下水、大氣及周圍環(huán)境污染的設施,如底部襯層處理、沼氣收集、垃圾滲瀝液及污水處理等設施。衛(wèi)生填埋場底部襯層的防滲系數必須小于10-7cm/s.垃圾衛(wèi)生填埋的優(yōu)點是投資費用較低,缺點是大量占用土地。
2. 垃圾焚燒
焚燒是一種城市垃圾的高溫熱處理工藝。垃圾焚燒具有使垃圾高度減量、無害化和可以供熱、發(fā)電等優(yōu)點,但垃圾焚燒需要的一次性投資比較高,同時焚燒尾氣的二次污染處理工藝復雜,操作和控制的技術要求高。這種方法比較適用于經濟較發(fā)達,垃圾熱值較高,土地較少的地區(qū)。
3. 垃圾高溫堆肥
垃圾高溫堆肥是指在一定的溫度下,對垃圾進行發(fā)酵、生物分解,使垃圾達到無害化的方法。這種方法比較簡單,投資少,并且可以做到垃圾資源化,所以比較受歡迎。但垃圾堆肥的問題是進場垃圾成分需要控制,否則堆肥產品質量將非常難以把握。垃圾堆肥產品銷售也需要有較好的市場機制配合。垃圾堆肥比較適宜垃圾成分中有機質含量較高的地區(qū)。
如果垃圾處理設施距城市的距離較遠,在處理系統(tǒng)中應考慮加入垃圾轉運站,這樣會比直接由垃圾收集車運輸的成本降低許多。
在沒有實施垃圾源頭分類回收的城市(地區(qū)),通過在轉運站建立分選設備和采用人工分揀工位,可以實現資源的回收和再利用(比如分揀出鐵、鋁制品、塑料、玻璃瓶等),減少后段垃圾處理量(比如從可堆肥和可焚燒原料中分離出灰土、磚石等),充分利用垃圾成分(比如將分離出的灰土送到填埋場作為覆蓋土)。
城市生活垃圾無害化處理工藝路線選擇應從本地區(qū)的經濟狀況、自然地理情況以及生活垃圾的組成、熱值和有機質含量等方面綜合考慮。比較典型的垃圾處理工藝路線有四種:
⑴轉運+衛(wèi)生填埋
⑵轉運+焚燒+衛(wèi)生填埋
⑶轉運+堆肥+衛(wèi)生填埋
⑷轉運+焚燒+堆肥+衛(wèi)生填埋
由于對垃圾處理的管理通常不是從產品銷售中獲取收入,而是從公共資金和/或通過公共收費制度籌措資金,所以用傳統(tǒng)的商業(yè)項目投資標準來進行經濟和財務評價是不夠的,應以客觀全面的態(tài)度對待,不僅看到它的工程經濟效益,也要看到環(huán)境經濟效益。
就環(huán)境衛(wèi)生領域的項目而言,分財務和經濟進行評估相當于全面決策過程。然而,還必須考慮技術、環(huán)境和組織機構等方面因素的影響,它們往往同財務和經濟上所考慮的問題是相互對立的。建立新的垃圾管理體系,將大大改善衛(wèi)生狀況,減少環(huán)境污染。同時,往往造成處理成本上漲,而新設施所帶來的好處主要是無形的,很難從財務和經濟上補償。
對于公共部門的低收益項目,世界銀行、德國復興信貸銀行和其它金融機構建議采用平均增量成本(動態(tài)單位成本)的方法進行評估。通過合理假設和一些限定條件把成本與同一時間內項目的處理量聯系起來,再通過對每個備選方案以及延續(xù)現狀的平均增量成本進行比較,確定最小成本的方案。
在取得不同方案的平均增量成本后,就可以與其技術性能和環(huán)境影響一起做綜合評價,從而確定實施方案。
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