生活垃圾的概念和现状
(一)生活垃圾的概念
生活垃圾,是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。生活垃圾是由居民家庭、城市商业、餐饮业、旅馆业、旅游业、服务业等,以及市政环卫系统、城市交通运输、文教机关团体、行政事业、工矿企业等单位所排出的固体废物。其主要组成包括:厨余物、废纸屑、废塑料、废橡胶制品、废编织物、废金属、玻璃陶瓷碎片、庭院废物、废旧家用电器、废旧家用家具器皿、废旧办公用品、废日杂用品、废建筑材料、给水排水污泥等。生活垃圾的组成、产生量及组分与居民生活水平、生活习性、季节气候、环境条件等因素有密切关系。
生活垃圾是人类生活过程中不可避免的产物,随着社会经济和科学技术的发展,人类对垃圾的认识不断深化,处理方法和手段也在逐步改进和不断提高。
早在公元前9000—前8000年,人类就开始在居住地之外的场所寻找生活垃圾(如贝壳、骨头或碎陶片等丢弃物)的堆放地。到公元15世纪,在欧洲和亚洲的一些城市中已经形成了城市生活垃圾处理系统的雏形,如定期清扫街道、生活垃圾容器化收集以及对感染瘟疫和死亡的动物或人的尸体进行焚烧处理等。
然而随着人类社会的发展,城市化过程不断加剧,垃圾的排放量也迅速增加。大量生活垃圾在居住区周围的简单排放,居民点卫生条件恶化,使居民区的生活环境受到严重破坏,水源污染、疾病流行等事件时有发生。公元1352—1374年,在人口密集的欧洲,由于居住环境恶化引起瘟疫流行,导致了当时2500万人口的三分之一的死亡。1831—1847年,仅仅在普鲁士就有38万人死于霍乱。1892年大约有9000人由于饮用了受到霍乱病毒严重污染的水而失去了生命。
人类在付出巨大的代价之后,逐步认识到妥善处理垃圾的必要性。随着科学技术发展到19世纪中、后期,人类对于细菌和病原体的产生有了突破性认识,同时也认识到生活卫生条件与细菌和病原体的产生及传播密切相关。因此,净化水源、保护居住环境、改善卫生条件等问题开始逐步引起各有关方面的高度重视,人类由此开始了垃圾处理技术工程研究。1876年在英国首先建立垃圾焚烧设施,此后世界各国不断改进垃圾处理技术,到19世纪末,已经开始尝试垃圾焚烧过程中的可用能量和材料的回收。1898年,美国纽约市首先建立了垃圾分选场,使占生活垃圾总重量37%的成分被作为可再次利用的物质得到回收。几乎同一时期,德国的汉堡、柏林和慕尼黑等大城市也开始尝试进行垃圾的分类和回收。1960年以来,随着经济的飞速发展和消费观、需求观的变化,垃圾产生量骤然增多。为了安全有效地处理垃圾,世界各国不仅采用焚烧,而且采用填埋和堆肥等方法对垃圾进行有效处理。
20世纪70年代之后,人类对环境日趋重视,环境检测手段和技术不断提高,由垃圾处理造成的新的环境问题又成为社会各方关注的焦点。如垃圾焚烧炉排放废气中的烟尘、氯化物、硫化物、重金属以及被认为是迄今毒性最大的物质二 英,垃圾填埋场产生的渗滤液等对土壤和水质的污染,使用质量不佳的堆肥产品,或因使用方式不当而造成的重金属污染等,已被列为迫切需要解决的问题。20世纪70年代末,各个发达国家普遍对垃圾的无害化处理给予高度重视,并投入大量资金进行技术开发与研究。进入20世纪80年代以来,人们明确认识到,垃圾问题不仅与物质利用和生产活动有关,也与社会组织生活习惯以及消费行为等密切相关,因此,垃圾问题的解决不可能靠某一项技术或几项工程,只能通过由全社会参与的系统工程逐步实现,其主要目标为实现垃圾减量化、垃圾资源化和垃圾处理无害化。
(二)生活垃圾的现状
1.人口增长与城镇化推进,生活垃圾产生量与清运量不断攀升
伴随我国城镇化水平的提高,城镇人口10年内增速达到35.49%。2000年,我国总人口数为12.95亿人,其中城镇人口为4.88亿人;截至2018年末,我国大陆总人口13.95亿人,其中城镇常住人口8.31亿人,这给城镇生活环境带来了极大压力,尤其是城镇生活垃圾的处理。
根据生态环境部公布的《2018年全国大、中城市固体废物污染环境防治年报》,2017年,202个大、中城市生活垃圾产生量为20194.4万吨,处置量达到20084.3万吨,处置率达99.5%。202个大、中城市中,城市生活垃圾产生量最大的是北京市,产生量为901.8万吨,其次是上海、广州、深圳和成都,产生量分别为899.5万吨、737.7万吨、604.0万吨和541.3万吨。前10位城市产生的城市生活垃圾总量为5685.8万吨,占全部信息发布城市生活垃圾产生总量的28.2%。
图1 2013—2017年全国大、中城市生活垃圾产生量统计及增长情况
垃圾产生量的不断增加导致了垃圾清运量的不断攀升。2009—2017年,全国生活垃圾清运量总体呈现逐年增加的态势。到2017年,全国生活垃圾清运量达到了21521万吨,同比增长5.69%。
图2 2009—2017年全国生活垃圾清运量统计及增长情况
2.生活垃圾处理能力与处理量不断提升
垃圾产量与清运量的不断增加,给生活垃圾处理带来了新的挑战。据前瞻产业研究院发布的《中国生活垃圾处理行业发展前景与投资预测分析报告》统计数据显示,2009—2017年,我国生活垃圾处理能力以及处理量不断提升。如图3所示,2009年,我国生活垃圾无害化处理能力为35.61万吨/日,拥有生活垃圾无害化处理厂567座。截至2017年,我国生活垃圾无害化处理能力达到67.99万吨/日,拥有生活垃圾无害化处理厂1013座。
图3 2009—2017年我国生活垃圾无害化处理能力及无害化处理厂数量统计情况
如图4所示,2009年,我国生活垃圾无害化处理量为11232.2万吨,生活垃圾无害化处理率为71.4%。截至2017年,我国生活垃圾无害化处理量为21034.2万吨,生活垃圾无害化处理率达到97.7%。
图4 2009—2017年我国生活垃圾无害化处理量及无害化处理率统计情况
3.我国目前生活垃圾处理仍以卫生填埋为主
我国生活垃圾无害化处理的方式主要有三种:卫生填埋、垃圾堆肥和垃圾焚烧。2009年,全国城市生活垃圾无害化处理量为11232.3万吨,2016年为19675.8万吨,2017达到21034.2万吨,其中卫生填埋量为12037.6万吨,占比约为57%;焚烧量为8463.3万吨,占比约为40%;其他无害化处理量占比仅为3%,说明目前我国城市垃圾处理还是以卫生填埋为主。
图5 2009—2017年我国生活垃圾无害化处理量结构分布情况
4.垃圾焚烧将成为未来生活垃圾处理的主流方式
由于用地紧张和二次污染等问题的存在,尤其在中国东部等一些经济发达的省份,人口密度大且土地资源紧缺,填埋这种垃圾处理方式的发展已经遭遇了瓶颈。
和传统的堆肥、填埋等处理方式相比,焚烧具有处理效率高、占地面积小、对环境影响相对较小等优点,更能满足城市生活垃圾处理对减量化和无害化的要求。并且焚烧处理的方式还能利用焚烧产生的热能,实现垃圾的资源化,这些优势使得垃圾焚烧处理在近些年逐渐得到了较为广泛的应用与推广。焚烧处理厂的数量从2005年的67座增长到2017年的278座,焚烧处理量由2005年的791万吨增长到2017年的8463万吨,焚烧处理率由2005年的9.8%上升到2017年的40.2%。
图6 2005—2017年中国城市生活垃圾焚烧处理量、焚烧处理厂数量及焚烧处理率统计情况
由于焚烧技术可以最大程度地减少填埋量,减少生活垃圾填埋占用的土地容积;在焚烧过程中可以彻底分解各种有机物,特别是有害有机物,从源头防止这些有机物对环境和人体健康的影响,包括可以避免在有机物降解过程中产生渗滤液、恶臭和温室气体——甲烷;同时还可以在焚烧垃圾的过程中回收一部分热能,如余热发电。因此,焚烧已经成为各个发达国家生活垃圾处理的主要方式。
但与发达国家相比,我国的垃圾焚烧处理比例较低。瑞士垃圾焚烧处理比例高达80%,日本和丹麦分别为73%、70%,而中国仅为40%。在城镇化的不断推进和垃圾“无害化、减量化、资源化”的要求下,垃圾焚烧将是大势所趋。
未来,垃圾焚烧将逐渐成为我国垃圾处理的主流方式,根据《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》,2020年的目标为54%。新增焚烧能力继续集中在东部沿海地区且项目平均规模相对较大,并随之逐步向中西部及二三线城市转移,但项目平均规模有所下降。商业模式上,垃圾焚烧已从传统BOT[1]向DBO[2]、O&M[3]、EPC[4]等延伸,未来将逐步向PPP[5]模式发展,并转战综合环境服务。