国内外垃圾分类的经验城市垃圾处理方式与国外有何区别

我家乡所在的那个地方几乎就是采用焚烧和填埋的方式,这样几十年后,百年后会变成什么样?在网上没有查到关于垃圾处理的有效方法,求回应。
其实问题很简单,这个在行业内早已形成共识:首先,垃圾的有效处理方式就是焚烧;其次,为了解决垃圾热值低的问题,必须把厨余垃圾分出来。――――――――――――不要老是抱怨国民素质差,也不要抱怨我国对垃圾分类立法不作为,国情就是这样,雾霾就够环保部门头疼的了,哪有这么多钱搞垃圾分类!PS:关于二噁英,燃烧温度高于850度,其便会分解,所以这不是问题;垃圾焚烧电厂面临的主要问题还是垃圾水分含量太高,导致热值太低;此外还有恶臭味,所以厂房里要维持微负压状态,所有恶臭源都会装设吸风罩,避免焚烧厂周边气味太重
要回答好这个问题不容易。因为垃圾处理的过程非常复杂,只要涉及其中任何一个稍微细节性技术性的问题,非一篇论文的篇幅不能解释清楚。我目前在一家法国的提供全方位环境服务的公司工作,工作的领域又正好是垃圾处理,看到上面一些国内行业内的前辈们说出了他们的所见所想,有所启发,在此也斗胆说上几句,既是抛砖引玉,也是为我自己梳理思路。若恰好还能给大家提供一些新的视角,那就算是意外收获了。&br&&br&请大家看下面这张图,它几乎完整地涵盖了垃圾处理的整个流程,之所以说复杂,就是因为这其中的任何一个环节都大有文章。为了切合问题中的中外比较,我下面将稍微就垃圾的收集 - 运输 - 处理进行以点概面地中外比较。&br&&img src=&/ddb91a353d6c037a318d3ec_b.jpg& data-rawwidth=&1045& data-rawheight=&744& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1045& data-original=&/ddb91a353d6c037a318d3ec_r.jpg&&&br&城市垃圾属于上图中的最上端的&市政垃圾&,需要通过统一的收集以便后续的分类和处理。在垃圾收集方面,中国的做法和我目前所在的欧洲差异很大,这种差异体现在对垃圾种类的划分上,原因既有理念上的,也有社会结构上的。大家或许以为国内的垃圾分类回收做得非常差,其实不尽然。我在杭州上大学时,参与了杭州市市政府牵头的市政垃圾分类计划。具体内容是,在实施全市范围的垃圾分类前,先划出部分区域进行局部试点,然后由我们对试点的效果进行跟踪和分析,再提出整改的方案。相比日本新居浜等市将垃圾分为八类(可燃烧垃圾、不可燃烧垃圾、塑料容器和包装、瓶和罐、有PET标识的塑料瓶、废纸类、有害垃圾和大型垃圾),在这次试点中,杭州市仿效欧洲国家的分类标准,将垃圾分成了四类 : 废纸废玻璃制品(可回收制品),废旧的电子产品(有毒有害制品),厨余垃圾和其他。然后,在我们随后的调查中发现,回收可回收制品和有毒有害制品的垃圾桶里常常空空如也。原因在于,国内有一个专门&收破烂&的职业,他们有偿地上门回收报纸酒瓶和废旧电器,实质上反向促使了居民自发地进行了垃圾进行了&区别对待&。既然这些垃圾有实际的经济价值,自然就不会出现在小区的垃圾桶中。所以,在对上述废弃物的收集上,中国的情况其实是乐观的。然而,我们有时仍会看到,一些环卫工人在装车时将已经分好类的垃圾混在一起一同装车,此中的原因,实际上是因为垃圾回收中心缺乏足够的资源回收设备,导致了明明垃圾已经分好了,却没有能力单独处理,这点我们后面再说。&br&&br&一旦垃圾收集好了,便需要运送到专门的分拣中心进行分拣处理,在那里,分拣机器和工人将把垃圾中可回收的部分集中起来,堆成一堆,将不能回收的堆成另一堆,进行填埋处理,或者集中起来用于焚烧发电。在垃圾运输的环节中,欧洲的国家除了采用一辆垃圾车搭乘一两名环卫人员的人工收集汽车运输的方式外,还为一些市中心的垃圾集中堆放点配备了一套非常先进的真空运输管道,即在地下埋好垃圾运输管道,管道的出口直接连接垃圾场或垃圾分拣中心,管道的入口则做成垃圾桶的形状,安放在市中心内。这样,一旦有路人向垃圾入口处投放垃圾,垃圾将通过真空被抽送到分拣中心,省去了人工运输的环节,既卫生,也安全。据我说知,早期苏伊士环境集团把这套方式带到了澳门,2008年广州又斥资3亿元建成了号称世界上最大的垃圾收集地下管网(至今仍未正常运行),大家如果感兴趣,下次经过澳门或广州白云区金沙洲小区时可以稍微留个心。&br&&img src=&/d7bea0aa37ae37b01faa2c0_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&335& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/d7bea0aa37ae37b01faa2c0_r.jpg&&&img src=&/600c1578bfb18e63ba5d492c_b.jpg& data-rawwidth=&448& data-rawheight=&299& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&448& data-original=&/600c1578bfb18e63ba5d492c_r.jpg&&垃圾从居民家中被收集运输到垃圾分拣中心后,需要考虑的就是如何尽最大可能地进行资源回收。对于因为技术或经济方面的问题而无法进行回收的,则要进行直接填埋和焚烧后的填埋。注意,欧洲国家之所以能够达到非常高的回收利用率,除了前端垃圾分类的观念根深蒂固外,分拣中心的高效分拣能力也不容小觑。因为理论上,在不考虑时间成本和人力成本的情况下,分拣中心的任何垃圾都可以做到完全筛选的。而欧洲国家的垃圾分拣中心,则在分拣成本和垃圾回收的利润平衡上,取得了更佳的平衡点,才获得了如今良好的垃圾回收现状。这个环节在这里我不进一步展开了,只提一个小的细节 : 塑料瓶虽然理论上可以百分之百地回收,但塑料瓶上的标签,塑料瓶盖和塑料瓶身因为采用的塑料材质不同,是无法混在一起进行回收处理的。分拣机器目前无法实现拧开瓶盖和撕下标签的操作,于是这个步骤,就必须分拣工人通过人手完成。这个状况,在欧洲也是一样的。所以我希望,大家下次在丢弃塑料瓶时,不妨顺手拧开瓶盖,倒干里面的液体,撕下标签,压瘪瓶身后再投入垃圾桶内。这些小小的动作不仅能显出你的高素质,还能极大程度地减轻分拣工人们的工作量,实在功德无量。&br&&br&垃圾的最终去向其实是可以很多样的,问题中既然只提到了填埋和焚烧,下面我也就只稍微谈谈这两种方式。填埋是对那些无法在经济和技术上进行回收的垃圾进行的一种较为低廉的处理方式。我之所以一再强调经济和技术的平衡,是因为在理想情况下,很多垃圾是完全可以通过一种更加高昂的方式进行更加彻底的处理和回收的,此时,经济上的可行性便成为了唯一的制约因数。这也是为什么政府会对一些垃圾处理的公司进行经济上的补贴,并非仅仅是对他们在主动担任环境保护责任上的褒奖,更多的是它们的处理方式在成本上更为昂贵。在其中,就包括垃圾焚烧。就我个人观点,垃圾焚烧是目前较好的垃圾处理方式,一来它能尽最大可能地减小垃圾的体积,减轻填埋的负担,二来它能产生热,而热能是可以回收或转换为电能进行回收的。此外,如果垃圾焚烧发电厂的环境管理做到位了,是完全可以做到把污染物的排放量控制在不破坏周围环境的指标下的 (我目前工作的两家位于法国南部的垃圾电厂就都做到了这一点,它们这样的传统观念中的污染大户甚至一直是周围其他化工厂的环境保护典范)。当然,也不要忘记,垃圾在经过焚烧后,仍会残留少许废弃物,而这些废弃物最后仍然要通过填埋的方法进行处理。但经过焚烧后,垃圾只剩下了当初15-20%的质量和4-5%的体积,这对大大节省填埋场的容量和使用寿命,是非常有价值的。&br&&br&&p&终上所述,中外在垃圾处理技术上的差距并没有那么大,我们自己的技术达不到,可以多花点钱买别人好的先进的技术。&b&但民众对从前端垃圾的产生和分类,到末端垃圾处理&/b&&b&概念上的普及和&/b&&b&观念上的调整,以及从业者在垃圾处理的过程中实施更为高效科学的管理,同时政府保证相应法律法规的完善和监察,如此集三方之合力,才是目前中国环境问题的解决之道。&/b&&/p&
要回答好这个问题不容易。因为垃圾处理的过程非常复杂,只要涉及其中任何一个稍微细节性技术性的问题,非一篇论文的篇幅不能解释清楚。我目前在一家法国的提供全方位环境服务的公司工作,工作的领域又正好是垃圾处理,看到上面一些国内行业内的前辈们说出了…
知乎首答,多图预警。没有注明具体出处的图片均来源于网络或答主拍摄。&br&&br&之前各位答主林林总总的阐述了垃圾的收集、转运以及垃圾的处理与处置的方法。作为一个环境工程专业学生,我想再稍微系统一点的说明一下,继续抛砖引玉。&br&&br&&br&&b&1.城市垃圾简介&/b&&br&&b&1.1. 垃圾是什么&/b&&br&首先,城市垃圾属于固体废物的一种,让我们先来看看有关垃圾的定义:&br&&br&&人类一切活动(包括生产与生活)过程产生的、对原过程已不再具有使用价值而被废弃的固态或半固态物质,统称为固体废物。各类生产活动中产生的固体废物俗称废渣;生活过程中产生的固体废物则成为垃圾。“&br&——《环境工程学》&br&&br&&‘Waste’ means any substance or object which the holder discards or intends or is required to discard.&&br& ——European Commission Waste Framework Directive of (2008)&br&&br&&b&1.2. 垃圾从哪来&/b&&br&我们每天产生的垃圾/废物来源大概是:&br&&br&- 日常生活垃圾(市政垃圾, Municipal Solid Waste)&br&- 工业及商业活动产生的废物与垃圾(含危险废弃物)&br&- 园林、农业及食物残余&br&&br&&b&1.3. 垃圾到哪去&/b&&br&对上面这些垃圾/废物需要进行&b&&u&收集&/u&、&u&转运&/u&、&u&处理&/u&乃至&u&最终处置&/u&&/b&。&br&&br&最终处置一般是填埋和资源化利用,而垃圾处理方法大概有以下四类:&br&&br&- &u&生物法&/u&:堆肥、厌氧消化等&br&- &u&热处理法&/u&:焚烧、流化床等&br&- &u&高级热处理法&/u&:气化法、热解法等&br&- &u&机械处理法&/u&:机械生物处理法(MBT)、机械加热处理法(MHT)等&br&&br&&b&2.我国城市垃圾管理现状&/b&&br&&br&&b&2.1. 我国垃圾的产生&/b&&br&&img src=&/c08ecbbfeb55_b.jpg& data-rawwidth=&1105& data-rawheight=&318& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1105& data-original=&/c08ecbbfeb55_r.jpg&&&img src=&/d8d2deb026ea8_b.jpg& data-rawwidth=&946& data-rawheight=&359& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&946& data-original=&/d8d2deb026ea8_r.jpg&&&i&Figure 1-中国垃圾产生及清运相关统计数据(OECD,2013)(中国国家统计局,2013)&/i&&br&&br&从&i&Figure 1&/i&可见,在2006年,中国城市人口为5,7706万人,中国市政垃圾产生量是2,1210万吨(China Statistical Yearbook, ), 人均垃圾产生量为0.7kg/day,清运量是1,4841万吨(中国国家统计局, 2013)。中国的城市垃圾成分和一些其他国家的垃圾成分可见&i&Table 1,&/i&各个国家的消费习惯和垃圾处置的理念有差异,垃圾的成分也有差异,下表中主要列出了有机物、纸类制品、塑料、玻璃制品、金属、纺织物、木头、灰渣以及建筑材料等个成分的比例。&br&&img src=&/9ccaf2cb7b9c6a8d3b6709_b.jpg& data-rawwidth=&1433& data-rawheight=&545& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1433& data-original=&/9ccaf2cb7b9c6a8d3b6709_r.jpg&&&i&Table 1-中国和一些其他国家的垃圾构成(Zhang et al., 2010)&/i&&br&&br&&br&&b&2&/b&&b&.2. 我国垃圾的收集和转运&/b&&br&&i&&img src=&/737d5b68b_b.jpg& data-rawwidth=&3264& data-rawheight=&2448& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&3264& data-original=&/737d5b68b_r.jpg&&Figure 2-典型中国城市使用的分类垃圾箱&/i&&br&&br&&i&Figure 2&/i&所示的分类垃圾箱是答主在一处公园里拍摄的,其属于我国目前城市中普遍设置的垃圾箱,它将垃圾分成了可回收和不可回收类进行分别收集。但其实日常生活中分类的效果并不理想。&br&&img src=&/09ea812507_b.jpg& data-rawwidth=&1279& data-rawheight=&880& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1279& data-original=&/09ea812507_r.jpg&&&i&Figure 3-分类垃圾箱的可回收和不可回收箱所收集的垃圾(左为可回收,右为不可回收)&/i&&br&&br&Figure 3所示是上图Figure 2中的分类垃圾箱两侧所收集的垃圾,可见其中所收集的垃圾并没有什么区别,两侧都含有果皮、包装等,基本没有达到分类收集的目的。故我国目前沿用的主要还是传统的垃圾不分类统一混合收集,通常社区内的垃圾会由社区或者物业进行统一转运至社区级中转站(Figure 4)&br&&img src=&/9373baed82b841ddac9bbdbdde58260f_b.jpg& data-rawwidth=&1107& data-rawheight=&823& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1107& data-original=&/9373baed82b841ddac9bbdbdde58260f_r.jpg&&&i&Figure 4-社区级垃圾中转设施&/i&&br&然后由政府主导的机构(环卫部门)以及指定企业进行转运,&i&Figure 6&/i&就是一次垃圾转运过程,由三轮车分别收集的的垃圾一起被装载到垃圾压缩车中,这些被预压缩的垃圾将由垃圾压缩车运送到垃圾填埋场进行填埋作业。由图中可见,不管是社区中转站还是垃圾压缩车都没有对垃圾进行分仓装载,所以,纵然有些社区使用了&i&Figure 5&/i&图中所示的垃圾分类,可是由于下游收集转运乃至处理过程不完善,还是达不到垃圾分类处置的目的。&br&&img src=&/53ef25fb4_b.jpg& data-rawwidth=&1111& data-rawheight=&677& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1111& data-original=&/53ef25fb4_r.jpg&&&i&Figure 5-某社区中的我国标准四类垃圾分类收集垃圾箱&/i&&br&&br&&br&这种传统的方式已经满足不了我国飞速发展的状况,以答主所在地辽宁沈阳为例,沈阳市9个区每天产生7192吨垃圾,全部由两座设计负荷总和为3500吨的垃圾填埋场进行处置,已经远远超出了设计处理能力(&a href=&///?target=http%3A//-hw.net/html/china/89.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&沈阳老虎冲生活垃圾焚烧发电厂明年开建&i class=&icon-external&&&/i&&/a&)。&br&&img src=&/85495ffa048fae4cdcae3_b.jpg& data-rawwidth=&812& data-rawheight=&501& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&812& data-original=&/85495ffa048fae4cdcae3_r.jpg&&&i&Figure 6-垃圾的转运&/i&&br&&br&此外,还有一种垃圾收集方式在中国境内占据了很大的比例,那就是拾荒者和废品收购站。这是一种我国比较独特的产业,这个群体和产业的存在在一定程度上解决了很大一部分我国垃圾分类回收来进行资源化的问题。很多人在有大宗的有回收价值的垃圾/旧物时都会选择出售给废品回收人员,再由他们进行分类然后运送至下游产业,让这些物资重新进入市场流通。&br&&img src=&/4cef49f9b4fa_b.jpg& data-rawwidth=&1600& data-rawheight=&1200& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1600& data-original=&/4cef49f9b4fa_r.jpg&&&i&Figure 7-典型的废品收购站&/i&&br&&br&&b&2.3. 我国垃圾的处理和处置&/b&&br&&img src=&/cec4317fcbc269c67a73b1_b.jpg& data-rawwidth=&848& data-rawheight=&351& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&848& data-original=&/cec4317fcbc269c67a73b1_r.jpg&&&i&Figure 8-国家统计局2013年生活垃圾相关数据(中国国家统计局,2013)&/i&&br&&br&由上图Figure 8国家统计局给出的相关数据可见,垃圾&u&填埋&/u&(占总无害化处理垃圾的68.2%)和垃圾&u&焚烧&/u&(占总无害化处理垃圾的30.1%)以及&u&堆肥&/u&是我国目前主要依赖的垃圾处理方法。&br&&br&填埋(Landfill)的基本就是利用现有的或者新挖掘的坑洼作为基础,通过多种防渗技术来做基础防止未来填埋物产生的渗滤液对土壤以及地下水造成污染,并且在达到填埋设计容量上限时将填埋堆用适当的材料进行封闭,有的填埋场还会对渗滤液以及产生的沼气进行收集,以便后续进行处理和利用(沼气发电)。&br&&br&&i&Figure 9&/i&中列出的两张图片是典型垃圾填埋场的剖面结构示意图,可见其并不是简单的挖个坑把垃圾填进去就结束了,而涉及到很复杂的工艺。首先为了保护地下水不受垃圾渗滤液(Leachate)的污染,需要做多级防渗(见&i&Figure 10&/i&),而且还要对产生的渗滤液进行收集进而处理至一定的排放标准,视情况排入到自然水体或者市政管网;填埋结束还要以粘土等材料进行封顶(Capping);而有些垃圾填埋场还会收集有机物发酵产生的沼气加以利用,如发电产热等,这就需要建设管网对这些沼气进行收集。&br&&img src=&/f2cefc25f9ee6_b.jpg& data-rawwidth=&694& data-rawheight=&522& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&694& data-original=&/f2cefc25f9ee6_r.jpg&&&img src=&/56ca6f230e7d3b_b.jpg& data-rawwidth=&780& data-rawheight=&550& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&780& data-original=&/56ca6f230e7d3b_r.jpg&&&i&Figure 9-垃圾填埋场结构示意图&/i&&br&&br&&br&&img src=&/66ccc01f68e53d658a629_b.jpg& data-rawwidth=&2048& data-rawheight=&1536& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&2048& data-original=&/66ccc01f68e53d658a629_r.jpg&&&i&Figure 10-垃圾填埋场底层防渗工程示意图&/i&&br&&br&除了填埋,我国主要使用的另一种处置方法就是焚烧(Incineration)。垃圾焚烧是通过焚烧垃圾中的有机物质来达到垃圾减量化、无害化的一种方式。焚烧的产物是灰渣、废气和热量。热量可以进行发电。垃圾焚烧的优点在于它可以将垃圾质量减少80-85%,将垃圾的体积降低95-96%;并且可以通过杀死病菌降低卫生风险;还可以产生能源。垃圾焚烧作为目前主流的垃圾处理处置技术,在土地面积受限的国家中应用的更加广泛,如日本、丹麦瑞典等国。如Figure 8所示,截止2013年,我国已有166座垃圾焚烧厂投产,处理能力达到15万吨/日。&br&&img src=&/22ae54f4950ebeed2a25ec_b.jpg& data-rawwidth=&1008& data-rawheight=&756& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1008& data-original=&/22ae54f4950ebeed2a25ec_r.jpg&&&img src=&/fb64e04d27a0f_b.jpg& data-rawwidth=&700& data-rawheight=&365& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&700& data-original=&/fb64e04d27a0f_r.jpg&&&i&Figure 11-垃圾焚烧流程示意图&/i&&br&&br&然而垃圾焚烧本身也比较昂贵,对资源也是一种消耗,如果燃烧过程(温度低于800℃)或者尾气控制不好,还会存在排放二恶英和呋喃等污染物的风险。对于垃圾焚烧,不同的国家结合自身情况有着不同的政策,而且对于垃圾焚烧,民众的认可度也不近相同。&br&&br&堆肥(Composting)主要是针对有机物质,利用好氧微生物的活动来对这些有机垃圾如植物以及食物残余进行灭活处理,将有机物转化成二氧化碳、水、氮氧化物等(&i&Figure 12&/i&)。就答主个人观点来看,堆肥相较予厌氧消化实质上浪费了一部分可以利用的能量。&br&&img src=&/07faa76a44a8f3da9dabc_b.jpg& data-rawwidth=&1400& data-rawheight=&932& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1400& data-original=&/07faa76a44a8f3da9dabc_r.jpg&&&i&Figure 12-机械化堆肥&/i&&br&&br&对于医疗、化工产业等的危险废物,很多城市有专门的处理场所进行处理、处置。&br&&br&&b&3.国外城市垃圾管理概况&/b&&br&垃圾的管理一直并且将继续是十分重要的事务,经过多年的探索,一些发达国家已经探索出了很多先进的垃圾管理理念和技术。他们同样致力垃圾的减量化、资源化、无害化处理。&br&&b&3.1. 先进的垃圾管理指导方针&/b&&br&&i&Figure 13&/i&摘自&a href=&///?target=http%3A//ec.europa.eu/environment/waste/framework/& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&Directive 2008/98/EC on waste (Waste Framework Directive)&i class=&icon-external&&&/i&&/a&,这就是传说中的Waste Hierarchy(垃圾金字塔),也是目前全世界比较认可与推崇的垃圾管理理念。&br&&br&&img src=&/1f7a86fc269a6c_b.jpg& data-rawwidth=&400& data-rawheight=&189& class=&content_image& width=&400&&&br&&i&Figure 13-Waste Hierarchy (European Commission, 2008)&/i&&br&&br&下图&i&Figure 14&/i&截取自英国环境食品以及农业部发布的垃圾金字塔使用指导,该图对waste hierarchy进行了比较细致的解读。&br&&br&首先就是要从生产过程中阻止垃圾的产生(Prevention),在设计和生产过程中就要尽量使用更少的材料,并且要让产品使用更长的时间或者可以重复使用;还要减少危险材料的使用,比如减少不必要的包装;&br&然后是物料不经过再生产直接重复使用(Re-use);&br&再是经过再生产过程的循环利用(Recycling),将垃圾转化为新的物料或产品,比如饮料易拉罐、玻璃瓶;&br&之后是回收(Recovery)如厌氧消化和焚烧来转化为能量、或者气化和热解来将垃圾用作燃料以及回收各种材料或者回填等;&br&最后一步才是最终处置(Disposal),比如填埋或者单纯的不发电焚烧。&br&&br&&img src=&/07f0fa07f527bc9841fd8_b.jpg& data-rawwidth=&572& data-rawheight=&345& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&572& data-original=&/07f0fa07f527bc9841fd8_r.jpg&&&br&&i&Figure 14-&/i&&i&Waste Hierarchy
Explanation (Defra, 2011)&/i&&i&Guidance on applying the Waste Hierarchy&/i&&br&&br&&br&在降低垃圾产生量(减量化)的同时,对于不可避免而产生的垃圾/废物应该选择合适的收集、处理、处置方法,以达到无害化、资源化的目的。&br&&img src=&/cfe9bc46ed2_b.jpg& data-rawwidth=&975& data-rawheight=&548& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&975& data-original=&/cfe9bc46ed2_r.jpg&&&i&Figure 15-&/i&&i&垃圾处置路线图&/i&&br&简而言之,基本就是能循环利用的循环利用,有机的垃圾要么转化为能量,要么转化为土壤,实在没办法的就焚烧成灰渣填埋或者用作建材或者直接填埋。&br&&br&&b&3.2. 垃圾收集与转运&/b&&br&垃圾的收集其实是一个很系统的工程,从垃圾产生的源头一直到最终处置,每一步都设计好,才能体现出分类的作用,否则有任何一个环节缺失将会导致整个系统失效。也就是说,从大扔垃圾的时候,就要开始分类处置,然后一直到收集、转运、处理和处置的过程都要一直分类,针对不同种类的垃圾采用最合适的方法。&br&众所周知,日本在垃圾处理方面一直做得非常细致,可参见这篇文章“&a href=&///?target=http%3A///14/LQ3UVER.html& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&细致到“严苛”的日本垃圾分类&i class=&icon-external&&&/i&&/a&”。这是十分值得我们借鉴的,他们在对民众的教育上做的十分细致到位,这也是必须的,垃圾分类必须具体到人才能完成。&img src=&/fda44c07bcff1_b.jpg& data-rawwidth=&353& data-rawheight=&635& class=&content_image& width=&353&&&br&&i&Figure 16-日本&/i&&i&新居浜市政府官方网站上的垃圾分类信息(穆昱,2014)&/i&&br&&br&&img src=&/a013e64c0f2fcaf8c0bebf89f7156ad0_b.jpg& data-rawwidth=&500& data-rawheight=&299& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&500& data-original=&/a013e64c0f2fcaf8c0bebf89f7156ad0_r.jpg&&&img src=&/3f72f62caa89312fcfb2af7bf19e65f6_b.jpg& data-rawwidth=&917& data-rawheight=&605& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&917& data-original=&/3f72f62caa89312fcfb2af7bf19e65f6_r.jpg&&&i&Figure 17-日本和欧洲国家的分类垃圾箱&/i&&br&&br&欧美国家在这这方面也做的比较不错,Figure 18中的垃圾收集车不同于上面Figure 6中的混合垃圾压缩车,针对不同种类的垃圾有不同的分仓分别进行收集。&br&&img src=&/29f24fa3e46c1b72f396ce7_b.jpg& data-rawwidth=&600& data-rawheight=&400& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&600& data-original=&/29f24fa3e46c1b72f396ce7_r.jpg&&&i&Figure 18-英国的分类垃圾收集车&/i&&br&&br&&b&3.3. 垃圾的处理与处置&/b&&br&垃圾填埋作为一种历史悠久的传统垃圾处置方法同样广泛的被世界各国采用。然而,伴随着人类对环境、资源的需求的不断提高,为了规避垃圾填埋造成的渗滤液等污染,一些发达国家和地区已经在逐渐摆脱对垃圾填埋场的重度依赖,通过改变理念与运用新技术,对垃圾进行减量化、无害化以及资源化管理。&br&&br&纵向比较,如&i&Figure 19&/i&所示,从1995年到2005年,不同方法占欧盟27国人均垃圾处理与处置量的比例在改变,很明显,底部紫色所表示的填埋占总比越来越少。&br&&br&&img src=&/7e8adb7a6a8cecfc472e53_b.jpg& data-rawwidth=&800& data-rawheight=&346& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&800& data-original=&/7e8adb7a6a8cecfc472e53_r.jpg&&&i&Figure 19-Municipal waste treatment EU27 kg per capita
(European Commission, 2012)&/i&&br&&br&1999年颁布的EU Landfill Directive(Council Directive 1999/31/EC of 26 April 1999 on the landfill of waste)开始对欧盟国家使用垃圾填埋场作为处置手段进行了限制。该指令意在提高填埋标准,减少渗滤液以及排气对地表与地下水资源以及大气破坏,并降低对垃圾填埋的依赖程度。&br&&br&就英国来说,由于历史上英格兰地区有众多的黏土矿坑,所以对垃圾填埋的依赖度比较高;但是自从20世纪70年代开始,英国就对垃圾填埋产生的沼气进行了收集利用。从&i&Table 2&/i&中可见填埋场沼气发电量2013年达到了五十亿度电。垃圾填埋场通常会有100-200年的产沼气期,但是产气量与产气的成分却是随着时间变化的,一般会在2-5年后达到可以进行收集发电的产气量。纵然英国有着比较先进的填埋场管理系统,这仍旧避免不了填埋被更先进的垃圾处理处置方法替代的命运。&br&&br&&img src=&/c07cf4e0597a_b.jpg& data-rawwidth=&761& data-rawheight=&353& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&761& data-original=&/c07cf4e0597a_r.jpg&&&i&Table 2-Electricity generated from renewable sources, UK, 2009 – 2013, Gigawatt hours (Defra, 2015)&/i&&br&&br&&br&下面Table 3是2012年欧盟国家的垃圾处理与处置统计数据,主要列出了各个国家的总垃圾处理量、填埋或堆放量、焚烧发电量、回收回用量等。同样,填埋、焚烧和堆肥也占据了欧洲各国垃圾处理处置的很大比例。但是,欧洲国家的法律法规比较完善,对于填埋、焚烧以及堆肥有着严格的限制,以防对环境造成二次污染。比如对垃圾填埋场周围的地下水会进行监测,如果不使用填埋气(Landfill Gas)进行发电,需要将沼气通过火炬(Flare)进行点燃,因为甲烷的温室效应是二氧化碳的二十几倍;还有环境署(Environment Agency)会对垃圾焚烧厂的排气实时监测,一旦超标,坚决罚款,决不收然。Figure 20中是一座新设计的设在英国的垃圾焚烧厂,是不是现代感十足。&br&&img src=&/5dbddf036bf82d953a352fee06aa8c39_b.jpg& data-rawwidth=&426& data-rawheight=&294& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&426& data-original=&/5dbddf036bf82d953a352fee06aa8c39_r.jpg&&&i&Figure 20-一座新设计的设在英国的垃圾焚烧厂&/i&&br&&br&横向比较来看,各个国家在选择垃圾处理的技术路线是不一样的,这都需要根据自身国情来选择合适自己的技术路线。比如在冰岛,67.41%垃圾都被用来焚烧/发电,而在英国只有0.85%;比利时有73.16%的垃圾都被非回填回收,而在冰岛,这个比例仅仅是1%。&br&&img src=&/3cc84aaf838b0a1a70896f3_b.jpg& data-rawwidth=&1014& data-rawheight=&731& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1014& data-original=&/3cc84aaf838b0a1a70896f3_r.jpg&&&i&Table 3-Waste treatement operations (European Commission, 2012)&/i&&br&&br&&b&4.先进的垃圾处理技术介绍&/b&&br&此外,欧美等国家对于垃圾的处理技术也在不断研究。近年来,MBT、厌氧消化等工厂越来越多。很多新颖的垃圾处理处置技术被广泛关注。&br&&b&4.1. 厌氧消化(Anaerobic Digestion, AD)&br&&/b&厌氧消化其实是一项很传统的工艺,它利用微生物在厌氧条件下进行发酵,将有机物转化为二氧化碳、甲烷、和水等代谢产物(Figure 21),这使得AD成为处理垃圾中有机部分以及污水处理厂剩余污泥的好方法,它既可以将垃圾减量,还可以产生能源,对于将进料控制好(不含重金属等污染物)的处理厂出产的沼渣(Digestate)还可以作为有机肥使用。&br&&img src=&/35c8faeed2bda4d73dd573_b.jpg& data-rawwidth=&680& data-rawheight=&495& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&680& data-original=&/35c8faeed2bda4d73dd573_r.jpg&&&i&Figure 21-厌氧消化工艺原理图(Villa, 2013)&/i&&br&&br&其实我国早在上世纪70年代,为了解决生活燃料严重短缺的问题,曾在农村大力推广沼气,1976年统计推广256.7万户,可是由于种种原因,主要是技术条件以及管理不善,这些沼气池大多都废弃了(屠云璋,2003)。同期在欧洲地区,同样因为燃料短缺,开始重新对厌氧消化技术进行了研究,并且持续至今。&br&&br&1990年之后,伴随着技术逐渐成熟,许多中大型的厌氧消化处理厂开始兴建,到2003年,德国已经有3000家厌氧消化厂,英国在2013年已经有120家在运行的AD厂,并且还有上百家正在计划建设中。&br&&br&下面Figure 22中就是英国新建的一个厌氧消化处理厂,该厂耗资一千万英镑,主要用来处理餐厨垃圾,年处理量三万吨,发电装机量1兆瓦,预计年发电9500MWh (&i&Somerset Waste Partnership, 2015)。&/i&&br&&img src=&/9aa8da53658_b.jpg& data-rawwidth=&833& data-rawheight=&625& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&833& data-original=&/9aa8da53658_r.jpg&&&i&Figure 22-Walpole Anaerobic Digestion plant at Walpole,UK(Somerset Waste Partnership, 2015)&/i&&br&&br&&br&相比较于原来的粗放型的发酵,现在的AD厂都有着精密的控制技术来提高产气量,尤其是甲烷在沼气(Biogas)中的含量。通常甲烷占沼气总体积的50-70%,现在有着众多的方法和设备来提高单位质量垃圾的产甲烷量,从来料预处理到将沼渣制成有机肥,一整条完整的产业链已经在形成。&br&&br&我国在2009年已经有34000家小规模AD厂,22900家中型(发酵罐大于50立方米)AD厂和3717家大型(发酵罐大于300立方米)AD厂,然而,这些厂的运行效果大都距离欧美发达国家还有很大差距(Brauner,2011)。&br&&br&&u&AD是一种有着巨大发展潜力的技术,它不仅可以处理垃圾中多种有机物以及秸秆等农业余料,而且可以生产有机肥料,最最重要的是,它可以提供沼气这种相对清洁的可再生能源,根据Brauner(2011)的测算,未来中国的沼气(Biogas)可以提供全中国近四分之一能源需求,这对于目前处于能源结构转型的中国来说影响是巨大的。&/u&&br&&br&&b&4.2. Mechanical Biological Treatment(机械生物处理,MBT)&/b&&br&MBT其实是结合了垃圾分筛和生物预处理的一种工艺,经过不同的筛选工艺,可以对混合收集的垃圾进行分离,将可循环与与再生的物品和材料进行循环利用,还可以对有机物质进行生物预处理,为后续处理过程(AD或者堆肥等)做准备。&br&&img src=&/54fbcce0fcc1e_b.jpg& data-rawwidth=&660& data-rawheight=&466& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&660& data-original=&/54fbcce0fcc1e_r.jpg&&&img src=&/11ec3ad6d4a442e658db1_b.jpg& data-rawwidth=&1375& data-rawheight=&710& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1375& data-original=&/11ec3ad6d4a442e658db1_r.jpg&&&br&&i&Figure 23-典型MBT工厂工艺流程&/i&&br&&br&&br&Figure 24是MBT工厂内来料进入MBT工厂的首先遇到的步骤,利用各种设备进行破袋、破碎,减小体积,并且将被塑料包装包裹的物品释放出来。&br&&img src=&/6d4acfea6c9_b.jpg& data-rawwidth=&384& data-rawheight=&291& class=&content_image& width=&384&&&img src=&/1a2e9c753bd7_b.jpg& data-rawwidth=&347& data-rawheight=&347& class=&content_image& width=&347&&&img src=&/0fa663fb72f5ab3db11eb1_b.jpg& data-rawwidth=&347& data-rawheight=&257& class=&content_image& width=&347&&&br&&i&Figure 24-MBT的第一道工艺——破碎&/i&&br&&br&&br&然后会使用各种分筛工艺对不同物质进行分离,如Figure 25中利用不同物料的物理特性进行分离,此外还有其他利用物料密度差异的吹选分离乃至人工筛选等。将这些可以回收的金属、玻璃、塑料盒纸张等分离完毕后,就会将它们进行循环利用,其余的有机物质则会进入到生物预处理过程。&br&&br&&img src=&/fdd79fd91a89a_b.jpg& data-rawwidth=&422& data-rawheight=&317& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&422& data-original=&/fdd79fd91a89a_r.jpg&&&br&&img src=&/ceec1e0c2f7eebe_b.jpg& data-rawwidth=&842& data-rawheight=&397& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&842& data-original=&/ceec1e0c2f7eebe_r.jpg&&&img src=&/71c7edf670b58b6bf8b94_b.jpg& data-rawwidth=&962& data-rawheight=&415& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&962& data-original=&/71c7edf670b58b6bf8b94_r.jpg&&&br&&br&&i&Figure 25-MBT的第二道工艺——物理分离&/i&&br&&br&MBT的生物处理可以有几种选择,好养过程可以选择堆肥和生物干化(Biodrying),厌氧则可以选择厌氧消化。&br&&br&对于不同的MBT工厂,由于工艺选择的不同,MBT的最终产物也有差异。除了可循环材料以及不可循环垃圾等,有的工艺会产生固体再生燃料(Solid Recovered Fuel, SRF),有的则会产生垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel, RDF),RDF的组分主要是纸制品混合物、塑料等。&br&&br&&b&4.3. 热解法、气化法&/b&&br&除了焚烧、厌氧消化和堆肥,对于垃圾中的有机物质还可以使用热解法(Pyrolysis)和气化法(Gasification)。热解是有机物质在高温无氧(400-800℃)条件下产生焦炭、油和可燃气体的过程。&br&气化法不同于热解法在于气化法是有氧气在高温高压(1000+℃,30bar)条件下参与反应,与垃圾中的有机碳生成可燃气体、焦油和灰渣的过程。Figure 26和Figure 27气化法的流程图和气化炉的结构示意图。&br&&img src=&/ffd70e696b033f27e0cb0_b.jpg& data-rawwidth=&1119& data-rawheight=&404& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&1119& data-original=&/ffd70e696b033f27e0cb0_r.jpg&&&i&Figure 26-气化法流程图&/i&&br&&img src=&/2b2d1c8d_b.jpg& data-rawwidth=&564& data-rawheight=&637& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&564& data-original=&/2b2d1c8d_r.jpg&&&br&&i&Figure 27-气化炉结构示意图&/i&&br&&br&&br&气化法和热解法可以将多种有机质、以及生物质转化为有机的燃料,但是其造价比较高。&br&&br&&b&4.4 等离子法(Plasma Processing of Wastes)&/b&&br&以下中文等离子态概念引用自百度百科。&br&&blockquote&当&a href=&///?target=http%3A///view/156.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&电离&i class=&icon-external&&&/i&&/a&过程频繁发生,使电子和离子的浓度达到一定的数值时,物质的状态也就起了根本的变化,它的性质也变得与气体完全不同。为区别于固体、液体和气体这三种状态,我们称物质的这种状态为&b&物质的第四态&/b&,又起名叫&a href=&///?target=http%3A///view/28000.htm& class=& wrap external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&等离子态&i class=&icon-external&&&/i&&/a&。&/blockquote&&p&热等离子(Thermal Plasma)可以释放出大量的热量和紫外线,被广泛用于钢铁生产行业,它可以使所有的有机物、晶体、非晶体、无机物裂解或重组,然后重新编程惰性的块渣(inert rock)。&/p&&br&&p&利用等离子的这种特性,可以使用其对垃圾和废弃物进行处理。使用等离子技术有一下特点及优点:&/p&&p&&b&-可控:&/b&&/p&&p&
可以方便的进行输出功率调节&/p&&p&
能量输入与处理过程的化学反应相独立&/p&&p&&b&-产品:&/b&&/p&&p&
因相态变化完全销毁垃圾/废弃物&/p&&p&
没有可渗漏的非晶体固体产生&/p&&p&
尾气产量低&/p&&p&&b&-高温:&/b&&/p&&p& 可以融化金属、玻璃以及陶瓷等&/p&&p& 高效分解有机物,二噁英以及呋喃&/p&&p&&b&-适应性强:&/b&&/p&&p&
单一工厂可处理多种垃圾/废弃物&/p&&p&
无需预处理过程处理各种渣和飞灰&/p&&br&&p&&img src=&/1d9ad3b727fbf_b.png& data-rawwidth=&957& data-rawheight=&535& class=&origin_image zh-lightbox-thumb& width=&957& data-original=&/1d9ad3b727fbf_r.png&&&i&Figure 28-等离子炬结构示意图&/i&&br&&/p&&p&可以说,等离子技术是垃圾/废弃物处理的终极武器,无论是非危险废弃物的市政垃圾还是垃圾焚烧厂的灰渣、废气处理设备的剩余产物、乃至&b&核废料&/b&都可以通过等离子技术进行减量化、无害化处理。&/p&&br&&br&&b&5. 结论&/b&&br&&br&&br&以上大致介绍了我国目前城市垃圾管理的状况和国外先进国家的管理状况,可见我国与这些发达国家还是有比较大的差距,迅速的城市化、经济增长和巨大的人口基数都导致了垃圾产量的急剧增加,仅仅在城市就已经如此,何况我国广大的农村地区,很多农村目前还处于垃圾处理基本靠风吹的原始状态。&br&&br&下面引用Zhang et al.,(2010)关于我国垃圾管理的一些结论(答主自行翻译,请无视渣翻译水平,着重领会精神)作为结尾。&br&&br&&blockquote&-鉴于非官方的垃圾管理、回收系统(拾荒者、废品收购站等)仍然扮演着重要的角色,政府部门应该考虑对他们进行组织和管理以便进行资源优化配置。&br&-系统化的分类是垃圾综合管理成功的至关重要的环节,要尽可能从源头分类,并且将有机垃圾分开进行收集。&br&-最小化垃圾产量同时最大化垃圾循环利用量仍然是一个重大挑战。加快垃圾循环和垃圾再生行业的发展并且制定行业标准迫在眉睫,还应推广方便快捷的垃圾循环设施、用颜色进行垃圾容器分类等有利于垃圾循环产业发展的措施。&br&-垃圾填埋仍然是目前中国垃圾处置的主要方法,目前亟需提高防渗、垃圾渗滤液收集系统的标准,并且提高垃圾渗滤液处理的水平。&br&-通过多种财政机制同样可以提高中国垃圾管理水平。外资和国际性的服务可以被更多的引入。这其中包括了服务外包,比如BOT模式目前就已经被一些城市在垃圾填埋场建设运营中进行了使用。&br&-目前对于垃圾产生量没有任何的限制,而这种任意处置垃圾的方便性也间接导致了垃圾产量的增加。未来可以对垃圾的处理处置进行收费管理,既可以用价格杠杆来调节垃圾产量还可以为新增的垃圾处理处置设施筹集资金。这样对于给现有的设施提供资金支持并且为大众产生足够多的经济上的刺激来敦促大家改善在垃圾管理上的理念和行为。&/blockquote&&br&&br&&br&&b&References&/b&&br&&br&中华人民共和国国家统计局(2012),&i&available at: &/i&&a href=&///?target=http%3A//data./search/keywordlist2& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&data./searc&/span&&span class=&invisible&&h/keywordlist2&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&i&(accessed 28 March, 2015)&/i&&br&&br&穆昱,细致到“严苛”的日本垃圾分类,available at: &a href=&///?target=http%3A///14/LQ3UVER.html& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://&/span&&span class=&visible&&/14/02&/span&&span class=&invisible&&23/21/9LQ3UVER.html&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&&i&(accessed 28 March, 2015)&/i&&br&&br&屠云璋,中国沼气发展现状,2003&br&&br&Defra(2011),&i&Guidance on applying the Waste Hierarchy&/i&&br&&br&Brauner, C(2011), China biogas potential and its estimated contribution to climate change mitigation, &i& Master Thesis, Cranfield Universtiy&/i&&br&&br&Somerset Waste Partnership(2015)available at:&i&&a href=&///?target=http%3A//www.somersetwaste.gov.uk/about/ad/& class=& external& target=&_blank& rel=&nofollow noreferrer&&&span class=&invisible&&http://www.&/span&&span class=&visible&&somersetwaste.gov.uk/ab&/span&&span class=&invisible&&out/ad/&/span&&span class=&ellipsis&&&/span&&i class=&icon-external&&&/i&&/a&(accessed 30 March, 2015)&/i&&br&&br&&p&Zhang, D.Q., Tan, S.K. and
Gersberg, R.M., 2010. Municipal solid waste management in China: Status,
problems and challenges. &i&Journal of
environmental management, &/i&&b&91&/b&(8),
知乎首答,多图预警。没有注明具体出处的图片均来源于网络或答主拍摄。 之前各位答主林林总总的阐述了垃圾的收集、转运以及垃圾的处理与处置的方法。作为一个环境工程专业学生,我想再稍微系统一点的说明一下,继续抛砖引玉。 1.城市垃圾简介 1.1. 垃圾是什么…
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