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垃圾“零填埋”,路在何方? Zero landfill, where should we go

垃圾主要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。与其他固体废物不同的是,垃圾是我们每个人每一天都要产生和排放的,不可避免地要与我们经常性地发生“亲密接触”,处理不当会影响市容、传播疾病和污染环境。正因为如此,垃圾处理受到公众和社会的广泛关注,一直是我国城市管理和环境保护的重点。由于相对其他技术而言适应性强、简单易行、成本较低,填埋是国内外大多数国家处理生活垃圾的主要方法。但是填埋的缺陷也是显而易见的,主要是占用大量土地、浪费所含资源、排放水气污染物和温室气体、封场后仍需长期监管等。随着各国社会经济的不断进步、技术水平的不断提高、公众环保意识的日益增强和环保标准的日趋严格,垃圾填埋的“可持续性”受到较多质疑,“霸主”地位受到较大挑战,尽可能减少填埋成为业界共识,稳定垃圾填埋、惰性垃圾填埋成为发展趋势,“零填埋”概念也应运而生。

但是,在技术上和实践上,“零填埋”只能逐步接近,不能完全达到。仔细观察一下我们每天产生的垃圾,就知道其中总有一些物质难以回收利用;详细了解一下各种先进的垃圾处理过程,就知道总有一些残渣或灰烬产生;垃圾处理在一定程度上是对某些污染物(如重金属)分离浓缩的过程,会产生富集各种污染物的“二次废物”。通常情况下,对这些物质、残渣或“二次废物”进行进一步回收利用存在成本高、污染重、风险大的问题,在经济上乃至环保上都不太可行,采用填埋方式进行最终处置成为一种迫不得已但最为稳妥的选择。正因为如此,即使是在垃圾已实现多元化综合处理的欧美发达国家,填埋场作为垃圾最终的污染物“汇”也仍然发挥着不可或缺的重要作用。

既然零填埋做不到,那什么样的填埋才是我们追求的目标呢?发达国的经验可以为我们提供有益借鉴。总体来看,发达国家垃圾填埋的研究与实践主要有三种模式:一是德国模式,其特征为以源头分类和机械生物处理(MBT)为前提的稳定垃圾(总有机碳<5%)填埋;二是日本模式,其特征为以焚烧炉渣为主体的惰性垃圾填埋。三是美国模式,其特征为以渗滤液回灌为核心的生物反应器填埋,但因法规所限,尚处于示范应用阶段。

德国的垃圾组分以纸张、塑料类物质为主,二者合计占到垃圾质量的50%左右,厨余等易降解有机质含量低,只占垃圾质量的20~30%,相应地含水率也较低(20~25%)。由于德国垃圾源头分类与多元综合处理已形成成熟体系,大部分废物在投放时已实现分类,根据其类别和特性运送至回收利用、焚烧和生物处理设施;少量混合垃圾必须采用机械生物处理方法,机械分选出纸张、塑料、木材等高热值物质进行焚烧处理,金属、玻璃等进行回收利用,剩余垃圾通过生物处理(主要为好氧降解)大幅降低有机质含量,达到欧盟和德国政府制定的填埋入场标准后,与焚烧炉渣等一起进行填埋处置,实现垃圾处理全过程低污染、低碳排放,大大减轻了垃圾填埋对环境即时的和长远的不利影响。但是,由于法律约束、制度保障、生活习惯、居民意识等诸多方面的原因,我国垃圾分类收集总体而言成效不彰,预计短期之内也不会取得突飞猛进的进展,高水分(40~60%)、高厨余含量(50~70%)的混合垃圾依然是我们不得不长期面对的一个痛苦现实。大量这种特性的混合垃圾进行机械生物处理存在分离效率低、恶臭污染重、处理成本高等突出问题,而且采用好氧生物处理还会丧失清洁能源甲烷的回收利用机会,造成能源浪费。因此,机械生物处理后低有机质稳定垃圾填埋的德国模式短期之内不具备在我国大面积推广的条件。

日本因经济发达,国土狭小,人口稠密,生活垃圾90%以上采用焚烧方式处理,填埋场主要接受焚烧炉渣等无机惰性废物。尽管我国垃圾焚烧近年来发展迅速,焚烧处理量已占到无害化处理量的20%以上,但因自然社会经济条件方面的巨大差异,除部分经济发达、垃圾焚烧所占比例很高甚至实现全量焚烧的城市外,绝大部分垃圾填埋场不可能只接受焚烧残渣等惰性废物。当然,随着垃圾焚烧的进一步高速发展,一些城市会出现越来越多的惰性垃圾填埋场。

美国国土辽阔,自然条件好,人口密度小,填埋场选址相对容易,是发达国家中垃圾处理以填埋为主要方法的国家之一,填埋量占垃圾总处理量的50%以上,以厌氧卫生填埋为主。由于美国垃圾组分与德国类似,垃圾水分和易降解有机质含量较低,在填埋场内降解速率缓慢,通过渗滤液回灌可调节填埋区水分,提高填埋垃圾含水率,从而促进垃圾厌氧降解。以此为核心的生物反应器填埋技术的研究在美国兴起并逐步得到示范应用,其成果集中体现于佛罗里达州若干填埋场长达10年的现场示范项目中,加速垃圾降解效果明显。但是,由于我国垃圾的含水率和易降解有机物含量均显著高于美国生活垃圾,填埋场水分整体上过剩,总体而言并非降解快慢的制约因素。许多填埋场苦于渗滤液积水过深,对填埋场运行和结构稳定性产生了不利影响。在实践过程中,以渗滤液回灌为核心的生物反应器填埋技术大多面临实施困难、收效甚微、释放恶臭、干扰作业等问题。

我国是一个发展中大国,各地自然社会经济条件差异较大,垃圾填埋作为垃圾处理链条上的最后一环必须与其他环节配套衔接,不可能也不应该采取统一模式,“着眼长远、立足现实、因地制宜、系统优化”是最为可取的态度。“着眼长远、立足现实”就是要致力于全方位推进我国垃圾的源头减量和分类收集,特别是厨余垃圾的分类收集,从源头减少进入填埋场的垃圾量,特别是易降解有机垃圾的量;但同时要面对大部分地区在较长时间内高水分、高厨余的混合垃圾仍将入场填埋的现实,采用有针对性的创新工艺对原生垃圾进行改性预处理,对填埋过程进行必要的人工调控;“因地制宜、系统优化”就是要根据各地具体的自然社会经济条件,同时充分考虑各地垃圾处理设施的布局、结构与规划,选择性地采用上述三种模式及其“修订版”或“组合版”,通过焚烧、堆肥、厌氧消化等处理过程回收能源和资源的同时,最大限度地减少最终需要进入填埋场处置的垃圾量,同时最大限度地降低其中有机物的含量。

总之,垃圾“零填埋”可望而不可即,“少填埋”、“原生垃圾零填埋”应该成为我们的奋斗目标;针对减量、处理之后不得不填埋的垃圾,“可持续填埋”是我们努力的方向。随着我国垃圾处理系统的不断完善和填埋技术的不断进步,低碳、低污染、低风险和高稳定化速率、高资源能源回收利用效率的“可持续填埋”将逐步成为现实。