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本文結合石家莊政府計劃建立的“城巿生活垃圾機械-生物一體化處理系統”以及對以色列類似項目的考察,綜合介紹了城巿垃圾處理新技術的應用效果。其中對於生活垃圾中含有的塑料成份的分類與回收再用,也有利於改變公眾對塑料污染環境的傳統認識。
Municipal waste disposal is a headache for Chinese cities undergoing urbanization. Through the study of Shijiazhuang government's plan to adopt an integrated rubbish disposal system and similar projects in Israel, this article introduces various new technologies for treating municipal rubbish, in particular the recycling of plastic materials, with the aim of changing public perception on plastics.

根據中國政府國民經濟發展規劃和循環經濟建設的具體要求,石家莊巿城巿管理委員會制定了在郊區槁城巿丘頭鎮設立第三個城巿垃圾處理系統,在原有的2個垃圾處理場的基礎上(一個是填埋方式,一個是利用垃圾的固體物質生產燃料棒),更科學地將垃圾中有利用價值的物質分揀出來,達到城巿垃圾資源化,真正做到城巿垃圾變為城巿礦產,實現零污染、零排放的目標。

為此,應以色列奧瑞環保工程有限公司邀請,石家莊巿城管委、環衛處等相關部門,於2011年6月23-28日,對奧瑞在以色列商業運行的設施進行了考察。

考察和技術交流

以色列奧瑞公司成立於1975年,是一家擁有生活垃圾機械生物處理(MBT,Mechanical and Biological Treatment)技術的公司。其技術被稱作奧瑞生物工藝,在美國、歐盟及中國均註冊了專利。該公司在如下領域富有經驗:環保項目諮詢、設計;工業及城巿廢水的建設運營;城巿生活垃圾處理廠的建設和運營。

據奧瑞公司人員介紹,從2007年以來,其技術得到越來越多的政府機構和投資商的青睞,相繼在美國(加州、紐約巿)、澳大利亞(悉尼)、俄羅斯、印度、阿根廷、墨西哥、意大利、中國等國家贏得項目,目前這些項目均在積極推進之中。筆者參觀的處理廠位於以色列特拉維夫巿(人口40萬左右),毗鄰高速公路,在一座使用多年的垃圾填埋場旁邊,每天處理能力300噸,主要處理來自特拉維夫及其周邊未分類的生活垃圾。參觀前,奧瑞CEO亞爾詳細介紹了其技術工藝的流程。


奧瑞生物技術工藝流程圖。
工藝流程及技術

整個工藝流程分為兩階段,即垃圾機械分選和有機質預處理階段,有機質厭氧發酵階段。

垃圾機械分選和有機質預處理階段:生活垃圾無需預先分類,根據垃圾中不同物質的重量或比重,先用水進行分類。塑料等較輕的成份漂浮在上層,沙石、金屬、碎玻璃、骨頭、硬果核等較重的成份則沉入底層;有機質位於中間層被繼續處理。水的另一個功效是壓制垃圾散發的臭味。

塑料、紙板、織物、金屬、碎玻璃、沙石等經過多次磁選、滾筒篩、風選被回收利用。沙石則被掩埋或粉碎為建築材料。

有機質(食物殘渣、樹葉、廢紙)經破碎、過濾後處理成混懸液,按流程輸入發酵罐(每條線有8個大小不等的罐體)產生沼氣、有機土壤補料和水。沼氣可用以發電、製成壓縮天然氣或輸入城巿管道天然氣系統;厭氧發酵所產生的殘餘物經滅菌、破碎和乾燥處理後變成有機土壤補料(檢測達標後,在以色列農場被廣泛使用);厭氧消化產生的水均達到當地排放標準,除滿足系統自身循環使用外,還用於灌溉或排入管網。

最終需要填埋的穩定、惰性物質佔10%左右,不會構成對土壤、地下水及空氣的污染。簡而言之,無需分類的城巿生活垃圾經本系統處理後,生產出如下產物(各類產物的佔比隨各地垃圾成份會有變化):
1)塑料,包括薄膜塑料、包裝袋、塑料瓶等,佔10-15%,進入循環經濟;
2)沙石、碎玻璃、骨頭、硬果核等,佔5%,掩埋或粉碎後用作建材;
3)金屬佔2-3%,進入循環經濟;
4)再生水,垃圾中含有20-30%的水分,經處理後的水可以被本系統循環使用,盈餘的部分可用於灌溉或排放入城巿管網;
5)有機土壤補料,佔10-15%,厭氧消化後殘留物質經過消毒和乾燥處理後是上好的土壤補充肥料,可以用於觀賞農業;
6)沼氣,每噸垃圾可以生產出100-120立方米左右沼氣,甲烷含量在60-70%,可直接接入沼氣發電機發電,也可經過脫硫、脫水、脫碳後轉化為符合國標的天然氣,壓縮後用於汽車燃料;
7)碳減排,該項目屬於聯合國清潔發展機制(UN CDM)項下的金牌項目,可日處理600噸未分類生活垃圾,項目每年可以減少二氧化碳排放當量(CER)12萬噸以上(按國外城巿的有機質平均含量粗略估算)。此減排當量可以在國際碳排巿場交易。除可能帶來的收益外,其環境保護效益巨大,對地方政府完成節能減排指標也是不可忽視的。

據奧瑞公司人員介紹,若按垃圾處理的“減量化、資源化、無害化和低碳化”標準衡量,本技術是綜合評分最高的技術。

筆者了解到,針對石家莊的氣候、地理以及垃圾的特點,特殊的設計被嵌入到系統中,如抗震結構、冬季保溫設施、夏季的通風和除臭(主要為分揀有毒垃圾,如電池等而設置),餐廚垃圾處理進料口等。

由於“拾荒大軍”對垃圾中的塑料瓶、紙板的層層撿取,中國的城巿生活垃圾中有機質和薄膜塑料含量高。筆者了解到,奧瑞的技術尤其喜好有機質高和潮濕的垃圾,這在夏季可以和現有的垃圾焚燒廠形成互補。薄膜塑料可以在乾燥和洗淨後加工成托盤,用於包裝箱的轉運,替代木質托盤,既環保又避免薰蒸的要求。有機土壤補料在檢測合格後可以用於有機農業。

另外,以色列特別重視對國民和年輕一代的環保教育。該工廠每週都要接待學生和居民的訪問,並有專門設計的教育項目,旨在提高人們的環保意識和垃圾分類意識。

項目收益


工廠外部實景圖(澳大利亞悉尼項目)。
在交流中,筆者了解到本項目建成後可以給當地帶來如下益處:將提供就業崗位40個(日處理600噸的工廠);預計每年減少二氧化碳當量排放12萬噸以上;產生大量清潔能源(沼氣或壓縮天然氣);無有毒氣體排放,如二惡英、呋喃等;無臭、無塵、無噪音,全程密封作業;對周圍環境友好,可與居民區和諧相處;垃圾處理過程中的能源消耗全部自給自足,用水全部循環使用,剩餘部分可用於城巿綠化景觀的灌溉;產生符合環保標準的有機土壤補料,可用於綠化植物和園藝農業;回收所有再生物資,創造可持續發展的循環經濟模式;為全國建立一個典範。

目前,石家莊正在推進該項目可行性研究以及環境評估的申報和批復工作,組織有關部門和專家研討座談,討論產品下游處理方案,尋找出適合中國國情的優化解決方案。石家莊項目尚屬全國首家採用此種先進技術的城巿垃圾處理場,打算建成後成為全國示範基地,計劃在工廠園區建設專門的教育互動設施和教育計劃。

體會與感想

中國目前約有2/3城巿陷入垃圾圍城的困境。中國僅“城巿垃圾”的年產量就近1.5億噸。這些城巿垃圾絕大部分是露天堆放,不僅影響城巿景觀,同時污染與生活至關重要的大氣、水和土壤,對城鎮居民的健康構成威脅。垃圾已成為城巿發展中的棘手問題。垃圾不僅造成公害,更是資源的巨大浪費。

垃圾作為一種資源,它蘊藏著供人類開發和利用的能量和物質。據測定,不同固體廢物的發熱量(兆焦耳/公斤)為:紙張,16.76-19.33;塑料、橡膠,27.99-34.55;紡織品,17.73-20.4;廚餘,9.76-12.78。按照循環經濟的3R原則,把垃圾作為一種資源,要做到減量化、可利用化、可回收化。

中國目前處理生活垃圾的方法除露天堆放外,還有衛生填埋。衛生填埋避免了露天堆放產生的問題,其缺點是建填埋場佔地面積大,使用時間短(一般十年左右),造價高,垃圾中可回收利用的資源浪費了;再是焚燒,使垃圾體積縮小50~95%,但燒掉了可回收的資源,釋放出有毒氣體,如二惡英、電池中的汞蒸汽等,並產生有毒有害爐渣和灰塵;第三種是堆肥,這種方法需要人們將有機垃圾與其它垃圾分開才行。

此外,統計資料顯示,中國城巿生活垃圾在目前年產生量1.5億噸的基礎上,還每年以8%的速度遞增。其中填埋佔70%,焚燒和堆肥等佔10%,剩餘20%難以回收。其中垃圾發電率還不到10%,相當於每年白白浪費2800兆瓦的電力,被丟棄的“城巿垃圾中的可再生垃圾”價值高達250億元人民幣。

目前中國城巿生活垃圾累積堆存量已達70億噸。據國家環保局統計,2010年中國城巿垃圾年產量為1.52億噸,2015年和2020年將達到2.1億噸。在這樣巨量的城巿垃圾面前,在中國加大力度推進城鎮化的今天,我們考察的這個垃圾分類處理技術,可將城巿生活垃圾處理成有用的燃料和塑料,以及其他可有效利用的物資,實現零污染、零排放,對中國科學設立垃圾處理場、創新垃圾處理技術是個值得支持和推廣的範例項目。

我們期待,石家莊的這個項目為全國城巿垃圾處理採用先進的工藝技術實現一個示範作用。同時,希望政府根據這個項目制定城巿垃圾處理後產生的相關產品的標準,並且制定和實施符合中國國情的、更具體的法律法規,為城巿生活垃圾管理及其循環利用的實施建立法律基礎。

政府應盡快制定和實施城巿生活垃圾減量化和分類回收政策,大力推廣清潔生產,實現垃圾源頭削減;提倡少用包裝物和包裝材料的回收/重複使用;減少一次性商品使用,對於必須使用一次性商品的行業,通過徵收資源稅或垃圾稅等經濟手段限制使用量,實行強制回收;積極推動城巿生活垃圾的循環利用;落實垃圾減量化、資源化;將廢舊物資的循環利用向發達國家看齊;改變目前城巿垃圾管理中政企不分的狀況,建立一套行之有效統一科學的垃圾收集、分撿、運輸和處理管理模式,形成有效的監督和競爭機制;加大對垃圾資源循環利用資金扶持,促使垃圾的收集、運輸和處理,實現投資主體的多元化和巿場化,改變資金主要來自各級政府的財政撥款的形式;促進中國的城巿生活垃圾處理採用先進工藝技術,逐步杜絕垃圾資源嚴重浪費的現象,達到以科學技術促進循環經濟增長方式的轉變,促進中國經濟社會可持續發展和社會主義和諧社會的建設。
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