城市废弃物处理资源化目标的案例分析

从建材资源综合利用案例浅析城市废弃物处理的资源化目标

章备

一、城市化与城市废弃物处理

固体废弃物是指人类在生产、消费、生活和其他活动中产生的固态、半固态废弃物质，俗称“垃圾”；城市废弃物主要是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废弃物，即城市生活垃圾。

废弃物处理指用物理、化学、生物、物化或生化方法把固体废物转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程。主动防治固体废物污染的方法是首先控制其产生量，定额提高产品的使用寿命，提高废品的回收率等；其次是开展综合利用，把固体废物作为资源和能源对待，实在不能利用的则经压缩和无毒处理后成为终态固体废物，然后再填埋和沉海。固体废弃物处理的目标是无害化、减量化、资源化。

随着我国经济的飞速发展和人民生活水平的提高，我国城市生活垃圾正在以每年8%～10%的比例快速增长，以上海市为例：该市1995年垃圾产量为372万车吨，2000年为555.9万车吨，2002年为612.8万车吨，预计2010年将达到863.2万车吨，每年平均以5.11%的速度增长。许多城市已经出现生活垃圾包围城市的“垃圾圈”，生活垃圾的清洁化处置已经成为多数城市发展的瓶颈，寻求经济、安全的城市生活垃圾处理方式具有很好的市场前景。

二、城市废弃物处理呈现资源化趋势

2010年世博会提出了“城市，让生活更美好”的主题，利用这个平台，各国纷纷展示了通过人类的文明和智慧，将城市废弃物进行化废为宝的成功处理案例。

1995年，岛国新加坡开始尝试建设垃圾填埋场，通过四年的建设，埋置面积达350公顷的实马高垃圾岛建成并投入使用，由于新加坡陆地资源极其匮乏，垃圾岛选址于本岛以南约8公里处的海域，由附近海域两个小岛相互连接围海而成。垃圾岛日处理垃圾量为2000多吨，其中焚烧后的灰烬大约为1500吨，不能焚烧的工业与建筑废料等为540吨。此外，岛上利用焚烧垃圾时产生的高温发电，解决了自身的电力短缺问题。这是世界第一个海上垃圾埋置场。2005年，实马高岸外垃圾埋置场正式对外开放，用“化腐朽为神奇”的实际案例演示绿色与可持续发展城市建设的成果。

近年来，随着城市化进程的加快，人类不断探索城市废弃物处理的资源化方式，欧洲各国已广泛使用新一代清洁垃圾焚烧设备，将垃圾转换成热能和电能。这种清洁技术环保安全，可谓变废为宝，一举两得，不仅节省了能源费用，还减轻了垃圾填埋场的压力，降低了二氧化碳排放，其释放的二恶英等有害物质，比家庭烧烤还少。

然而，关于是填埋好还是焚烧好的争论却一直不断。时至今日，新一代垃圾焚烧技术在不少地区仍然未能大行其道，其原因是多方面的：首先，缺乏经济动力。如在土地资源较为丰富的国家和地区，填埋垃圾费用低廉。垃圾转换能源技术虽具有一定的竞争力，但焚烧选址是一个难题。第二，垃圾焚烧厂恐与垃圾再循环争抢“燃料”。垃圾焚烧设施投资大、成本高，投入使用后要求源源不断供应垃圾，用发电盈利维持运营，且焚烧产能所需垃圾类别和再循环和堆肥化项目多有重合之处，与再循环、再利用宗旨背道而驰。此外，从节能角度看，与再循环相比，焚烧垃圾得不偿失。再循环节约的能源是焚烧垃圾产生能源的3～5倍。第三，公共健康隐忧尚未消除。新一代垃圾焚烧技术已今非昔比，完全达到了环保要求。即便如此，仍有不少人担心，焚烧垃圾产生的污染物会不知不觉沉积在食物链中，危及日常食物供应，损害公众健康。以上原因成为阻碍现代垃圾处理技术普及应用的拦路虎，最主要的因素是经济因素。目前，垃圾再循环的处理费用只有垃圾焚烧的十分之一。此外，前者创造的就业岗位仅在加工领域就是后者的5～10倍。

但是，城市废弃物处理的资源化目标是未来发展的必然趋势。首先，垃圾转换能源与垃圾再循环或堆肥化并非水火不容，不是所有垃圾都有再循环价值。迄今为止，尚未发明一种能够经济有效处理不同垃圾成分的可靠技术。许多城市提出的“零垃圾”目标要真正获得成功也不会那样简单。一些不能做再循环或堆肥处理的垃圾仍需焚烧处理。第二，随着土地资源日益短缺，垃圾填埋处理比例已持续下降，且将继续呈下滑之势。没有必要将可做其他处理的垃圾随意填埋。何况，垃圾填埋场掩埋的有机食物释放的甲烷，也是全球气候变暖的元凶之一。在这方面，垃圾转换能源技术有独特优势，可以大幅压缩垃圾量，延长垃圾填埋场的使用周期。第三，与其将垃圾长途运往外地处理，还不如更多地采用垃圾转换能源技术，更为经济。当然，在这方面，除了继续改进垃圾焚烧技术，进一步减少污染外，还必须做好环保科普工作，争取民众支持。

三、案例研究——水泥资源综合利用新建生产线项目

（一）项目建设背景

2008年底，上海建材集团总公司和上海联合水泥有限公司，为配合2010年上海世博会配套路网建设确定企业整体搬迁。并按照上海市水泥产业产能和结构调整的规划，逐步关闭集团下属四家水泥生产厂。同年，经上海投资咨询公司组织专家论证会，明确了上海水泥产业结构调整的方案，最终确定为满足自然灾害影响下对水泥的应急需求，在上海市地域范围内仍然需要保留一定的水泥生产能力。上海市建设与交通委员会提出了在城市周边区域建设一家可同时处理城市污泥等废弃物的大型干法水泥生产线的项目建议书。

（二）关于项目选址

经过多选址方案比选，项目建设选址于浦东新区合庆镇的白龙港地区。

项目建设用地位于浦东新区合庆镇张家浜与长江交汇口北侧偏西，东临长江堤岸，西靠浦东新区区级规划路，南与白龙港污水处理厂隔张家浜相望。项目选址符合了城市污泥及其他废弃物就近处置原则。

（三）关于建设规模

为积极响应国家关于水泥工业产业政策结构布局调整和产能缩减的要求，有效利用资源，大力发展循环经济，新建水泥生产厂建设项目的功能定位将水泥生产工艺与城市废弃物处理工艺有机结合。(www.xing528.com)

项目建成后，拟处置城市污泥等废弃物总量为232万吨/年，吨产品产量处理城市污泥等废弃物600千克，为兼顾污泥焚烧工艺的特殊要求和废弃物处置的物料平衡，项目建设配置2台4000吨/日的水泥生产线，协同处置城市废弃物，以实现不间断和安全可靠地处置污水处理厂产生的城市污泥。

（四）关于工艺技术

利用水泥窑处置城市废弃物，具有处理温度高、焚烧空间大、焚烧停留时间长、不产生二次污染、环境负荷低等特点，与专业焚烧炉相比，具有运行成本低、处置彻底、资源化等多方面优势。利用水泥窑进行废弃物处置，在减少水泥企业对原燃材料需要的同时完成了部分废弃物销毁处置，并降低整个社会污染物的排放总量，具有可观的社会效益、经济效益和环保效益。

该项目采用污泥代替部分水泥原料煅烧成水泥熟料，这既可以解决污泥出路问题，又可以替代水泥部分硅质黏土原料问题，有利于自来水行业的可持续发展。该项目的技术创新点在于：黄浦江原水在净化成自来水过程中投加了混凝剂（其主要化学成分为Al₂（SO₄）3）和在排水污泥脱水时投加了聚丙烯酰胺（即PAM），在试验过程中发现污泥流动度差（水分为75%时流动度仅有70mm）、污泥含SO₃较高（平均为0.68%），而水泥生料如果水分在33%时其流动度可达75mm，一般原料中的SO₃小于0.2%。通过物理去水，使污泥水分降至37%以下就可以均匀地加入到水泥生料中，保持回转窑热工制度的稳定，生产出了保持原有品质的水泥。

该项目采用目前国际上先进的新型干法生产技术装备，包括熟料烧成两档五级预热分解超短窑、高效预分解系统、第四代高效篦式冷却机、大推力燃烧器等。水泥窑单位熟料热耗仅为103公斤标准煤，采用污泥替代熟料后热耗减至95公斤标准煤，能耗和排放指标均可达到国际先进水平。此外，采用无球粉磨技术，降低水泥综合电耗至85 kW·h，年处置粉煤灰约81万吨，技术经济指标达到国际先进水平。项目充分利用水泥窑余热，建设一条将脱硫石膏深加工并转化为建筑石膏的生产线；利用水泥窑余热，建设配套余热发电系统，供厂区生产自用，年发电量约一亿度，生产用电自供率达总用电量的30%以上。

（五）关于项目建设的效益分析

上海水泥资源综合利用项目建设，通过“撤四建一”，腾出上海中心城区土地917亩，黄浦江岸线1千米，内河岸线760米。新建项目选址城乡结合区域，用地660亩，内河岸线701米。整体项目建设符合国家关于调整水泥产能和大型国企重组建设的政策导向，也符合城市总体规划调整的要求。

项目采用水泥窑协同处置污泥技术，一站式无害化彻底处置工业固废及城市污泥等废弃物，实现资源化利用，符合国家环境保护和资源综合利用政策，满足了发展区域循环经济的要求。

项目建设设计日处理城市污泥1700吨，年处理粉煤灰110万吨、脱硫石膏近50万吨、废渣约20万吨，能解决上海市部分城区污泥、电厂粉煤灰、脱硫石膏、废渣等废弃物处置的迫切需要。项目建成后将成为上海市建设低碳、绿色、环保城市的循环经济示范工程之一。

四、相关思考

（一）城市废弃物处理需要结合产业结构转型调整，促进经济可持续发展

水泥作为国民经济建设和发展的重要基础原材料之一，为我国社会进步和经济发展做出了巨大贡献，然而，水泥工业又是典型的资源、能源型产业，其生产与发展是以消耗能源和矿产资源为代价的。随着我国能源与矿产资源形势的日益严峻，水泥生产成本压力不断提高。因此，只有按照循环经济理念，实现水泥工业的原、燃材料战略化转移，传统水泥工业向生态化转型，才可以满足水泥工业可持续发展的要求，上海白龙港水泥生产线项目的建设，彻底改变了人们对这一传统行业的看法。项目建设不仅解决了区域水泥产业结构调整背景下的产能压缩及兼并重组，同时处理了上海地区一部分城市废弃物，有助于固废处理和水泥生产的可持续发展，实现双赢的格局。

然而，白龙港新建水泥生产线项目可处理城市废弃物总量是有限的，且受水泥生产线的年产量上限要求的制约。要满足城市化节奏加快条件下，城市废弃物总量加速度增长的窘困现状，城市废弃物处理仍然必须结合地域特点，不断探索与各个产业结构调整的结合，尝试多方位的处理方式，以实现资源最大化利用的处理目标。

（二）充分利用城市废弃物本身资源需要民众提高环保意识，养成文明习惯

尽管上海水泥资源综合利用项目和其他国家的成功处理案例提供了有效的废弃物处理方式，然而，要真正实现“城市，让生活更美好”的目标，最大程度地解决现实中的城市废弃物处理，不能仅仅依赖上述案例中的智慧和技术，更有赖于城市居民文明习惯的养成。

实现变废为宝的目的必须普及并提高全民绿色概念，即城市垃圾是一种错位资源。首先要增强民众的环保意识，尽量做到物尽其用，从整体上减少城市废弃物排放总量；其次提高民众的垃圾分类意识，在这方面，日本、台湾及欧美等国家和地区已有良好的操作经验。此外，需探索创新，开发并尝试废物利用的各项创新举措，实现资源循环利用。

（三）城市废弃物处理资源最大化目标的实现需要各主管部门加强行政管理，进行政策引导

国际上比较成功的经验是政府向废弃物排放者收费，同时补贴废弃物处理者，使其得到实惠，提高其积极性。当前，中国有关主管部门对废弃物利用的关注还较有限，对这方面没有专项政策和规定，使废弃物处理者得不到政策支持，因此，加强各级主管部门的支持力度，加快制定相关扶持政策是非常必要和迫切的。

此外，借鉴国际成功经验，政府有必要对垃圾分类及垃圾回收进行更多相关研究，开展政策引导，必要时必须制定相关完备的环境保护法律法规体系，制定监管措施，确保有效地贯彻执行，对垃圾不分类的行为制定相应的法律法规，奖惩分明，从鼓励垃圾分类到强制性地实行垃圾分类，并逐步增加细分的类别，并确保执行到位。